一种大体积混凝土冷却系统的制作方法

本实用新型涉及土木工程冷却系统技术领域，具体涉及一种大体积混凝土冷却系统。

背景技术：

所谓大体积混凝土一般是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

目前，大体积混凝土冷却水管是由人工控制其通水参数中的通水温度和通水流量，而通水参数是经验值或是通过简单计算得到的估算值。上述控制方式不能在通水过程中，随着大体积混凝土应力应变的变化调整通水参数，容易造成因冷却过度或冷却不足而使混凝土内部出现温度裂缝以及水资源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大体积混凝土冷却系统，精准控制，实现大体积混凝土整体温度协调、精细化、个性化控制。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种大体积混凝土冷却系统，包括冷却水箱、加热水箱、冷水泵、热水泵和冷却装置，所述冷却装置预埋在混凝土内，所述冷却水箱的出水口与所述冷水泵的进水口连通，且在二者连通处设有一个球阀一，所述加热水箱的出水口与所述热水泵的进水口连通，且二者的连通处设有一个球阀二，所述冷水泵和所述热水泵的出水口通过第一三通阀与所述冷却装置的进水口连通，所述冷却装置的出水口与所述加热水箱的进水口连通，且所述冷却水箱内、所述加热水箱内、所述混凝土内以及所述冷却装置的进水口和出水口处分别设有一个温度测量装置。

本实用新型的有益效果是：通过冷水泵将冷却水箱内的冷却水送至冷却装置，冷却装置内的冷却水对混凝土进行换热冷却，温度升高后的冷却水回流至加热水箱内；根据需求，热水泵适时将其内的水送至冷却装置内调节水温，混凝土的冷却效果较佳；冷却装置内升温后的冷却水可回流至加热水箱内重新使用，节约水源。本实用新型结构简单，操作简便，可有效调节冷却水的温度以对混凝土进行冷却，提高混凝土的质量，减少裂缝的产生，延长其寿命。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述冷却装置包括两个管排和多根冷却管，每个所述管排具有多个出水口，且两个所述管排的多个出水口分别与多根所述冷却管一一对应，每个所述冷却管的两端分别与所述两个所述管排的相对应的两端连接并连通，两个所述管排的进水口分别构成所述冷却装置的进水口和出水口，多根所述冷却管预埋在所述混凝土内。

采用上述进一步方案的有益效果是通过两个排管和冷却管实现冷却水的输入和输出，混凝土的冷却效果较佳。

进一步，还包括集水箱，所述冷却装置的出水口与所述加热水箱的进水口的连通处设有一个第二三通阀，所述第二三通阀余下的接口与所述集水箱的进水口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是冷却装置内温度升高的冷却水既可通过管道流至加热水箱内，用以调节冷却装置内的水温，同时也可回收至集水箱，待温度降低后可重新利用，节约水源。

进一步，还包括补水泵，所述加热水箱还具有补水口，所述补水泵的进水口与所述冷却水箱的内底部连通，其出水口与所述加热水箱的补水口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是通过补水泵可将冷却水箱内的冷却水送至加热水箱，以与加热水箱内的冷却水混合，从而将加热水箱内的冷却水调节至适宜的温度，确保混凝土冷却的质量，节约水源。

进一步，所述第一三通阀与所述冷却装置的进水口的连通处设有一个流量计。

采用上述进一步方案的有益效果是通过流量计精准控制管道内冷却水的流量，以便满足混凝土不同的冷却需求，控制精准。

进一步，还包括控制器，多个所述温度测量装置均为温度感应器，多个

所述温度感应器分别与所述控制器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是通过多个温度感应器实时监测各个部件内的冷却水温度，并将对应的温度信号传送给控制器。

进一步，所述第一三通阀和所述第二三通阀均为电动三通球阀，且两个所述电动三通球阀分别与所述控制器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是自动化程度高，无需人工手动操作，节省人力物力。

进一步，所述加热水箱内底壁上还设有液位感应器，所述液位感应器与所述控制器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是通过加热水箱可对其内的水进行加热，以供水温调节用液位感应器实时监测加热水箱内的液位，避免液位过高或过低；在低于最低液位时，加热水箱和热水泵都不能工作，补水泵将液位增加到合适位置时，加热水箱和热水泵才能正常工作，安全可靠，具备防干烧功能。

附图说明

图1为本实用新型的连接结构示意图；

图2为本实用新型的电路框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、冷却水箱，2、第一三通阀，3、流量计，4、管排，5、球阀二，6、第二三通阀，7、加热水箱，8、补水泵，9、冷水泵，10、热水泵，11、混凝土，12、球阀一，13、集水箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种大体积混凝土冷却系统，包括冷却水箱1、加热水箱7、冷水泵9、热水泵10和冷却装置，冷却装置预埋在混凝土11内，冷却水箱1的出水口与冷水泵9的进水口连通，且在二者连通处设有一个球阀一12，加热水箱7的出水口与热水泵10的进水口连通，且二者的连通处设有一个球阀二5，冷水泵9和热水泵10的出水口通过第一三通阀2与冷却装置的进水口连通，冷却装置的出水口与加热水箱7的进水口连通，且冷却水箱1内、加热水箱7内、混凝土11内以及冷却装置的进水口和出水口处分别设有一个温度测量装置。工作时，通过冷水泵9将冷却水箱1内的冷却水送至冷却装置，冷却水对混凝土11进行换热冷却，温度升高后的冷却水由冷却装置回流至加热水箱7内；根据需求，热水泵10适时将其内的水送至冷却装置以调节水温，混凝土11的冷却效果较佳；冷却装置内升温后的冷却水可回流至加热水箱7内重新使用，节约水源。本实用新型结构简单，操作简便，可有效调节冷却水的温度以对混凝土11进行冷却，提高混凝土11的质量，减少裂缝的产生，延长其寿命。

需要说明的是，本实用新型主要应用于码头大体积混凝土11的冷却，还包括潜水泵，潜水泵通过管道与冷却水箱1连通，通过潜水泵将江水补充至冷却水箱1内，确保冷却水水源充足，就地取材，无需从别处运输冷却水，节约成本，实用性较强。

本实用新型中，冷却装置包括两个管排4(即为分水器)和多根冷却管，每个管排4具有多个出水口，且两个管排4的多个出水口分别与多根冷却管一一对应，每个冷却管的两端分别与两个管排4的相对应的两端连接并连通，两个管排4的进水口分别构成冷却装置的进水口和出水口，多根冷却管预埋在混凝土11内。此处排管4可将冷却水均匀分布在多根冷却管内，提高混凝土11的冷却效果。

本实用新型还包括集水箱13，冷却装置的出水口与加热水箱7的进水口的连通处设有一个第二三通阀6，第二三通阀6余下的接口与集水箱13的进水口连通。工作时，冷却装置内流出的高温度的冷却水既可通过管道流至加热水箱7内，用以调节冷却装置内的水温，同时也可回收至集水箱13，待温度降低后可重新利用，节约水源。

本实用新型还包括补水泵8，加热水箱7还具有补水口，补水泵8的进水口与冷却水箱1的内底部连通，其出水口与加热水箱7的补水口连通。当冷却水箱1内冷却水的不符合要求时，通过补水泵8可将冷却水箱1内的冷却水送至加热水箱7，以与加热水箱7内的冷却水混合，从而将加热水箱7 内的冷却水调节至适宜的温度，然后通过热水泵10送至冷却装置内，确保混凝土冷却的质量，节约水源。

需要说明的是，本实用新型主要应用于码头大体积混凝土11的冷却，补水泵8通过管道与集水箱13连通。当需要调节水温时，补水泵8既可以从冷却水箱1里抽水，也可以直接从江里抽水，根据现场实际情况调整。除了第一次往加热水箱7加水需要持续工作之外(可以手动形式)，实际工作中的补水建议采用时间继电器控制，如工作1～5min之后自动停止。

优选的，本实用新型中，集水箱13和加热水箱7上分别设有溢流口，防止集水箱13和加热水箱7内的水位过高，及时排出多余的水。另外，加热水箱7的底部设有用于排放污渍的排污口，同时其侧壁上还设有排水口。

优选的，本实用新型中，第一三通阀2与冷却装置的进水口的连通处设有一个流量计3，通过流量计3精准控制管道内冷却水的流量，以便满足混凝土11不同的冷却需求，控制精准。

本实用新型还包括控制器，多个温度测量装置均为温度感应器，多个温度感应器分别与控制器电连接，每个温度感应器分别实时监测对应的部件内的温度，并将对应的温度信号传送给控制器。冷却水箱1、进水口和出水口分别与冷水泵9和冷却管连通的排管4、进水口和出水口分别与冷却管和加热水箱7连通的排管4、混凝土11以及加热水箱7内的温度感应器分别为温度感应器一(T1)、温度感应器二(T2)、温度感应器三(T3)温度感应器四 (T4)和温度感应器五(T5)，温度感应器测量温度的灵敏度和精准度高。

优选的，本实用新型中，第一三通阀2和第二三通阀6均为电动三通球阀，且两个电动三通球阀分别与控制器电连接，自动化程度高，无需人工手动操作，节省人力物力。

本实用新型中，加热水箱7内还设有液位感应器，加热水箱7包括箱体和设置箱体内底壁上的加热管，加热管和液位感应器分别与控制器电连接。此处加热管优先采用U形加热管或L形加热管，结构简单，加热速度快，通过加热管加热加热水箱7内的水，以供水温调节用；加热水箱7内还设有液位感应器，加热管和液位感应器分别与控制器电连接。液位感应器实时监测加热水箱7内的液位，避免液位过高或过低，在低于最低液位时，加热管和热水泵10都不能工作，补水泵8将液位增加到合适位置时，加热管和热水泵10才能正常工作，安全可靠，具备防干烧功能。

本实用新型的具体控制原理如下：

当温度T1-T4≤25℃时，开启冷却水箱1与冷水泵9之间管道上的球阀一12，冷却水走线路A；通过潜水泵将江面5～8m以下深层江水抽取冷却水箱1中作为冷却水，冷却水箱1中的冷却水经由对应的管排4进入混凝土11 中埋设的冷却装置内，对混凝土11进行供水降温；温度升高后的冷却水经另一个管排4以及第二三通阀6直接排至集水箱13内。

当温度T1-T4＞25℃时，开启加热水箱7与热水泵10之间管道上的球阀二5，冷却水走线路B；停止从冷却水箱1进水，只从加热水箱7进水；冷却出水回到加热水箱7进行循环。

当温度T2-T3≥10℃时报警，调节流量计3，增大流量至设计最大流量；当冷却装置中冷却水的流速未达到最大值，且冷却装置的出水口与进水口温差大于10℃，可增加流速至0.65m/s以上，使水流达到紊流状态。

当温度T2-T4≥25℃时报警，开启加热管对加热水箱7内的水进行加热，以将加热水箱7加热至20℃≤T4-T2≤25℃；随着混凝土11持续水化，混凝土11内部开始升高，江水的水温与混凝土11的芯部温差越来越大。当冷却装置的进水口的温度与混凝土11芯部温度差达到25℃时，根据温度监测结果，将冷却水箱1中的江水、集水箱13中的循环水在加热水箱7中按一定的比例混合(比例动态调整)，以使进水温度与混凝土11内部最高温度之差≤25℃；若全部采用集水箱13内的循环水后，冷却装置的进水口的温度与混凝土11内部最高温度之差仍大于25℃，通过加热水箱7中的加热管升高水温至20℃≤T2-T4≤25℃使用。

当温度T4出现下降之后，动态调节流量控制1℃≤T4每天下降幅度≤2℃。当混凝土11达到温峰(当监测的芯部最高温度出现拐点时，判断达到温峰)，控制降低水流量(动态调整)以确保1.0℃/d≤降温速率≤2.0℃/d；当混凝土11的温降≤1.0℃/d时，提高冷水的流量，避免混凝土11降温过慢；当混凝土11的温降≥2.0℃/d时，降低冷水的流量或关停冷却水，避免混凝土11的温降过快；降温速率巡检频率为每小时一次。

当温度T4≤50℃，关停冷却水。

需要说明的是，本实用新型所涉及到的三通阀(型号DN80)、流量计 (型号CH-LE)、水泵(型号TD80-48G/2)、多个测温元件、加热管以及液位计(型号YWZ-350T)均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器(型号TC-SCR)电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。