热递送系统和方法技术方案

一种用于农业应用的热递送系统，该系统包括：具有交替的绝热段和传热段的管道，所述管道被构造成具有延伸穿过交替的绝热段和传热段的流体流动路径；以及流体推进装置，其构造成推动热容纳流体在所述流体流动路径内的流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热递送系统和方法
本公开涉及一种热递送方法和用于实施该方法的系统。背景目前，5％的覆盖全球的农业市场使用某种气候优化方法，主要是空气加热。其它百分之九十五不是如此，主要是由于大量的初始投资，每月高的能源利用帐单和大的环境占地面积。由于几个组合因素，传统的气候控制方法是次优的：需要两个完全独立的、基于空气的加热和冷却系统，高能源成本，严重的环境影响和缓慢的投资回收率。根区加热是在农业(例如，温室)中直接为生长介质提供热而不是加热空气的有效技术。这种技术可为种植者提供以下益处：更快的生产、改善的质量的作物和节能以及低的环境占地面积。根区加热影响植物的生理、生长、生产力和质量的所有参数。此外，可以实现显著的能量节省。例如，如果根区温度保持在最佳，则温室中的空气温度可以降低5℃至10℃，从而降低农民的能量消耗和支出。这是可能的，因为对于实现良好的植物生长来说，根区温度比叶片温度更关键。用于根区加热的一种可能的系统是直接的地源热交换器，其传递来自地源交换器的热以加热或冷却消耗者。一般描述根据本公开主题的第一方面，公开了一种用于农业应用的热递送系统，该系统被构造成具有管道，该管道具有交替的绝热段和传热段。热递送系统构造成使流体流过管道，以用于使随流体容纳的热穿过管道的传热段的侧壁递送到其周围。管道被构造成具有延伸穿过交替的绝热段和传热段的流体流动路径。热递送系统构造成与多个热消耗者结合使用，以便将热递送至该多个热消耗者。根据一个示例，每个传热段构造成邻近一个或多个热消耗者(例如，温室中的植物)布置。根据另一个示例，每个热消耗者构造成邻近一个或多个传热段布置。传热段根据预定的布置沿着管道布置，使得每个传热段的位置对应于相应的热消耗者的位置，传热段邻近相应的热消耗者布置。根据具体示例，热消耗者可以是一个或多个植物的根。根据其它具体示例，热消耗者可以是以下中的一个或多个：在水池中生长的鱼，畜牧业的地板的部分等。在下文中在说明书和权利要求中，短语绝热段和传热段是指管道的段，使得传热段以与绝热段的侧壁相比时具有更高传热系数的侧壁为特征。段可以具有纵向形状。术语农业是指耕种土壤、生产农作物和饲养牲畜并在不同程度上制备和销售所得产品的科学、技术或实践。术语农业还指水产养殖和畜牧业。术语热指的是从较热主体自发传递到较冷主体的能量，并且可以具有正值或负值。正值构造成升高较冷主体的温度(即，加热)，并且负值构造成降低较热主体的温度(即，冷却)。术语流体是指液体(例如，水)或气体。流体的特征可以在于高的热容量。术语管道指的是一个或多个管、导管或被构造成促进流体在其中流动的任何其它封闭流体管线。术语侧壁是指形成管道的一个或多个层，并且在管道的内表面与管道的外表面之间分开，管道的内表面界定流体流经的流动路径。术语土壤是指由用于种植植物的碎裂岩石和/或生长介质组成的地球表面部分，并且与术语地面是可互换的。根据本公开主题的第二方面，提供了一种用于农业应用的热递送方法，该方法包括以下步骤：a.提供热递送系统，该热递送系统被构造成具有管道，该管道具有交替的绝热段和传热段；b.推进热容纳流体在管道内流动，从而将随该热容纳流体容纳的热穿过管道的传热段的侧壁递送到其周围。该方法可以包括将传热段邻近一个或多个热消耗者布置以便向热消耗者提供热的另外的步骤。可选地，该方法可包括将热消耗者邻近其相应的传热段布置的步骤。根据本公开主题的第三方面，公开了一种制造用于农业应用的热递送系统的方法，该热递送系统构造成将热递送到多个热消耗者，该方法至少包括以下步骤：提供管道，该管道具有沿着管道的交替的绝热段和传热段，该管道被构造成具有延伸穿过该交替的绝热段和传热段的流体流动路径。参考第三方面，该方法可以包括在绝热段的侧壁的内表面和外表面中的一者或两者上形成一个或多个侧向突出部的步骤，以及至少在绝热段之上施加套管从而在侧向突出部和套管之间形成一个或多个绝热腔的另外的步骤。交替的绝热段和传热段的布置允许优化向热消耗者的热递送。通过热源充到流动穿过管道的流体的热穿过传热段递送到热消耗者，而向未被热消耗者占据的区域的热的递送在绝热段处减少。向热消耗者的热递送的这种优化允许减少来自热源的热输入，从而节省能量。递送给热消耗者的热可以是正值，即流体将能量递送给热消耗者，和负值，即热消耗者将能量递送给流体。因此，热递送系统可以用于冷却或加热热消耗者，以便保持其大体稳定的温度。热递送系统可以应用在用于种植植物的农业场地中，并且构造成将热递送给热消耗者，即植物的根。农业场地可以被覆盖(例如，温室)或不被覆盖。热递送系统可以影响根区(即，是根周围的生长介质或土壤)的温度，并且促进控制容纳根的土壤的温度。热递送系统可以用于冷却或加热容纳根的土壤，以便保持其大体上恒定的温度。在一年的白天夜晚和各季节中，容纳根的土壤的恒定和更稳定的温度或至少温和的温度变化可以改善植物的生长。热递送系统还可应用于水产养殖中，以用于在包括水的水池中养殖鱼。热递送系统可用于将热递送给水，并且从而影响水的温度。热递送系统可以用于冷却或加热水池内的水，以便维持其大体上恒定的温度。恒定和更稳定的水温或者至少温和的水温变化可以改善鱼在所述水中的生长。下面的特征、设计和构造中的任何一个或多个可以独立地或以其各种组合被结合在根据本公开主题的热递送系统和方法中。至少绝热段的侧壁可以被构造成具有从侧壁的内表面和外表面中的一个突出的一个或多个侧向突出部。该一个或多个侧向突出部构造成当在其之上施加套管时，在侧向突出部和套管之间形成一个或多个绝热腔。套管可以是绝热护套，其例如通过胶合、热焊接、热收缩等被施加或固定在绝热段的侧壁的内表面和/或外表面中的一个上，以便从而增加绝缘。套管可以是覆盖管道的侧壁的内表面的内套管和/或覆盖管道的侧壁的外表面的外套管。套管可以分段并且专门覆盖绝热段。根据与该方面相关的具体示例，覆盖相应的绝热段的套管的段的端部可以以绝热的方式附接到管道，从而防止从套管段的端部的热损失。一个或多个绝热腔可以容纳绝热材料。根据具体示例，绝缘材料是空气，并且根据其它示例，绝热材料是泡沫材料。一个或多个侧向突出部可以是环形突出部形式的绝缘材料。一个或多个侧向突出部可以是螺旋形的，至少沿着绝热段延伸。一个或多个侧向突出部可以是大体上直线的。根据具体示例，侧向突出部可以沿着绝热段延伸。管道的侧壁可以被构造成具有不同的壁厚度，使得在绝热段处的壁厚度大于在传热段处的壁厚度。绝热段和传热段可以是构造成以交替的顺序装配在一起以形成管道的单独的段。当制造时或者在现场应用该系统时，绝热段和传热段可以拆卸和/或装配在一起。根据与该方面相关的一个示例，绝热段和传热段可以由以不同的传热系数为特征的不同的材料制成。管道可以埋置在农业土壤中或铺设在土壤的顶部。热消耗者可以是植物的根。绝热段和传热段可以是一致的或变化的长度。可识别的标记可以至少与传热段相关联。这种标记可以是可见标记，例如在管道的外表面上标志，或者可以提供可检测标记，例如嵌入在管道中的RF发射器等。热递送系统还可以包括流体喷射系统，流体喷射系统包括至少一个喷射管，该至少一个喷射管被构造成具有多个喷射器，该多个喷射器构造成在管的周围喷射流体(例如水)。喷射器可以是滴灌喷射器或喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于农业应用的热递送系统，所述系统包括：管道，其具有交替的绝热段和传热段，所述管道被构造成具有延伸穿过所述交替的绝热段和传热段的流体流动路径；和流体推进装置，其构造成推动热容纳流体在所述流体流动路径内流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.09 US 61/977,3041.一种用于农业应用的热递送系统，所述系统包括：管道，其具有交替的绝热段和传热段，所述管道被构造成具有延伸穿过所述交替的绝热段和传热段的流体流动路径；和流体推进装置，其构造成推动热容纳流体在所述流体流动路径内流动。2.根据权利要求1所述的热递送系统，其中所述传热段根据预定布置沿着所述管道布置，使得每个传热段的位置对应于相应的热消耗者的位置，所述传热段邻近所述热消耗者布置。3.根据权利要求1或2所述的热递送系统，其中所述绝热段包括施加到所述管道的外部侧壁或内部侧壁的绝热护套。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热递送系统，其中所述绝热段的侧壁被构造成具有从所述侧壁的内表面或外表面突出的一个或多个侧向突出部。5.根据权利要求4所述的热递送系统，其中，所述一个或多个侧向突出部被构造成在套管施加在其之上时在所述侧向突出部和所述套管之间形成一个或多个绝热腔。6.根据权利要求5所述的热递送系统，其中所述绝热腔容纳绝热材料。7.根据前述权利要求中的任一项所述的热递送系统，其中，所述管道的侧壁被构造成具有不同的壁厚度，使得所述绝热段处的壁厚度大于所述传热段处的壁厚度。8.根据前述权利要求中的任一项所述的热递送系统，其中所述绝热段和所述传热段是以交替顺序装配在一起以形成所述管道的单独的段。9.根据前述权利要求中的任一项所述的热递送系统，其中所述绝热段和所述传热段由以不同的传热系数为特征的不同材料制成。10.根据前述权利要求中的任一项所述的热递送系统，还包括流体喷射系统，所述流体喷射系统包括被构造成具有多个喷射器的至少一个喷射管，所述喷射器构造成在所述管道的周围喷射流体。11.根据权利要求10所述的热递送系统，其中所述喷射器是滴灌喷射器或喷雾喷射器。12.根据权利要求10或11所述的热递送系统，其中所述喷射器邻近所述传热段布置。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的热递送系统，其中所述管道和所述喷射管构成单个管道，在所述单个管道中所述喷射器布置在所述传热段处，以用于将所述热容纳流体喷射到所述管道的周围。14.根据前述权利要求中的任一项所述的热递送系统，还包括构造成将热递送到所述热容纳流体的热源。15.一种用于农业应用的热递送的方法，所述方法包括以下步骤：a.提供热递送系统，所述热递送系统被构造成具有管道，所述管道具有交替的绝热段和传热段；和b.推进热容纳流体在所述管道内流动，从而将随所述热容纳流体容纳的热穿过所述管道的所述传热段的侧壁递送到其周围。16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述传热段邻近一个或多个热消耗者布置的步骤。17.根据权利要求15或16所述的方法，还包括将所述热消耗者邻近其相应的传热段布置的步骤。18.一种制造用于农业应用的热递送系统的方法，所述热递送系统构造成向多个热消耗者递送热，所述方法包括至少以下步骤：提供管道，所述管道具有沿着所述管道的交替的绝热段和传热段，其中流体流动路径共同延伸穿过所述交替的...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎伦·迪佛，雅科夫·韦斯曼，艾兰·弗里德曼，埃雷兹·齐姆霍尼，波阿斯·瓦赫特尔，
申请(专利权)人：鲁茨可持续农业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL