CN104070598B - 一种空气能养护窑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气能养护窑，包括窑体、设置在窑内的热风管和为窑内提供热源的空气源高温热泵恒温系统；所述窑体采用H型钢外置框架和ALC板制成；所述窑内依次分为预热区、升温区、恒温区和降温区；所述窑内地面铺设有用于养护小车运行的双轨；所述热风管包括设置在墙体窑内面的送风管和吊挂在窑顶下端面的回风管；所述空气源高温热泵恒温系统包括高温热水机组、承压水箱和高温换热风柜。本发明空气能养护窑改变传统的蒸汽和电加热养护模式，运用干热养护法，采取全封闭措施，对混凝土预制构件进行连续式养护，不仅使构件强度满足设计要求，而且确保构件表面光滑、色泽一致、无气孔、无裂痕、无漏浆，实现养护窑的高性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土构件的养护窑，特别是涉及一种混凝土构件的空气能养护窑。
背景技术
在混凝土预制构件生产的过程中，为了缩短生产周期一般采用加热养护。传统的养护窑养护利用蒸汽和电加热保证养护的温度和湿度，受天气的影响小，但是能耗大，耗水量大，同时加热使用的锅炉产生大量的二氧化碳，不利于节能环保；而且传统的加热养护，管理繁琐，很难保证预制构件在养护过程中的温度和湿度，很有局限性。
在工厂化生产混凝土预制构件的过程中，养护窑的性能对混凝土产品质量、能源损耗和生产效率影响很大，故在目前大力推进节能与环保并重的形势下，建造高性能的养护窑是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种空气能养护窑，特别适用于工厂化生产混凝土预制构件的养护工序。
本发明所要解决的技术问题是提供结构合理、制作方便、运行可靠、生产成本低的空气能养护窑，可使混凝土预制构件经过本养护窑养护后，不仅强度满足设计要求，而且构件表面光滑、色泽一致，达到无气孔、无裂痕、无漏浆的高质量，同时具有高效节能与零排放的双重优点，且具有产业上的利用价值。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种空气能养护窑，包括窑体、设置在窑内的热风管和为窑内提供热源的空气源高温热泵恒温系统。
其中，所述窑体包括墙体和窑顶，所述墙体包括H型钢外置框架和连接于H型钢外置框架上的ALC隔墙板，所述窑顶采用ALC屋面板与墙体盖合密封；所述窑体设置有进口和出口，所述窑体进口和出口均设有自动门。
所述窑内按温度划分依次为四个温度区段，分别是预热区、升温区、恒温区和降温区；所述窑内地面铺设有用于养护小车运行的双轨；所述双轨分布有预热区双轨，以及连续贯通升温区、恒温区和降温区的三区段双轨；所述预热区双轨和三区段双轨之间设置有蒸养摆渡车，所述蒸养摆渡车用于将预热区双轨上的养护小车摆渡到三区段双轨上进入升温区。
所述热风管包括设置在墙体窑内面的送风管和吊挂在窑顶下端面的回风管，所述送风管设置有格栅送风口，所述回风管设置有格栅回风口；所述送风管分布在恒温区，所述回风管分布在预热区和降温区。
所述空气源高温热泵恒温系统包括高温热水机组、承压水箱和高温换热风柜，所述承压水箱的一端与高温热水机组相连，承压水箱的另一端与高温换热风柜相连；所述高温换热风柜设置有风柜出风口和风柜回风口，所述风柜出风口与热风管之送风管相连通，所述风柜回风口通过静压箱与热风管之回风管相连通。
上述技术方案的空气能养护窑，采用连续式养护窑设计，选用空气源高温热泵恒温系统为窑内养护提供热源，运用干热养护法，采取全封闭的措施，对需要养护的混凝土预制构件分四个温度区段进行连续式养护；经过养护后，构件强度好，成色好，实现高优品率。
本空气能养护窑选用导热系数低、比热容小的轻质材料作养护窑的墙体、窑顶，以减少墙体的蓄热和散热损失，加快窑内升温速度和提高温度的均匀度，达到节能效果。具体可采用H型钢做外置式框架，墙体与窑顶采用ALC板，将ALC隔墙板通过专用件连接于框架上，这样制作完成的窑体结构合理、制作方便，能避免热桥造成的能源浪费，实现装配式施工，且具有保温性能好，施工工期短的特点。另外，ALC板内部配有钢筋网，是一种很好的非承重结构材料，同时也是一种保温隔热性能优越的建筑材料；其内部有众多的微小密闭气孔，这些气孔在材料中形成了静空气层，其导热系数仅为标准砖的六分之一，比热容小于标准砖，所以采用ALC板围护结构的蓄热耗能远小于砖砌体。
本空气能养护窑选用空气源高温热泵恒温系统为混凝土养护提供热源，所述高温热水机组可以从周围区域空气中吸收低位热源，将循环水加热到一定温度，比如75℃；然后用75℃的热水在高温换热风柜中与热风管所回的回风进行换热，再将热风送至养护窑内，以保证风柜出风口的温度为所需温度，比如≥65℃。整个制热过程，热水泵只需要消耗一小部份的电能即可满足空气压缩机和风机等设备运行，经测算，每消耗1kW·h电大约能产生3kW·h电以上的热量，相当于热效率超过300%。所以，本发明的空气能养护窑运行成本低，节能而环保。
本发明进一步设置为：还包括控制系统，所述控制系统包括可编程控制器、输入信号单元和输出信号单元，所述输入信号单元和输出信号单元分别与可编程控制器电连接；所述输入信号单元包括设置在四个温度区段的温度检测元件；所述输出信号单元包括设置在热风管之送风管的风量调节阀；所述可编程控制器还与打印系统相连，所述打印系统用于将记录的温度检测数据以温度记录报表形式进行打印。
上述技术方案，通过控制系统对窑内的四个温度区段实时监测其实际温度，便于更精准的控制所需养护构件实际需要的温度量值，以便及时做出微调，提高养护构件的优品率。
本发明更进一步设置为：所述预热区、升温区、恒温区和降温区这四个温度区段间均设有门帘；所述升温区的入口端设有自动门。
本发明更进一步设置为：所述热风管为采用镀锌铁皮制成的长方体结构，所述热风管的外表面设置有保温层。
本发明更进一步设置为：所述热风管之回风管通过间隔分布的吊杆挂设在窑顶下端面，所述吊杆通过穿芯螺栓垂直固定于窑顶下端面。
本发明更进一步设置为：所述热风管之回风管的格栅回风口为2个，分别分布在预热区回风管的末端和降温区回风管的末端。
与现有技术相比，本发明空气能养护窑的有益效果是：通过设置控制系统，对窑内的温度进行实时检测，便于及时控制温度，同时可以控制所需热源的多少，节能增效；通过门帘、热风管外表面保温层的设置，加强养护窑的保温性能，减少热能损失，减少各温度区段的热风对流，保证各温度区段的温度幅度在各自的控制范围内；自动门的设置，不仅便于开启和关闭，而且加强密封性；另外，回风管的格栅回风口设置在预热区回风管的末端和降温区回风管的末端，均是从温度最低处回风，将较低温度的热风进行回风换热，循环运行，减少热量损耗，进一步节能减排。
综上所述，本发明一种空气能养护窑，采用与发展生产工艺相适应的新型建材，同时采用空气源高温热泵恒温系统，改变传统的蒸汽和电加热养护模式，运用干热养护法，严格控制窑内不同温度区段的所需温度范围，对混凝土预制构件进行连续式养护操作，保证养护后构件的高品质，不仅使构件的强度满足设计要求，而且确保构件表面光滑、色泽一致、无气孔、无裂痕、无漏浆；从而实现养护窑高性能的要求。
上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明的平面示意图；
图2为图1平面示意图的A-A剖面图；
图3为本发明的空气源高温热泵恒温系统的示意图；
图4为本发明的热风流向示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3及图4所示，一种空气能养护窑，包括窑体、设置在窑内的热风管和为窑内提供热源的空气源高温热泵恒温系统。
其中，所述窑体包括墙体1和窑顶2，所述墙体包括H型钢外置框架11和连接于H型钢外置框架11上的ALC隔墙板12，所述窑顶2采用ALC屋面板与墙体1盖合密封；所述窑体设置有进口13和出口14，所述窑体进口13和出口14均设有自动门。
所述窑内按温度划分依次为四个温度区段，分别是预热区10、升温区20、恒温区30和降温区40；所述窑内地面铺设有用于养护小车3运行的双轨4；所述双轨4分布有预热区双轨41，以及连续贯通升温区20、恒温区30和降温区40的三区段双轨42；所述预热区双轨41和三区段双轨42之间设置有蒸养摆渡车43，所述蒸养摆渡车43用于将预热区双轨41上的养护小车3摆渡到三区段双轨42上进入升温区20；所述预热区10、升温区20、恒温区30和降温区40的各温度区段间均设有门帘44；所述升温区20的入口端设有自动门。本发明的空气能养护窑中，预热区10可设为长度10.8米、宽度4.45米的规格；升温区20、恒温区30和降温区40的连续贯通总长度可设为24米、宽度为3.3米的规格；而窑体的净空高度可设为2.4米。
所述热风管包括设置在墙体1窑内面的送风管21和吊挂在窑顶2下端面的回风管22，所述送风管21设置有格栅送风口23，所述回风管22设置有格栅回风口24；所述送风管21分布在恒温区30，所述回风管22分布在预热区10和降温区40。所述热风管可采用镀锌铁皮制成的长方体结构，所述热风管的外表面设置有保温层25；所述热风管之回风管22通过间隔分布的吊杆26挂设在窑顶2下端面，所述吊杆26通过穿芯螺栓27垂直固定于窑顶2下端面；所述热风管之回风管22的格栅回风口24设为2个，分别分布在预热区回风管的末端和降温区回风管的末端。
所述空气源高温热泵恒温系统包括高温热水机组5、承压水箱6和高温换热风柜7，所述承压水箱6的一端与高温热水机组5相连，承压水箱6的另一端与高温换热风柜7相连；所述高温换热风柜7设置有风柜出风口71和风柜回风口72，所述风柜出风口71与热风管之送风管21相连通，所述风柜回风口72通过静压箱73与热风管之回风管22相连通。
工作过程是，首先将混凝土构件31采用工厂化预制，由中控室操作，模具在生产流水线上自动流转，混凝土预制构件31浇筑完成后，完成压光、清理覆膜后，码放至养护小车3上，沿着轻型轨道进入空气能养护窑进行养护步骤；从养护窑的进口13沿着预热区双轨41进入预热区10，在一定温度下完成初凝（约120min）；然后由蒸养摆渡车43转运至升温区20进行养护（约60min）；随后在恒温区30进行养护（约150min）；最后进入降温区40完成最终养护（约120min）；所以整个养护工艺时间约为450min；养护时间短，养护效果好，优品率高。需要注意的是，构件带模具最多叠放5层于养护小车上进行养护，层间应留有充分的间隙，便于热风对流。
使用本养护窑时，除了养护时间需要很好掌握之外，温度控制更是关键。所以优选在四个温度区段均设置多个温度检测元件，实时检测温度，严控实际所需温度。
比如对电缆沟盖板等混凝土制品进行养护窑的使用时，其生产温控要求为：混凝土入模温度＞15℃（冬期采取黄砂加温至50℃和70～80℃热水搅拌）；制品码放至养护小车进入预热区过程中，温度逐步升至30～35℃，养护时间为1.6h；升温区养护阶段，要求区段内的升温梯度≤25℃/h，升至60℃即可进入恒温区；而恒温区温度应保持在60℃，降温区的要求则为降温梯度≤25℃/h，两区段总养护时间为3.7h。另外，制品出窑后，需保证制品的表面与外界温差≤40℃。经过这样的养护操作，电缆沟盖板等混凝土制品的强度高、表面光滑、无裂痕。
本发明的创新点在于，改变传统的蒸汽和电加热养护模式，运用干热养护法，采用新型的建材和空气源高温热泵恒温系统，通过严格控制窑内不同温度区段的所需温度范围，对混凝土预制构件进行连续式养护操作，保证养护后构件的高品质需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种空气能养护窑，其特征在于：包括窑体、设置在窑内的热风管和为窑内提供热源的空气源高温热泵恒温系统；
所述窑体包括墙体和窑顶，所述墙体包括H型钢外置框架和连接于H型钢外置框架上的ALC隔墙板，所述窑顶采用ALC屋面板与墙体盖合密封；所述窑体设置有进口和出口，所述窑体进口和出口均设有自动门；
所述窑内按温度划分依次为四个温度区段，分别是预热区、升温区、恒温区和降温区；所述窑内地面铺设有用于养护小车运行的双轨；所述双轨分布有预热区双轨，以及连续贯通升温区、恒温区和降温区的三区段双轨；所述预热区双轨和三区段双轨之间设置有蒸养摆渡车，所述蒸养摆渡车用于将预热区双轨上的养护小车摆渡到三区段双轨上进入升温区；
所述热风管包括设置在墙体窑内面的送风管和吊挂在窑顶下端面的回风管，所述送风管设置有格栅送风口，所述回风管设置有格栅回风口；所述送风管分布在恒温区，所述回风管分布在预热区和降温区；
所述空气源高温热泵恒温系统包括高温热水机组、承压水箱和高温换热风柜，所述承压水箱的一端与高温热水机组相连，承压水箱的另一端与高温换热风柜相连；所述高温换热风柜设置有风柜出风口和风柜回风口，所述风柜出风口与热风管之送风管相连通，所述风柜回风口通过静压箱与热风管之回风管相连通。
2.根据权利要求1所述的一种空气能养护窑，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括可编程控制器、输入信号单元和输出信号单元，所述输入信号单元和输出信号单元分别与可编程控制器电连接；所述输入信号单元包括设置在四个温度区段的温度检测元件；所述输出信号单元包括设置在热风管之送风管的风量调节阀；所述可编程控制器还与打印系统相连，所述打印系统用于将记录的温度检测数据以温度记录报表形式进行打印。
3.根据权利要求1所述的一种空气能养护窑，其特征在于：所述预热区、升温区、恒温区和降温区这四个温度区段间均设有门帘；所述升温区的入口端设有自动门。
4.根据权利要求1所述的一种空气能养护窑，其特征在于：所述热风管为采用镀锌铁皮制成的长方体结构，所述热风管的外表面设置有保温层。
5.根据权利要求1所述的一种空气能养护窑，其特征在于：所述热风管之回风管通过间隔分布的吊杆挂设在窑顶下端面，所述吊杆通过穿芯螺栓垂直固定于窑顶下端面。
6.根据权利要求1所述的一种空气能养护窑，其特征在于：所述热风管之回风管的格栅回风口为2个，分别分布在预热区回风管的末端和降温区回风管的末端。
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