一种适用于大体积混凝土的智能温控系统及施工方法与流程

1.本发明涉及大体积混凝土施工技术领域，具体涉及一种适用于大体积混凝土的智能温控系统及施工方法。


背景技术：

2.现代建筑中常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。混凝土浇筑后，随着水化作用的进行，混凝土将释放出大量热量。但由于大体积混凝土内部的散热性能较差，水泥水热化释放热量后使得大体积混凝土内外温差过大，进而使得大体积混凝土产生裂缝，影响建筑的安全性。
3.现有技术中，为保证大体积混凝土的施工质量，降低大体积混凝土的内外温差，常在大体积混凝土内部采用冷水循环降温或冷风循环降温等措施降低内部温度，并在大体积混凝土外表层铺设大量的毛毯或毡布进行保温处理，从而减小大体积混凝土的内外温差。如公开号为cn211226939u的中国专利文件公开了一种大体积混凝土温控装置，该装置包括储液箱、冷却管道和温控管道等部件。温控管道内设置有测温传感器；冷却管道设置在大体积混凝土内部并连接动力泵，当测温传感器测得大体积混凝土内外温差过大时，动力泵将储液箱中的冷却液注入冷却管道，对内部的混凝土进行降温处理。大体积混凝土的外表层铺设有毛毯或毡布进行保温处理。但该温控装置在使用中存在以下问题：1、温控系统需要人工不间断的值守监控，信息化程度低，管理效率低下； 2、大体积混凝土外表层需铺设保温布进行保温，但当冬季气温较低时，保温布无法起到良好的保温效果，使得内外温差过大进而产生裂缝。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种适用于大体积混凝土的智能温控系统及施工方法，该温控系统无需人工值守，能够自动化调节，信息化程度高；大体积混凝土外表面利用内部冷却水进行保温，无需大面积铺设保温布，使得内外温差始终相差不大，不易产生裂缝。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种适用于大体积混凝土的智能温控系统，包含大体积混凝土及部分预埋在所述大体积混凝土内的冷却水管，所述大体积混凝土内预埋有多个温度传感器，所述冷却水管包含进水口与出水口，该智能温控系统还包含与所述进水口连接的用于给所述冷却水管供水的水泵及用于调节所述水泵供水量的控制模块;所述温度传感器用于检测所述大体积混凝土的内部温度并将测得的温度数据传输至所述控制模块，所述控制模块经过数据分析处理后改变所述水泵的供水量，以改变所述冷却水管的降温速度；所述出水口延伸至所述大体积混凝土外部，冷却水经过所述大体积混凝土内后由所述出水口排放至所述大体积混凝土外表面。
6.由此，温度传感器与部分冷却水管提前预埋至大体积混凝土内。冷却水管的进水口与水泵连接，冷却水管的出水口设置在大体积混凝土外表面。控制模块与温度传感器连
接，温度传感器定时测量大体积混凝土的内部温度，并将测得的温度数据传输至控制模块；控制模块中提前设定有用于与测得的温度数据作比较的标准数据值，测得的温度数据与标准数据值比对后，根据比对的结果，控制模块自动调整流至冷却水管的水量大小以改变冷却水管的降温速度。具体的，控制模块可与水泵连接，采用信号控制水泵的供水速度；也可在进水口处设置自动阀门，控制模块与自动阀门连接，采用信号控制阀门的开闭，以实现控制水量的目的。控制模块可为与温度传感器连接的单片机，单片机内提前设定好运行的程序。单片机可为市面上能够购买的at89c51单片机。
7.经过大体积混凝土内部的冷却水随后流至出水口，经过出水口后排放至大体积混凝土表面，由于此时的冷却水带有一定温度且水是流动的，因此能够大面积的覆盖大体积混凝土的外表面，对外表面混凝土起到良好的保温作用。
8.作为本发明的优选，所述水泵为变频水泵，所述控制模块包含与所述水泵连接的变频器及与所述变频器连接的控制器，所述控制器还与所述温度传感器通信连接，所述控制器接收到来自所述温度传感器的温度数据后发送调节信号至所述变频器，所述变频器根据所述调节信号改变所述水泵的供水速度。
9.由此，水泵为变频水泵，控制模块包含与水泵连接的变频器及与变频器连接的控制器。温度传感器测得大体积混凝土的内部温度后，将温度数据传输至控制器，控制器与提前设定的标准值比对，比对后发送调节信号至变频器，变频器随即改变其为变频水泵提供的电源频率以改变变频水泵的供水速度。变频水泵的供水速度改变后，流经冷却水管中的水流速改变，即改变了冷却水管的降温速度。在本案中，控制器为市面上可购买的plc控制器，如西门子plc控制器。
10.作为本发明的优选，包含与所述控制器连接的远程终端设备，所述控制器将信息实时发送至所述远程终端设备。
11.由此，远程终端设备可为电脑端或手机端。控制器连接无线通信模块后将实时监测的数据通过无线通信网络传送至远程终端设备，远程终端设备能够实现远程监控。
12.作为本发明的优选，所述进水口与所述出水口上安装有所述温度传感器。
13.由此，在进水口上安装温度传感器后能够获取冷却水的初始温度，当进水口的初始水温较低时，说明此时冷却水管的降温速度较快，为防止大体积混凝土的内外温差过大，需要及时的降低水泵的供水速度，反之提高供水速度；在出水口上安装温度传感器后能够获取冷却水最终的温度，根据最终的温度大小判断冷却水的冷却效果，当冷却水最终的温度较高时，说明大体积混凝土内部的温度仍然较高，需要提高水泵的供水速度，提高冷却水管的降温速度。
14.作为本发明的优选，所述大体积混凝土内部在高度方向上设置有多个所述冷却水管，相邻的所述冷却水管在高度方向上存在间距。
15.由此，大体积混凝土的厚度较厚，因此需要在内部设置多个冷却水管加强冷却效果。多个冷却水管在高度方向上排布，在实际的施工中，相邻的冷却水管之间的间距一般为1m左右。
16.作为本发明的优选，包含两个或两个以上的所述出水口，所述出水口设置在所述大体积混凝土的边缘区，所述进水口设置在所述大体积混凝土热量集中的中部区域。
17.由此，大体积混凝土中部区域的内部温度通常高于边缘区域，因此将冷却水管的
进水口安装在中部区域，使得初始的温度较低的冷却水首先流至温度较高的中心区域，使得降温效果更佳。另外，在本案中，设置有两个或两个以上的出水口，出水口设置在进水口的两侧并位于大体积混凝土的边缘区，一方面对边缘区的混凝土起到保温的作用，另一方面能够更加均匀的将冷却水排放至大体积混凝土表面。
18.作为本发明的优选，预埋在所述大体积混凝土内的所述温度传感器上安装有保护装置。
19.由此，在实际施工中，设置在大体积混凝土内的温度传感器是绑定在钢筋模板上的，混凝土浇注到钢筋模板内时会冲击温度传感器，破坏温度传感器的结构。因此在温度传感器上安装有保护装置，在本案中，保护装置可为密闭的金属框或保护套。
20.作为本发明的优选，所述水泵下方安装有隔振装置。
21.由此，水泵在进行供水操作时会产生强烈的震动，在水泵下方安装隔振装置后减小了水泵的震动，防止水泵损毁。隔振装置为市面上可购买的隔振器与隔振基座。
22.一种适用于大体积混凝土的智能温控系统的施工方法，包含以下步骤：s01、混凝土浇注及预埋部件步骤：将冷却水管与温度传感器放置在搭建的钢筋基础内，温度传感器与钢筋基础固定连接，浇注形成大体积混凝土；s02、部件连接步骤：冷却水管的进水口与水泵连接，水泵与控制模块连接，控制模块与温度传感器通信连接；s03、数据传输步骤：温度传感器将测得的温度数据传送至控制模块；s04、自动处理步骤：控制模块自动调节水泵的供水量。
23.综上所述，本发明具有如下有益效果：1.设置有变频器、变频水泵、控制器与温度传感器等部件，使得温控系统信息化程度高，能够自动调节供水量，无需人工操作。
24.2.控制器与远程终端设备连接，将实时监测到的数据传输至远程终端设备，实现远程监控。
25.3.冷却水经过出水口后被排放至大体积混凝土的表面，起到了保温作用，无需大面积覆盖保温布。
26.4.大体积混凝土内部设置有多个冷却水管，起到良好的降温效果。
27.附图说明：图1为实施例1的示意图；图2为冷却水管的示意图。
28.图中：1、冷却水管，11、进水口，12、出水口，2、温度传感器，3、水泵，4、控制模块，41、变频器，42、控制器。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
30.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
31.实施例1，如图1所示，温度传感器2与部分冷却水管1提前预埋至大体积混凝土内。冷却水管1的进水口11与水泵3连接，水泵3为变频水泵；控制模块4包含与水泵3连接的变频
器41及与变频器41连接的控制器42，控制器42为plc控制器。控制器42与温度传感器2通信连接，温度传感器2定时测量大体积混凝土的内部温度，并将测得的温度数据传输至控制器42；控制器42中提前设定有用于与测得的温度数据作比较的标准数据值，测得的温度数据与标准数据值比对后，根据比对的结果，控制器42发送调节信号至变频器41，变频器41随即改变其为水泵3提供的电源频率以改变水泵3的供水速度。水泵3的供水速度改变后，流经冷却水管1中的水流速改变，即改变了冷却水管1的降温速度。
32.冷却水管1的出水口12设置在大体积混凝土外表面，经过大体积混凝土内部的冷却水随后流至出水口12，经过出水口12后排放至大体积混凝土表面，由于此时的冷却水带有一定温度且水是流动的，因此能够大面积的覆盖大体积混凝土的外表面，对外表面混凝土起到良好的保温作用。无需在大体积混凝土表面大面积覆盖保温布。
33.控制器42还与远程终端设备连接，控制器42连接无线通信模块后将实时监测的数据通过无线通信网络传送至远程终端设备，远程终端设备能够实现远程监控。远程终端设备为手机端或电脑端。
34.进水口11与出水口12上安装有温度传感器2。其中，在进水口11上安装温度传感器2后能够获取冷却水的初始温度，当进水口12的初始水温较低时，说明此时冷却水管1的降温速度较快，为防止大体积混凝土的内外温差过大，需要及时的降低水泵3的供水速度，反之提高供水速度；在出水口12上安装温度传感器2后能够获取冷却水最终的温度，根据最终的温度大小判断冷却水的冷却效果，当冷却水最终的温度较高时，说明大体积混凝土内部的温度仍然较高，需要提高水泵3的供水速度，提高冷却水管1的降温速度。
35.如图1所示，大体积混凝土中部区域的内部温度通常高于边缘区域，因此将冷却水管1的进水口11安装在中部区域，使得初始的温度较低的冷却水首先流至温度较高的中心区域，使得降温效果更佳。另外，在本实施例中，每个冷却水管1设置有两个出水口12，出水口12分别设置在进水口11的两侧并位于大体积混凝土的边缘区，一方面对边缘区的混凝土起到保温的作用，另一方面能够更加均匀的将冷却水排放至大体积混凝土表面。
36.如图2所示，图中为各个冷却水管1在高度方向上的截面示意图，大体积混凝土内部在高度方向上设置有多个冷却水管1，相邻的冷却水管1在高度方向上存在间距。每个冷却水管1的进水口11和出水口12相互错开，在实际的施工中，冷却水管1之间的竖向间距为1m，最外层冷却水管1 与大体积混凝土的距离0.5m。由于大体积混凝土的厚度较厚，因此需要在内部设置多个冷却水管1加强冷却效果。
37.另外，预埋在大体积混凝土内的温度传感器2上安装有保护装置。在实际施工中，设置在大体积混凝土内的温度传感器2是绑定在钢筋模板上的，混凝土浇注到钢筋模板内时会冲击温度传感器2，破坏温度传感器2的结构。因此在温度传感器2上安装有保护装置，在本实施例中，保护装置为保护套。
38.水泵3下方安装有隔振装置。水泵3在进行供水操作时会产生强烈的震动，在水泵3下方安装隔振装置后减小了水泵3的震动，防止水泵3损毁。隔振装置为市面上可购买的隔振器与隔振基座。
39.一种适用于大体积混凝土的智能温控系统的施工方法，包含以下步骤：s01、混凝土浇注及预埋部件步骤：将冷却水管1与温度传感器2放置在搭建的钢筋基础内，温度传感器2与钢筋基础固定连接，将混凝土带入钢筋基础内形成大体积混凝土；s02、部件连接步
骤：冷却水管1的进水口11与水泵3连接，水泵3与控制模块4连接，控制模块4与温度传感器2通信连接；s03、数据传输步骤：温度传感器2将测得的温度数据传送至控制模块4；s04、自动处理步骤：控制模块4自动调节水泵3的供水量。