一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法

本发明涉及混凝土养护领域，尤其是涉及一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法。

背景技术：

1、水泥加水拌合后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆，同时产生水化反应，随着水化反应的进行，逐渐失去流动能力到达“初凝”。待完全失去可塑性，开始产生结构强度时，即为“终凝”。随着水化、凝结的继续，浆体逐渐转变为具有一定强度的坚硬固体水泥石，即为硬化。水泥水化热是造成混凝土高温开裂的重要原因，在混凝土的硬化过程中，由于水泥等胶凝材料的水化反应会产生大量的热量，使混凝土内部的温度升高。保证大体积混凝土在凝固过程中合理的温度，需要对其进行冷却。

2、另一方面后期混凝土夏季存在温度过高，冬季存在温度过低的结冰的风险，因此保证其合理的温度至关重要。并且混凝土是一种导热性能较好的导体可以作为集热器使用，夏季和冬季可以实现能量收集。因此合理的利用大体积混凝土的优势，既可以实现对其养护，又可以实现能量的高效利用。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法，结合地热能稳定清洁且具有储能特性的优点，设计了一种用于混凝土冷却及养护的地源热泵系统，既保证初期大体积混凝土良好的散热又可高效综合的利用能源，实现大体积混凝土养护的同时节约能源。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种用于混凝土冷却及养护的系统，该系统包括：地源热泵系统和混凝土集成系统，所述地源热泵系统与混凝土集成系统通过换热器换热连接，

4、所述换热器内设有第一换热侧和第二换热侧，且所述换热器的第一换热侧进口或出口处设有换热器开关阀，

5、其中，所述地源热泵系统包括地埋换热器，所述地埋换热器与第一换热侧循环连通，所述地埋换热器内部存有介质，所述地埋换热器的两端连有介质流出管与介质流入管，并通过介质流出管和介质流入管与第一换热侧循环连通，且介质流出管上设有介质泵以及第一换热侧阀门；

6、所述地源热泵系统还包括具有第一地源热泵换热侧和第二地源热泵换热侧的地源热泵以及并列连通于介质流出管和介质流入管之间的第一地源热泵换热支路与第二地源热泵换热支路，所述第一地源热泵换热侧通过第一地源热泵换热支路与地埋换热器循环连通，通过第二地源热泵换热支路与换热器循环连通，且所述第一地源热泵换热支路上设有地源热泵开关阀；

7、所述地源热泵系统还包括连通于地源热泵的第二地源热泵换热支路进出口管之间的用户换热支路，以及设于用户换热支路上的用户端和用户端开关阀

8、所述混凝土集成系统包括大体积混凝土以及与第二换热侧循环连通的设于大体积混凝土内部的换热管。

9、进一步的，所述换热器包括管式换热器、板式换热器、热管换热器中的一种。

10、进一步的，所述地埋换热器包括：蜿蜒埋设于地下的管道、水平埋设于地下的管道或换热片中的一种或多种。

11、进一步的，所述混凝土集成系统还包括设于大体积混凝土与换热器间的储水箱。

12、进一步的，所述混凝土集成系统中还包括设于大体积混凝土与储水箱间的第一水泵。

13、进一步的，所述用户换热支路上还设有循环水泵。

14、一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行常规养护时，需要冷量或热量需求较小，此时，打开所述第一换热侧阀门，地埋换热器内部介质通过介质流出管和介质流入管与换热器的第一换热侧循环连通，并通过换热器与混凝土集成系统进行换热。

15、一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行深度养护时，需要冷量或热量需求较大，此时地埋换热器工作，地源热泵工作，关闭第一换热侧阀门，打开地源热泵开关阀，地埋换热器内部介质通过第一地源热泵换热支路与地源热泵进行换热，后地源热泵通过第二地源热泵换热支路与换热器进行换热，再通过换热器对混凝土集成系统进行换热。

16、一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要普通换热时，需要冷量或热量需求较小，此时换热器不工作，地埋换热器工作，关闭换热器开关阀以及地源热泵开关阀，打开第一换热侧阀门以及用户端开关阀，地埋换热器内部介质通过介质流出管、用户换热支路与用户端换热，换热后介质经由介质流入管流回地埋换热器。

17、一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要深度换热时，需要冷量或热量需求较大，此时换热器不工作，地源热泵工作，地埋换热器工作，关闭换热器开关阀以及第一换热侧阀门，打开地源热泵开关阀以及用户端开关阀，地埋换热器内部介质通过第一地源热泵换热支路与地埋换热器进行换热，后地源热泵通过第二地源热泵换热支路与用户端进行换热。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

19、本发明实用性强，节能环保，通过地源热泵系统对大体积混凝土进行前期冷却和后期养护，首先解决了大体积混凝土初期凝固放热导致混凝土温度高的问题；然后通过地热在夏季储存热能，一方面可以用于用户端使用，另一方面实现能量的储存保证混凝土温度维持在合理温度范围，实现对其夏季养护；最后冬季通过地热对混凝土进行供热保证混凝土温度不过低，有需要的情况防止其结冰，并且可将夏季储存热量用于用户终端。总体来说既实现大体积混凝土初期散热的需要又实现其后期的养护，且实现了清洁能源的高效利用。

技术特征：

1.一种用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，该系统包括：地源热泵系统和混凝土集成系统，所述地源热泵系统与混凝土集成系统通过换热器(4)换热连接，

2.根据权利要求1所述的用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，所述换热器(4)包括管式换热器、板式换热器、热管换热器中的一种。

3.根据权利要求1所述的用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，所述地埋换热器(1)包括：蜿蜒埋设于地下的管道、水平埋设于地下的管道或换热片中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，所述混凝土集成系统还包括设于大体积混凝土(2)与换热器(4)间的储水箱(5)。

5.根据权利要求4所述的用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，所述混凝土集成系统中还包括设于大体积混凝土(2)与储水箱(5)间的第一水泵(6)。

6.根据权利要求1所述的用于混凝土冷却及养护的系统，其特征在于，所述用户换热支路上还设有循环水泵(13)。

7.一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，其特征在于，当对混凝土进行养护时，此时，打开所述第一换热侧阀门(12)，地埋换热器(1)内部介质通过介质流出管(e1)和介质流入管(e2)与换热器(4)的第一换热侧循环连通，并通过换热器(4)与混凝土集成系统进行换热。

8.一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，其特征在于，当对混凝土进行养护时，地埋换热器(1)工作，地源热泵(8)工作，关闭第一换热侧阀门(12)，打开地源热泵开关阀(11)，地埋换热器(1)内部介质通过第一地源热泵换热支路(f1)与地源热泵(8)进行换热，后地源热泵(8)通过第二地源热泵换热支路(f2)与换热器(4)进行换热，再通过换热器(4)对混凝土集成系统进行换热。

9.一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，其特征在于，当用户端需要换热时，换热器(4)不工作，地源热泵(8)不工作，地埋换热器(1)工作，关闭换热器开关阀(a1)以及地源热泵开关阀(11)，打开第一换热侧阀门(12)以及用户端开关阀(d)，地埋换热器(1)内部介质通过介质流出管(e1)、用户换热支路与用户端换热，换热后介质经由介质流入管(e2)流回地埋换热器(1)。

10.一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，其特征在于，当用户端需要换热时，换热器(4)不工作，地源热泵(8)工作，地埋换热器(1)工作，关闭换热器开关阀(a1)以及第一换热侧阀门(12)，打开地源热泵开关阀(11)以及用户端开关阀(d)，地埋换热器(1)内部介质通过第一地源热泵换热支路(f1)与地埋换热器(1)进行换热，后地源热泵(8)通过第二地源热泵换热支路(f2)与用户端(9)进行换热。

技术总结
本发明涉及混凝土养护领域，涉及一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法，该系统包括：地源热泵系统和混凝土集成系统，所述地源热泵系统与混凝土集成系统通过换热器相连，其中，所述地源热泵系统包括：埋于地下的地埋换热器，其内部存有介质，地埋换热器的两端连有地埋管，所述混凝土集成系统包括：大体积混凝土以及设于大体积混凝土内部的换热管，所述换热管内部存有水，所述换热管与地埋管通过换热器进行换热。与现有技术相比，本发明具有既实现大体积混凝土初期散热的需要又实现其后期的养护，且实现了清洁能源的高效利用等优点。

技术研发人员：马培发,朱彤
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19