一种通水调温系统的制作方法

本实用新型涉及水利水电工程混凝土坝体调温技术领域，具体涉及一种通水调温系统。

背景技术：

寒冷地区修建混凝土坝为了防止混凝土因低温冷冻而产生裂缝，一般要进行坝面永久保温。

目前混凝土坝施工保温措施大多采用在混凝土上铺设保温被、保温苯板或者喷涂聚氨酯保温材料等方式进行保温，但这种方式对保温材料厚度要求较高，并且保温效果不准确，面对寒潮、温度骤降天气情况或者更难以应对的突发天气条件或极端的天气条件，如果反应不及时，很难达到理想的表面保温效果，更难以达到温控防裂的目的。

因此现有技术中混凝土坝施工保温措施的保温效果不佳，坝面不能保持一定温度，达不到很好的防冻裂效果的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通水调温系统，解决了现有技术中混凝土坝施工保温措施保温效果不佳，坝面不能保持一定温度，达不到很好的防冻裂效果的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种通水调温系统，包括：保温层结构、控温设备、第一温度检测器、控制器；所述保温层结构内设置有水管；

所述保温层结构，铺设于目标保护区域的表面，所述水管与所述控温设备相连接，所述控制器与控温设备相连接；

所述第一温度检测器，设置于所述保温层结构内贴近所述目标保护区域的一侧，与所述控制器相连接，所述第一温度检测器用于检测所述目标保护区域的表面温度，并将所述表面温度发送至所述控制器；

所述控制器将检测到所述表面温度在所述预设目标温度范围之外时生成的调温信号发送给所述控温设备；

所述控温设备接收到所述调温信号后，将流入所述水管的液体调整到设定温度，得到设定温度的液体并通入所述水管；

所述水管将所述设定温度的液体的热量散发至所述目标保护区域，使所述目标保护区域达到所需防裂温度。

进一步的，还包括：天气温度检测器和外部水温检测器；

所述天气温度检测器，与所述控制器相连接，所述天气温度检测器检测天气温度，并发送至所述控制器；

所述外部水温检测器，设置于所述保温层结构外部检测，与所述控制器相连接，用于检测所述保温层结构的外部温度，以使所述控制器根据所述天气温度和所述保温层结构的外部温度进行分析预测，调节所述控制器的调温信号。

进一步的，还包括：连接于所述控温设备与所述水管之间的流量控制阀；

所述流量控制阀，与所述控制器相连接，所述流量控制阀接收所述控制器的开度控制信号，控制进入所述水管的液体的流量，从而调节通入所述水管内设定温度的液体散发的热量。

流量控制阀包括：流量计和流量阀门；

所述流量计设置于所述水管内，与所述控制器相连接，用于检测所述水管内的液体流量，将所述液体流量发送至所述控制器；

所述控制器根据所述液体流量和所述目标保护区域的表面温度生成的开度控制信号控制所述流量阀门调节所述水管的液体流量。

进一步的，还包括：设置于所述控温设备的第二温度检测器；

所述第二温度检测器与所述控制器相连；所述第二温度检测器检测所述控温设备中液体温度，并将所述液体温度发送至所述控制器，以使所述控制器接收所述液体温度并判断所述液体温度是否达到所述设定温度。

进一步的，还包括：设置于所述水管上的液体温度检测器；

所述液体温度检测器与所述控制器相连接；

所述液体温度检测器检测所述水管的液体温度，并将所述水管内的液体温度发送至所述控制器；

所述控制器根据通入所述水管内的液体温度，确定所述控温设备的调温效率。

进一步的，所述保温层结构包括：第一保温层和高导热保护层；所述高导热保护层，贴合于所述目标保护区域的表面；所述第一保温层，设置于所述高导热保护层上部，所述水管设置于所述第一保温层的下部和所述高导热保护层上部之间。

进一步，所述控温设备包括出水口和回水口；

所述水管包括进水通道、回水通道、出水通道；

所述进水通道和所述回水通道分别与所述控温设备相连接，所述出水通道分别与所述进水通道和所述回水通道相连接，形成循环管路。

进一步的，所述出水通道成蛇形均匀排布。

进一步的，还包括：设置于所述水管内的加热化冰装置和/或停机自动放空装置；

所述加热化冰装置，与所述所述控制器相连接，所述加热化冰装置接收所述控制器的融化控制信号以对所述水管中的冰进行加热融化；

所述停机自动放空装置，与所述所述控制器相连接，所述停机自动放空装置在所述控制器故障停机后，自动排空所述水管内的液体。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型通过一种通水调温系统，该系统包括：保温层结构、控温设备、第一温度检测器、控制器；保温层结构铺设于目标保护区域的表面，水管设置于保温层结构内，水管与控温设备相连接，控制器与控温设备相连接，第一温度检测器，设置于保温层结构内贴近目标保护区域的一侧，与控制器相连接，第一温度检测器检测目标保护区域的表面温度，将表面温度发送至控制器，控制器将检测到表面温度在预设目标温度范围之外时生成的调温信号发送给控温设备，控温设备接收到调温信号后，将流入水管的液体加热到设定温度，得到设定温度的液体并通入水管，水管将设定温度的液体的热量散发至目标保护区域，使目标保护区域达到所需防裂温度；上述通过将水管设置于保温层结构内，铺设于目标保护区域的表面，通过控温设备将通过水管的液体进行调整，实现了对目标保护区域的主动式保温的效果，并采用控制器随时根据第一温度检测器检测目标保护区域的表面温度通过控温设备对水管内的液体温度进行调整，以随时对目标保护区域的表面温度进行调整，控制目标保护区域表面的温度在防裂温度范围内，从而达到目标保护区域防冻裂的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种通水调温系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种通水调温系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的水管的一种具体连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的水管包裹于保温层结构内的一种结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的水管包裹于保温层结构内在坝面上的一种应用场景示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的一种通水调温系统的结构示意图；

如图1所示，本实施例包括：

一种通水调温系统，包括：控温设备102、控制器103和第一温度检测器104；所述保温层结构内设置有水管101；

保温层结构，铺设于目标保护区域的表面，水管101与控温设备102相连接；

保温层结构，用于保护水管，防止水管因为天气温度较低冻裂，并且内部设置有水管的保温层结构铺设在目标保护区域的表面，用来对目标保护区域进行保温。

目标保护区域，可以为混凝土重力坝、拱坝，或面板堆石坝等需要保护、需要防止冻裂的坝面上，一般情况下，多对混凝土重力坝、拱坝，或面板堆石坝等坝体的上游面进行保温，所以一般多将坝体的上游面作为目标保护区域。

水管101与控温设备102相连接，通过调节水管内液体的温度，为目标保护区域提供热量，对目标保护区域进行主动式保温。为了保证能够有效地保护目标保护区域的表面，铺设的水管101成均匀排布，保证水管101全部铺满目标保护区域的表面。

当目标保护区域的面积较大时，可分段布置多根水管。为保证水管能够更好对目标保护区域进行保温，根据选择的水管的管径确定水管的布置的最大长度，当水管的管径在1英寸，即2.51厘米左右时，单根水管的长度不大于300米。管径越小，单根水管可以布置的长度越短。

第一温度检测器104，设置于所述保温层结构内贴近所述目标保护区域的一侧，与控制器103相连接，第一温度检测器104用于检测目标保护区域的表面温度，并将表面温度发送至控制器103；

第一温度检测器104检测目标保护区域的表面温度，为方便第一温度检测器104的在目标保护区域表面的布置时，将第一温度检测器104设置在水管101上，在将水管101铺设在目标保护区域表面的同时，第一温度检测器101同时设置在了目标保护区域的表面，也可以根据需要在目标保护区域一一设置。

本实施例优选将第一温度检测器104设置在水管101，第一温度检测器104为多个，平均布置在每段水管与水管之间，靠近目标保护区域表面的一侧。根据每段水管道长度第一温度检测器的使用个数，每段水管的布置至少为三个，每个第一温度检测器检测目标保护区域的对应各处温度，目标保护区域的表面温度由该段水管内多个第一温度检测器检测的对应各处温度的平均值确定。

第一温度检测器可以是温度传感器、电子温度计等。第一温度检测器104将检测的表面温度发送至控制器103进行进一步处理。同样第一温度检测器304也设置在了保温层结构内。

控制器103将检测到表面温度在预设目标温度范围之外时生成的调温信号发送给控温设备102；

控制器103，与控温设备102相连接，控制器103内设置有预设目标温度范围，预设目标温度范围与控温设备102加热的设定温度有关。例如将设定温度设置为tc，tc为保证目标保护区域表面不开裂的目标温度，△t为目标温度可以允许波动值，则预设目标温度范围为tc±△t之间。tc与△t的数值可以根据实际目标保护区域的环境的检测实验或根据以往检测的目标保护区域的数值的模拟结果确定；控制器103当表面温度在预设目标温度范围之外时生成调温信号发送至控温设备102。

控制器103可以采用89c51单片机，89c51单片机具有串并行接口，可与控温设备通过串行接口相连接，通过串行接口向控温设备发送调温信号，并且具有处理芯片可以对温度数据进行处理。也可以采用其他任意型号的单片机，只要能够实现进行数据处理、发送控制信号的功能均可。

控温设备102接收到调温信号后，将流入水管101的液体调整到设定温度，得到设定温度的液体并通入水管101；

该设定温度还与保温层结构的性能参数有关，控制器103根据保温层结构的性能参数和目标保护区域的表面温度计算得到该设定温度。

控温设备102内包括加热管、供水子设备；供水子设备用于储存通入水管101的液体，加热管用于接收到控制器103的调温信号后对供水子设备的液体进行调整，当将液体调整到设定温度时，自动进行停止，并将设定温度的液体通入至水管101，液体的设定温度也为一个动态值，其设定温度值与预设目标温度和目标温度可以允许波动值有关。

为防止水管101冻住，水管101中的液体可采用防冻液。防冻液的防冻指数选择可以根据目标保护区域的温度确定。液体可采用水，可根据实际需要进行设计。

控温设备102除上述外也可以单独包括加热管，外部与供水结构相连接，供水结构用于为控温设备供水，供水结构中的液体通入控温设备102中，控温设备102接收到调温信号后，将液体调整到设定温度后通入与控温设备102相连接的水管101内。

水管101将设定温度的液体的热量散发至目标保护区域，使目标保护区域达到所需防裂温度。

水管101均匀的铺设满目标保护区域，达到设定温度的液体通过水管101将热量散发至目标保护区域的表面，对目标保护区域进行主动保温。

本实施例的通水调温系统包括：保温层结构、控温设备、保温层结构、第一温度检测器、控制器；保温层结构铺设于目标保护区域的表面，水管设置于保温层结构内，水管与控温设备相连接，控制器与控温设备相连接，第一温度检测器，设置于目标保护区域的表面，与控制器相连接，第一温度检测器检测目标保护区域的表面温度，将表面温度发送至控制器，控制器将检测到表面温度在预设目标温度范围之外时生成的调温信号发送给控温设备，控温设备接收到调温信号后，将流入水管的液体调整到设定温度，得到设定温度的液体并通入水管，水管将设定温度的液体的热量散发至目标保护区域，使目标保护区域达到所需防裂温度。上述通过将水管设置于保温层结构内，铺设于目标保护区域的表面，通过控温设备将通过水管的液体进行调整，实现了对目标保护区域的主动式保温的效果，并采用控制器随时根据第一温度检测器检测目标保护区域的表面温度通过控温设备对水管内的液体温度进行调整，以随时对目标保护区域的表面温度进行调整，控制目标保护区域表面的温度在防裂温度范围内，从而达到目标保护区域防冻裂的目的。

在上述实施例的基础上，为了进一步的更加详细地描述本实用新型的技术方案，本实施例还提供了另一种通水调温系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的另一种通水调温系统的结构示意图，如图2所示，本实施例包括上述实施例的水管206、保温层结构、控温设备201、控制器202和第一温度检测器203外，进一步的，还包括：与控制器202相连接的天气温度检测器和设置于保温层结构外部的外部水温检测器；

天气温度检测器检测天气温度，并将检测的天气温度发送至控制器202；

外部水温检测器，与控制器202相连接，检测保温层结构的外部温度，以使控制器202根据天气温度和保温层结构的外部温度进行分析预测，调节控制器202的调温信号。

具体的，一般目标保护区域为混凝土坝等的坝面，坝面的外部多为水库，保温层结构设置在坝面上，外部水温检测器设置在保护层结构的外部，用来检测外部水库的库水温度，并将检测的库水温度发送至控制器202。

还包括：连接于控温设备201与水管206之间的流量控制阀204；

流量控制阀204，与控制器202相连接，流量控制阀204接收控制器202的开度控制信号，控制进入水管206的液体的流量，从而调节通入水管206的液体散发的热量。

流量控制阀包括：流量计和流量阀门；

流量计设置于水管206内，与控制器相连接，用于检测水管206内的液体流量，将液体流量发送至控制器；

控制器根据液体流量和目标保护区域的表面温度生成开度控制信号，发送至流量阀门；

流量阀门设置于水管206内，与控制器相连接，用于接收控制器的开度控制信号，调节水管206的液体流量。

具体的流量控制阀204包括流量计和控制阀门，通过数据线与控制器202相连接，流量计用于采集水管206内液体流量数据，将流量数据发送给控制器202，控制器202根据流量数据和目标保护区域的表面温度对控制阀门发送开度控制信号。如果液体流量较小，目标保护区域的温度较低，需要提高目标保护区域的温度，可以增大水管206内液体的流量，加快管内的循环，提高目标保护区域的温度，则控制器202给控制阀门发送开度控制信号，控制进入水管206的液体的流量，从而调节通入水管206的液体散发的热量。

除选用流量控制阀，也可选用普通流量阀，通过手动调节阀门的开度，调节流量的大小。

进一步的，还包括：设置于控温设备201的第二温度检测器205；

第二温度检测器205与控制器202相连；第二温度检测器205检测控温设备201中的液体温度，并将液体温度发送至控制器202，以使控制器202接收液体温度并判断液体温度是否达到设定温度。当判断检测到液体温度达到设定温度时，可控制控温设备停止加热，也可通过检测加热后的液体温度和设定温度进行对比判断控温设备的控温效率。

进一步的，还包括：设置于水管206上的液体温度检测器；

液体温度检测器与控制器202相连接；

液体温度检测器检测水管206的液体温度，并将水管206内的液体温度发送至控制器202；

控制器202根据通入水管206内的液体温度，确定控温设备的调温效率。

当控温设备将液体调整到设定温度后，将设定温度的液体通入水管206，水管206在目标保护区域的表面进行循环后会再次流回控温设备201，其中需要将液体温度检测器设置在水管206上，检测水管206内的液体温度。具体的可以将液体温度检测器设置在控温设备201的液体流入水管206之间的进水口处，检测进入水管206的液体温度，也可以设置在水管206循环后流回控温设备201的水管206的出水口处，检测流出水管206的液体温度。将进入水管206的液体温度或者流出水管206的液体温度发送至控制器202，确定控温设备201的控温效率，根据控温效率判断控温效率的高低。

在一些具体实施例中，具体的，水管206包括进水通道2061、回水通道2062、出水通道2063；

为了更清楚介绍水管206和控温设备201的连接关系，本实施例还提供了水管的一种具体的连接结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的水管的一种具体连接结构示意图，如图3所示，进水通道2061和回水通道2062分别与控温设备201相连接，出水通道2063分别与进水通道2061和回水通道2062相连接，形成循环管路。

进一步的，出水通道2063成蛇形排布。出水通道2063还可以为其他形式排布，本实施例优选出水通道2063为蛇形排布。出水通道2063可以为蛇形管，蛇形管为弯曲的管道。

控温设备201包括出水口和回水口，进水通道2061与控温设备201的出水口相连接，将设定温度的液体引至目标区域表面，回水通道2062与控温设备201的回水口相连接，进水通道2061和回水通道2062之间通过成蛇形排布的出水通道2063相连通，将液体引回至控温设备，出水通道的蛇形排布方向可以为相对进水通道竖直方向的蛇形排布，也可以为相对进水通道水平方向的蛇形排布。

进一步的，还包括：包裹于水管206外部的保温层结构，用于防止水管冻裂并减少水管206的热量向目标保护区域外部的散发。

图4是是本实用新型实施例提供的水管包裹于保温层结构内的一种结构示意图，如图4所示，保温层结构包括：第一保温层和高导热保护层；高导热保护层，贴合铺设于目标保护区域的表面；第一保温层，设置于高导热保护层上部，水管301设置于第一保温层的下部和高导热保护层上部之间。

保温层结构是为进一步保证目标保护区域能够更好的保持防裂温度，保证目标保护区域表面全部能够保温。该保温层结构为复合式保温层，水管301与目标保护区域表面接触的之间设置高导热保护层303，水管301贴近于高导热保护层设置。水管301通过高导热保护层303将热量传导至目标保护区域。第一保温层302设置于水管301除贴近目标保护区域表面一侧外的另外三侧面上，为了有效保护水管301不被冻裂，有效果保护目标保护区域的温度不散发，第一保温层302包裹于水管301的外部。为进一步保证保温层结构的效果，第一保温层302可采用设定厚度的保温板，将多块保温板无缝拼接设置在目标保护区域的表面上。

图5是是本实用新型实施例提供的水管包裹于保温层结构内在坝面上的一种应用场景示意图，如图5所示，

保温层结构包括第一保温层和高导热保护层，在水管301与坝面305接触的之间设置一层高导热保护层303，水管301通水后散发热量，通过高导热保护层303将热量传导至坝面305，从而增加坝面的温度。第一保温层302设置于水管301除贴近坝面305一侧的高导热保护层外的另外三侧面上，第一温度检测器304同样设置在了保温层结构内。为进一步保证保温层结构的效果，第一保温层302可采用设定厚度的保温板，将多块相邻的保温板无缝拼接设置在坝面上，所有水管301外部全部包裹上保温层结构，一是保护水管防止天气寒冷冻裂，二是减少热量向外的散发。

具体的，控制器根据保温层结构的高导热保护层303、保温层结构内部的水管301的性能参数和目标保护区域的表面温度计算得到调温信号，调整控温设备的设定温度。

除上述采用将水管铺设在目标保护区域外，也可以通过在目标保护区域铺设通电发热线材，同样在通电发热线材外部包裹绝缘材料。通电发热线材与电源相连接，电源开启后，通电发热线材通电产生电流，从而发热，对目标保护区域传导热量。电源与控制器相连接，通过控制器控制电源的开启，从而控制对通电发热线材通电。通电发热线材的布置和选择根据实际目标保护区域的情况进行确定。

进一步的，还包括：设置于水管内的加热化冰装置和/或停机自动放空装置；

加热化冰装置，与控制器相连接，加热化冰装置接收控制器的融化控制信号以对水管中的冰进行加热融化；

控制器可以通过第一温度检测器检测的坝体温度判断水管是否冰冻，因为水管是为目标保护区域进行保温的，如果第一温度检测器检测到坝体温度为0度以下，可以判断水管可能冻住，则控制器发送融化控制信号至加热化冰装置对水管进行加热融化除冰，也可以人工判断水管结冰，人工控制控制器对水管中的冰进行加热融化。

停机自动放空装置，与控制器相连接，停机自动放空装置在控制器故障停机后，自动排空水管内的液体。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。