專利名稱：一種氣象站中檢測設備的地熱防凍方法
技術領域：
本發明涉及一種采用地下熱能對氣象站中各采集裝置進行防凍、消凍的處理方法，屬于氣象站檢測設備的防凍技術領域。
背景技術：
氣象要素檢測設備在人們生活中扮演著十分重要的角色，氣象站中的觀測設備在不同程度上受到冰凍的影響。目前，氣象站對一些觀測設備或者使用傳統的保溫套或者使用電加熱進行防凍、消凍處理，這些方法雖然能夠起到一定的防凍效果，但是在嚴寒的冬季，尤其在北方地區，現有防凍方法未能取得良好的節能效果。此外，電加熱需要一定的能耗，相對于使用電池供電的WSN節點組成的自動氣象站顯得很不實用，冬季過程中可能需要繁更換節點電池，增大了人員的工作量。
發明內容
本發明根據熱脹冷縮的物理特性，提出一種利用地下井水在冬季來進行采集裝置防凍、消凍的方法。由地下井水作為熱源，通過密封的導管流經檢測設備的保溫罩后回流水井，根據井下和地面的溫差進行熱傳遞，最終形成自動的回流循環，對設備起到防凍、消凍的作用。當循環情況變差，溫度小于4°C時，開啟微型水泵輔助循環，以防止凍結。本發明具有如下有益效果(1)該防凍方法完全使用地熱能作為熱源，無能耗、無污染，完全符合新能源開發利用的發展要求。(2)在一個氣象站布置點只需一口水井作為熱源即可對所有需要防凍保護的氣象檢測設備同時進行防凍處理。(3)本發明由井水作為熱源的水循環保溫系統利用熱脹冷縮從而熱水上流，冷水下沉，的特性自動形成回流，不需要源動力。(4)當溫度較低，水溫小于4°C時，啟動微型輔助真空水泵，以加快水流。由于水壓差較小，所以水泵所需動力較小，而效果明顯。
圖1是地熱防凍技術方案的結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明根據各氣象站地理位置分布情況，在氣象站打一口足夠深的地下水井(1)，要求井深達到足夠保證井水在四季常溫的狀態。通過密封的導管水( 流經檢測設備的保溫罩或散熱片C3)后回歸水井，根據井下和地面的溫差進行熱傳遞，最終形成自動的回流循環，對設備起到防凍、消凍的作用。可以借助輔助真空水泵(4)來啟動水循環開始(在啟動導水管之前最好用水填充滿，確保導水管內沒有空氣)，回流循環啟動后即可停止助水泵，依靠溫差產生的壓力差推動水循環長期自動運行。輔助真空水泵利用氣象站的太陽能電池作為供電電源，啟動水循環只需要較小的力矩，因此小功率電水泵即可符合要求，功耗極小。
權利要求
1 一種氣象站中檢測設備的地熱防凍方法，其特征在于在氣象站挖一口地下水井， 井水作為熱能來源，通過密封的導管流經檢測設備的保溫罩后回流水井，根據井下和地面的溫差進行熱傳遞，最終形成自動的回流循環，對設備起到防凍、消凍的作用。
2.根據權利要求1所述的氣象站中檢測設備的地熱防凍方法，其特征在于導水管內用水完全填充滿，導水管內無空氣；依靠冬季過程中井水和地面的溫度差產生的壓力作為水循環的動力形成自動的回流水循環。
3.根據權利要求1所述的氣象站中檢測設備的地熱防凍方法，其特征在于使用輔助真空水泵作為水循環的輔助動力。
4.根據權利要求1或3所述的氣象站中檢測設備的地熱防凍方法，其特征在于使用氣象站的太陽能電池給電水泵進行供電。
5.根據權利要求1所述的氣象站中檢測設備的地熱防凍方法，其特征在于井水流經防凍設備的保溫罩后起到防凍的效果。
全文摘要
本發明提出了一種氣象站中檢測設備的地熱防凍方法。該方法使用氣象站的地下水井作為熱能，利用冬季井水和地面氣溫的溫度差，經密封的導管流經檢測設備的保溫罩后再回歸水井，根據井下和地面的溫差進行熱傳遞，最終形成自動的回流循環，對氣象站的檢測設備起到防凍、消凍的效果。
文檔編號F24J3/08GK102261760SQ20111015302
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者元寶軍, 唐慧強, 李超, 閭軍 申請人:南京信息工程大學