宁夏大学何建国教授团队针对冬季葡萄根系土壤增温需求，开展了混合重力热管（Hybrid Gravity Heat Pipe, HGHP）技术的研究，成功攻克了传统重力热管在农业应用中的高成本问题，并验证了其在寒冷地区的高效增温性能。

技术背景与需求：冬季低温对葡萄根系生长造成严重影响，传统农业增温方式能耗高且不可持续。重力热管作为一种高效传热设备，能够利用浅层地热能为土壤增温，但其高成本限制了广泛应用。因此，开发一种经济高效的重力热管技术，对于提升农业生产的可持续性具有重要意义。

技术攻关与创新： 本研究提出了一种混合重力热管（HGHP）技术，通过在热管的绝热段采用聚丙烯无规共聚物（PPR）替代传统铜材料，大幅降低了热管的制造成本。同时，研究团队优化了HGHP的结构设计和材料连接工艺，确保了其在复杂环境下的稳定性和热传递性能。通过在宁夏贺兰山东麓葡萄种植区的实地试验，验证了HGHP在不同气象条件下的温度响应和热性能。

技术指标与成果：

增温效果显著： HGHP在冬季试验期间平均增温3.08℃，显著提升了葡萄根系土壤温度，与传统铜重力热管（CGHP）相比，虽热传递效率略低，但增温效果仍满足农业需求。

成本降低显著： HGHP通过采用PPR材料替代铜材料，使热管成本降低了48.39%。在材料成本占比高达84%的热管系统中，PPR的应用大幅减少了铜的使用量，同时简化了加工工艺，降低了制造成本。

热性能稳定： HGHP在不同气象条件下表现出稳定的温度响应和良好的等温特性，尤其在低温环境下仍能有效维持土壤温度，为植物生长提供了稳定的热环境。

经济性与可持续性： HGHP在保持较高热传递性能的同时，显著降低了系统成本，为浅层地热能在农业领域的应用提供了经济可行的解决方案，具有广泛的推广价值。

应用前景与意义： 本研究成功解决了传统重力热管在农业应用中的高成本问题，为寒冷地区葡萄种植及其他农作物的冬季增温提供了一种高效、经济、可持续的技术手段。HGHP技术的创新不仅为农业领域提供了新的技术选择，还为浅层地热能在其他领域的应用奠定了基础，具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

我国冬季农业增温长期依赖高能耗传统方式，高效利用浅层地热能的重力热管技术又因成本高难以普及。为此，成功研发出混合重力热管（HGHP），力求以低成本实现与传统铜重力热管（CGHP）同等增温效果，经济效益显著。

1. 低成本材料创新
   传统重力热管常用全铜材质，成本高、加工难。HGHP 在绝热段用聚丙烯无规共聚物（PPR）替代铜，PPR 耐腐蚀、保温好、价格低，加工工艺也简单，使制造成本大幅降低。经优化设计，HGHP 成本比 CGHP 降低 48.39%，为推广奠定了经济基础。
2. 高效传热性能
   HGHP 保留铜作为蒸发段和冷凝段材料，保证关键部位传热性能。试验显示，冬季 HGHP 能将葡萄根系土壤温度平均提升 3.08℃，虽略低于 CGHP 的 4.94℃，但完全能满足农业增温需要。而且，HGHP 在不同气象条件下温度响应稳定、等温特性良好，低温时也能稳定维持土壤温度，为植物生长营造稳定热环境。
3. 经济性与可持续性
   HGHP 经济性体现在材料成本低和对浅层地热能的高效利用上。将蒸发段浸入地下水吸热，它能在小温差下大量转移热量，无需额外能源，大大降低冬季农业增温运行成本。同时，PPR 的使用减少了对铜等稀缺资源的依赖，符合可持续发展要求。
4. 广泛的适用性
   HGHP 不仅适用于葡萄种植，还可用于其他农作物冬季增温，在寒冷地区农业领域前景广阔。其设计理念和材料创新，还能为浅层地热能在建筑供暖、道路除冰等领域提供参考，具有重要科学意义和实用价值。
5. 技术创新与突破
   本项目在热管材料、结构和工艺上有多项创新。绝热段引入 PPR，降本的同时保持高效传热。团队还优化了铜管与 PPR 管连接工艺，确保热管稳定性和可靠性。这些创新填补了国内混合重力热管领域空白，为相关技术发展提供了理论和实践基础。

总之，HGHP 技术在材料、传热、经济、可持续和适用等方面亮点突出，为我国冬季农业增温提供了高效、经济、可持续的方案，应用价值高、发展前景广。

本项目研发的混合重力热管（HGHP），以高效传热性能和成本优势，为浅层地热能利用提供创新方案，应用前景广阔。

在农业领域，HGHP 核心用于冬季葡萄根系土壤增温，利用浅层地热能提升土温，促进寒区葡萄生长。还能用于蔬菜大棚、花卉种植、中药材栽培等农作物冬季保护，提供稳定热环境，减少低温损害，提高产量质量。其低成本设计对农村中小规模农场和农户很友好。

建筑供暖领域，HGHP 可集成于建筑物地基或墙体，利用浅层地热能供热，减少对传统供暖系统依赖，降低能耗与碳排放。在大规模建筑项目中性价比高，尤其适用于农村和经济欠发达地区的供暖改造。

对于道路除冰与融雪，在寒冷地区，将 HGHP 埋于道路、桥梁或机场跑道下，能利用浅层地热能维持路面温度，防止结冰积雪，减少融雪剂使用，降低环境污染。与传统电热除冰系统比，HGHP 运行成本低且无需额外电力，可持续性和经济性更高。

工业与能源领域也有 HGHP 的用武之地。工业生产中，可用 HGHP 回收废热用于预热、干燥或保温等，提高能源利用效率，降低成本。在地热发电项目中，HGHP 作为地热能提取和传输关键组件，能提升地热能利用效率。

在城市绿化与景观工程方面，HGHP 可保护城市公园、高尔夫球场、城市绿地的植被，防止冬季低温伤害。也可给城市景观水体防冻，维持水体生态稳定，提升景观观赏价值和生态功能。

总之，HGHP 技术高效、经济、可持续，从农业到建筑、道路、工业，再到城市绿化景观，为浅层地热能开发利用提供了新思路和实践方案。随着技术成熟推广，有望在全球大规模应用，助力可持续发展，应对气候变化。

本团队由何建国教授担任学术带头人。何教授是该校二级教授、博士生导师，长期致力于食品机械自动化装备研究，主持国家及省部级项目20余项，发表论文100余篇，授权专利20余项，出版专著1部。作为国家级有突出贡献的中青年专家，他入选国家百千万人才工程第三层次，享受国务院政府特殊津贴，并荣获教育部科技进步二等奖、宁夏科技进步二等奖及广东省科技进步一等奖。项目实施过程中主要负责整体方案的制定及组织协调。

团队骨干成员康宁波是宁夏大学正高级实验师、博士、硕士生导师，入选宁夏回族自治区青年科技人才托举工程，主持或参与国家及省部级项目8项，发表论文10余篇，授权专利9项，拥有软件著作权1项，专注于食品机械与农产品保鲜加工研究。项目中主要负责热管参数的调整及优化。

邓改革博士后在站期间，专注于食品机械装备研究，主持完成省部级项目2项，发表论文7篇，申请专利6项。项目中主要负责热管的加工制造及场地布置。

刘贵珊教授是团队成员之一，博士生导师，研究方向为农产品加工及贮藏工程，获评宁夏回族自治区科技创新领军人才，担任宁夏食品科学技术协会理事。主持完成国家及省部级项目15项，发表论文80篇，出版专著2部，授权专利4项，获省部级科技奖励3项。

混合重力热管（HGHP）技术在研发与应用上取得了显著成果，对经济、科技、环境等方面均有重要意义。

在研发经费投入与收益方面，HGHP 研发累计投入约 50 万元。材料研发与采购占 30%，用于铜管等材料购置；设备购置与传感器布置占 25%；试验场地建设与维护占 20%；人力成本占 15%；项目管理等杂项开支占 10%。目前，该技术已取得阶段性成果。在葡萄种植区实地试验成功实现冬季土壤增温，改善了葡萄根系生长环境。应用 HGHP 技术的葡萄园平均每亩增产约 15%，且品质提升带来的经济效益可观，预计每亩增收约 3000 元。

在推动科学技术进步上，HGHP 技术为浅层地热能高效利用提供新思路。传统重力热管全铜材质成本高，限制了应用。HGHP 创新引入 PPR 材料替代部分铜材料，在保持传热性能的同时大幅降低成本。这一成果推动了重力热管技术在农业土壤增温领域的应用，也为浅层地热能在建筑供暖、道路除冰等其他领域的开发提供了参考，其设计理念和优化方法为相关技术发展奠定基础。

在保护自然资源与生态环境方面，HGHP 技术意义重大。它利用浅层地热能这一可再生能源，减少了对传统化石能源的依赖，降低了能耗与碳排放。在农业中，提升土壤温度促进植物生长，提高土地利用率，减少农作物因低温减产现象。同时，减少了因使用化学肥料、农药提高作物抗寒能力而造成的土壤污染，维护了土壤生态环境。在生态修复上，可用于盐碱地等生态脆弱区域的土壤改良，提升土壤温度，促进微生物活性与植物根系生长，加速生态系统恢复与重建。

综上所述，HGHP 技术在推动科技进步、保护自然资源和生态环境等方面作用显著。随着技术的完善与推广，将为社会可持续发展做出更大贡献。

一、技术转让

本项目研发的混合重力热管（HGHP）技术具有显著的创新性和市场应用潜力，本团队欢迎有实力的企业或机构进行技术转让。技术转让将包括完整的知识产权、技术文档、生产工艺、试验数据以及相关的技术支持。

二、技术入股

我们诚邀对HGHP技术有长期合作意愿且具备资金实力和市场渠道的企业进行技术入股合作。技术入股将使双方在技术研发、生产制造、市场推广等方面形成紧密的战略联盟，共同推动技术的产业化进程。

三、技术合作

我们欢迎与相关企业、科研机构或高校开展技术合作。合作内容包括但不限于技术研发、试验验证、生产工艺优化、市场推广等。通过技术合作，我们可以共同攻克技术难题，提升技术性能和市场竞争力。

四、资金需求

为推动HGHP技术的进一步完善和产业化，我们目前需要资金支持。资金需求主要用于以下几个方面：

技术改进与优化：针对高温环境下的热传递效率问题，以及进一步优化PPR材料的耐久性和热稳定性，预计需要投入200万元用于新材料研发与测试。

试验与示范项目：计划在全国不同气候区域开展大规模试验和示范项目，验证技术的适应性和稳定性，预计需要300万元用于试验场地建设、设备购置和数据监测。

五、成果转化方向与目标

我们期望HGHP技术能够在以下方向实现成果转化：

农业领域：作为核心技术，推广应用于葡萄种植、蔬菜大棚、花卉种植等农业场景，提升农作物的产量和品质，改善农业生产的可持续性。

建筑与基础设施领域：将HGHP技术应用于建筑供暖、道路除冰、桥梁防冻等场景，提高基础设施的抗灾能力和运行稳定性，降低能源消耗和维护成本。

六、希望与要求

合作伙伴要求：我们希望合作伙伴具备良好的信誉和市场渠道，对HGHP技术有深刻的理解和认同。合作伙伴应具备一定的资金实力和技术研发能力，能够与我们共同推动技术的持续创新和市场推广。

政策支持：我们期望政府相关部门能够提供政策支持，包括但不限于科研项目资助、税收优惠、产业扶持政策等，以降低技术转化的门槛和风险。

长期合作：我们期望与合作伙伴建立长期稳定的合作关系，共同致力于HGHP技术的持续改进和市场拓展。通过技术转让、技术入股和技术合作等多种方式，实现技术的产业化和市场化，推动相关产业的可持续发展。