[實用新型]在建大體積混凝土的智能水冷系統

有效

• 申請號: 201520309312.0
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN204662448U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 陳志剛
• 申請（專利權）人: 陳志剛
• 主分類號: E02D15/00
• 分類號: E02D15/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域：

本實用新型涉及混凝土冷卻，特別是涉及一種在建大體積混凝土的智能水冷系統。

技術背景：

大體積混凝土在澆筑成型過程中會產生大量的熱量，由于混凝土表面熱量散發較快而中心熱量散發緩慢，故會在混凝土中心與混凝土表面形成明顯溫度梯度，產生對應的溫度應力，把混凝土拉裂形成裂縫。對應于控制大體積混凝土裂縫產生的技術手段從設計角度到施工角度都有一些，其中較為常見的有：選擇低水化熱的水泥及配料、優化混凝土配合比、控制混凝土澆筑溫度、分塊澆筑及優化結構形式等，其中最為實用和有效的控制方法就是水冷技術。自從1931年美國墾務局第一次在歐瓦希(Owyhee)拱壩上試驗了混凝土水冷技術開始，混凝土水冷技術已經在各種大體積混凝土建設項目中得到廣泛的應用和認可。

傳統的水冷技術方案自身其實是存在缺陷的：傳統的水冷管道鋪設方法采用單進單出、在混凝土中迂回通過的方式，這樣的設置方法既不能有針對地控制混凝土內部呈徑向的溫度梯度特點，也會在順著冷卻水流向的路徑中產生新的溫度梯度(進水口溫度低吸熱快，而出水口溫度高吸熱慢)，這樣不僅不利于降低原有的溫度梯度，還會使得原本呈徑向的溫度梯度變得更為復雜，難以預測和控制；再者冷卻用水所適宜的溫度一般在30℃左右，溫度太低會在管道周邊形成“冷擊”效應，加劇裂縫的形成，而溫度太高又失去了換熱的效率，所以如何制備并儲存適宜溫度的冷卻水也是施工過程中的一道難題，傳統水冷方法為求實用多直接使用常溫水進行冷卻，亦或者少數使用溫水進行換熱但又無法精確控制其給水溫度，給控制過程帶來不確定性；另外傳統單進單出的水冷方案對換熱后的熱水往往直接排放掉，無法加以利用，既浪費了其物力資源，又對環境產生了不好影響。

傳統的水冷控制方案也存在著諸多不足，過去的做法通常是采用一定的有限元方法進行模擬預測，把控水冷技術實施的方向和進度，然后基于施工經驗，人工地進行采樣和調控。其不足之處在于，由于大氣環境的不可預見性和水冷管道換熱的復雜性所限，實際水冷情況與有限元方法模擬出的結果相比有一定變化，而傳統技術的調節能力不足，無法對這其中的變化進行即時修正，導致實際效果跟計劃目標總是相距甚遠；另外基于經驗性的、人工的采樣和調控會造成操作過程產生明顯的誤差甚至錯誤，以及導致調控過程滯后，影響實際控制效果；此外土建行業規范如《公路橋涵施工技術規范》等要求“冷卻水管進出口的溫差宜小于或等于10℃，且澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d”，人工通水冷卻手段簡陋且不可控制，跟實際需要相距甚遠。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種實時地對水冷速率進行智能、準確地控制的大體積混凝土智能水冷系統。

一種在建大體積混凝土的智能水冷系統，包括熱交換裝置、熱交換輔助裝置和控制裝置；

所述熱交換管道為設置在大體積混凝土中的多根管道；在大體積混凝土從上到下或者從下到上，每間隔0.8‐1m的縱向高度布置一層管道，每一層有若干根管道，從大體積混凝土的邊沿到中心，每間隔0.8‐1m的水平距離布置一根管道；

所述控制裝置包括控制器、溫度傳感器、第一電動三通閥門、第二電動三通閥門、第一電動球閥、第二電動球閥、第三電動球閥、第四電動球閥、第一電磁閥、第二電磁閥；控制器分別與溫度傳感器、第一電動三通閥門、第二電動三通閥門、第一電動球閥、第二電動球閥、第三電動球閥、第四電動球閥、第一電磁閥和第二電磁閥連接；溫度傳感器有多個，分別安裝在第一分流器、第三分流器和大體積混凝土中，在大體積混凝土中多個溫度傳感器間隔設置在兩根管道之間；