CN110625761A - 太阳能混凝土构件蒸养仓 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能混凝土构件蒸养仓，包括仓体，在仓体顶部设有太阳能收集架，太阳能收集架上设有太阳能集热管，太阳能集热管与储水箱连接，储水箱与喷淋管连通；还设有用于控制喷淋的阀门；在储水箱与喷淋管之间的位置还设有加热装置；在仓体内设有温湿度传感器，温湿度传感器与主控装置电连接，主控装置与加热装置电连接，主控装置还与阀门电连接。通过采用太阳能集热管的结构，太阳能吸收比a≥96%，温度能够超过100℃，完全满足蒸汽养护要求。设置的温湿度传感器能够主动调节仓体内的养护温度和湿度，并能够稳定最佳温度和湿度区间至少8小时，大幅节省养护时间，整个蒸养养护过程不超过12个小时，提高生产效率。

Description

太阳能混凝土构件蒸养仓

技术领域

本发明涉及混凝土养护施工领域，特别是一种太阳能混凝土构件蒸养仓。

背景技术

在高速公路小型预制构件施工过程中，小构件的需求量巨大，但小构件拆模后一般需静养7天左右，施工周期长，占用场地大，当受场地限制严重时，施工周期会大大加长。特别是在东北地区，冬季时间长，有效施工工期短，为了加快施工进度，按时完工，必须缩短小构件静养时间。常规的养护方式一般采用盖塑料膜、喷淋等方式及传统的蒸养窑或者普通的太阳能蒸养窑。常规的养护方法对小构件养护的温度和湿度难以控制，且无法做到统一，导致小构件养护的效率低，质量参差不齐，同时浪费大量水资源及人工，占用大量场地；传统的蒸养窑虽然可以加快养护速度，但耗费大量经济能源，增加成本的同时产生大量有害物质污染环境；普通的太阳能蒸养虽然克服了上述问题，但太阳能转化为热能的效率低，蒸养时间相对传统蒸养窑有所增加，且阴雨天和夜晚无法正常运行。要实现小型预制构件经济、高效、高质量的养护，目前尚无较好解决方案。

中国专利文献CN 204935873 U记载了一种太阳能混凝土快速蒸养装置，采用了蒸汽发生炉（7）的结构，能耗较高。CN 109129861 A记载了一种基于太阳能高效利用的低能耗预制混凝土构件蒸汽养护厂房建筑构筑方法，采用了相变蓄热墙体的结构，但是该方案的制造难度较大。CN 208263119 U记载了一种以槽式太阳能和热泵为热源的混凝土构件蒸养系统，采用了热泵循环系统进一步加热生产蒸汽的方案，但是热泵循环系统涉及大量的管路安装，安装和使用不便，尤其是不便于移动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能混凝土构件蒸养仓，能够充分利用太阳能大幅降低养护成本，且整个养护过程能够实现自动控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种太阳能混凝土构件蒸养仓，包括仓体，在仓体顶部设有太阳能收集架，太阳能收集架上设有太阳能集热管，太阳能集热管与储水箱连接，储水箱与喷淋管连通；

还设有用于控制喷淋的阀门；

在储水箱与喷淋管之间的位置还设有加热装置；

在仓体内设有温湿度传感器，温湿度传感器与主控装置电连接，主控装置与加热装置电连接，主控装置还与阀门电连接。

优选的方案中，所述的仓体为轻钢仓体或集装箱，在轻钢仓体或集装箱的侧壁、底壁和顶壁设有保温层；

或者所述的仓体为金属框架结构仓体，在金属框架结构的侧壁、底壁和顶壁设有保温层，所述的保温层为设有保温材料的垂帘；

在仓体的底部设有行走轮。

优选的方案中，在仓体的侧壁或端部设有门，门的底部与仓体铰接，放下的门也作为供混凝土构件养护架通行的斜坡。

优选的方案中，所述的加热装置为置于储水箱内的电加热元件。

优选的方案中，所述的加热装置为包覆在喷淋支管外壁的加热瓦。

优选的方案中，储水箱通过主管与喷淋支管连通，喷淋支管与喷淋管连通，在主管内设有单向阀芯，以使喷淋支管产生的蒸汽不能通过主管进入到储水箱；

在喷淋支管或主管设有电磁阀，电磁阀与控制装置电连接。

优选的方案中，所述的加热瓦为弧形结构，加热瓦的弧度大于180°，加热瓦与喷淋支管套接连接；

加热瓦为PTC加热膜或PI发热膜。

优选的方案中，在仓体底部两侧设有集水槽，集水槽内设有加热管，在集水槽还设有水位计；

水位计和加热管与主控装置电连接。

优选的方案中，在太阳能收集架上还设有太阳能面板，太阳能面板与蓄电池电连接；

蓄电池用于给主控装置和各个传感器提供电源。

优选的方案中，在仓体的壁上还设有排风扇，排风扇与主控装置电连接。

本发明提供的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，通过采用太阳能集热管的结构，太阳能吸收比a≥96%，温度能够超过100℃，通常很容易达到70℃~90℃，完全满足蒸汽养护要求。设置的温湿度传感器能够主动调节仓体内的养护温度和湿度，并能够稳定最佳温度和湿度区间至少8小时，大幅节省养护时间，整个蒸养养护过程不超过12个小时，提高生产效率。设置的加热瓦的结构，能够用于补偿热量不够蒸汽产量不足的情形，且能够快速满足使用需要，便于安装和拆卸，而且能耗浪费较低。设置的侧面和端头开门结构，便于混凝土构件养护架的运输。设置的集水槽结构，便于补充蒸汽产量。设置的排风扇能够迅速使混凝土构件降温除湿。本发明具有制作简单，适应性好，经济性好，生产效率高，节能环保等优点：

1、制作简单：主体结构可以采用集装箱改造，制作简单。

2、适应性好：可根据构件的大小来确定仓体大小，适应大多数构件的养护。

3、经济性好：本发明能够大幅节省能源消耗，减少了人力的投入，可在不同场地调拨使用，便于循环使用，降低了生产成本。

4、生产效率高：提高空间利用率，阴雨天及夜晚可正常运行，提高生产效率以及场地周转率和模具周转率，进而提高产量，缩短工期。

5、环保：本发明主要消耗太阳能，无有害物质产生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的立面视图。

图2为本发明的侧面视图。

图3为本发明中主管位置的局部放大示意图。

图4为图3的A-A剖视示意图。

图5为本发明的控制电路结构框图。

图6为本发明中主芯片连接结构示意图。

图7为本发明中传感器采集电路示意图。

图8为本发明中供电电路示意图。

图中：仓体1，温湿度传感器2，侧部开门3，排风扇4，端部开门5，太阳能收集架6，太阳能集热管7，太阳能面板8，控制装置9，蓄电池10，储水箱11，主管12，单向阀芯121，喷淋支管13，电磁阀14，喷淋管15，混凝土构件养护架16，行走轮17，集水槽18，加热管19，水位计20，加热瓦21，主控装置22。

具体实施方式

实施例1：

如图1~8中，一种太阳能混凝土构件蒸养仓，包括仓体1，在仓体1顶部设有太阳能收集架6，太阳能收集架6上设有太阳能集热管7，太阳能集热管7与储水箱11连接，储水箱11与喷淋管15连通；通过太阳能集热管7使水加热，并储存在储水箱11中，然后从喷淋管15喷出，采用太阳能集热管7能够大幅提高太阳能的利用率。本例中太阳能集热管7优选采用太阳能真空管，太阳能真空管内通过磁控溅射镀有多层选择性吸收膜，太阳能吸收比a≥96%。喷淋管15上设有多个孔，每个孔安装有雾化喷头。

还设有用于控制喷淋的阀门；

在储水箱11与喷淋管15之间的位置还设有加热装置；加热装置放置在储水箱11内到喷淋管15之间的管路上，用于弥补阴雨天气等情形。

在仓体1内设有温湿度传感器2，温湿度传感器2与主控装置电连接，主控装置与加热装置电连接，主控装置还与阀门电连接。混凝土构件养护有较佳的温湿度要求，仓体1合适的温湿度，能够提高混凝土构件的质量和养护效率。主控装置优选内采用STC15F2K60S2-LQFP44芯片。加热装置采用主控装置控制的继电器或晶闸管控制启动或断开。

优选的方案中，所述的仓体1为轻钢仓体或集装箱，在轻钢仓体或集装箱的侧壁、底壁和顶壁设有保温层；本例中的保温层，采用发泡材料，例如但不限于：发泡聚氨酯、发泡PVC等材料。

或者所述的仓体1为金属框架结构仓体，在金属框架结构的侧壁、底壁和顶壁设有保温层，所述的保温层为设有保温材料的垂帘；采用金属框架结构仓体能够进一步降低使用成本。

如图1、2中，在仓体1的底部设有行走轮17。由此结构，便于跟随施工现场移动，以利于周转。仓体1的移动可以采用自驱动的行走轮17，也可以采用牵引车牵引。行走轮17可以采用轨道轮，沿着轨道行走，也可以采用轮胎轮，以适应施工现场未敷设轨道的情形。

优选的方案如图1、2中，在仓体1的侧壁或端部设有门，门的底部与仓体1铰接，放下的门也作为供混凝土构件养护架16通行的斜坡。由此结构，便于混凝土构件养护架16的运输，采用该结构的仓体1也更容易实现良好的保温效果。

优选的方案中，所述的加热装置为置于储水箱11内的电加热元件。

优选的方案如图3、4中，所述的加热装置为包覆在喷淋支管13外壁的加热瓦21。优选的，加热瓦21为PTC加热膜或PI发热膜。PTC加热膜为硬度较高的陶瓷加热元件膜，加热速度更快。PI发热膜为电阻片和聚酰亚胺膜压合而成，具有发热均匀，柔软便于安装的优点。加热瓦21的能耗利用效率较高。加热瓦21优选采用蓄电池10内的电能经过升压电路后工作。当蓄电池10内的电量低于设定值，再切换到外接电源。

优选的方案如图3中，储水箱11通过主管12与喷淋支管13连通，喷淋支管13与喷淋管15连通，在主管12内设有单向阀芯121，以使喷淋支管13产生的蒸汽不能通过主管12进入到储水箱11；由此结构，在太阳能集热管7产生的蒸汽从主管12内向喷淋管15排出，从而实现蒸汽和水混合物的喷淋。优选的，将加热瓦21设置在喷淋支管13，产生的蒸汽能够更好的从喷淋管15喷出，且能够提高蒸汽的占比。而且当不需要使用加热瓦21辅助加热时，能耗的浪费较低。避免将储水箱11内的水加热后，水会随着时间温度逐渐下降的问题。

在喷淋支管13或主管12设有电磁阀14，电磁阀14与控制装置9电连接。本例中将多个电磁阀14设置在喷淋支管13，而主管12与喷淋支管13的中间位置连接，至少在主管12两侧的喷淋支管13上设有一个电磁阀14，当位于主管12一侧的电磁阀14关闭时，该侧的喷淋支管13被封闭，蒸汽和水不会进入。由此结构，在混凝土构件养护架16较少的时候，能够部分的使用仓体1以节约能耗。

优选的方案如图4中，所述的加热瓦21为弧形结构，加热瓦21的弧度大于180°，加热瓦21与喷淋支管13套接连接；由此结构，非常便于加热瓦21的安装和维护。

优选的方案如图2中，在仓体1底部两侧设有集水槽18，集水槽18内设有加热管19，在集水槽18还设有水位计20；

水位计20和加热管19与主控装置电连接。本例中的加热管19采用PTC加热膜或PI发热膜，以利用集水槽18内的水辅助生产蒸汽。水位计20采用浮球式水位计。

优选的方案中，在太阳能收集架6上还设有太阳能面板8，太阳能面板8与蓄电池10电连接；太阳能面板8的控制电路采用通用电路，例如但不限于中国专利文献CN104734276A一种太阳能电池控制电路及其太阳能电池供电系统中记载的电路。或CN85107942A太阳能电源中记载的电路。

蓄电池10用于给主控装置和各个传感器提供电源。蓄电池10被设置为保留40%的电量专门供给主控装置和各个传感器，多余的电量采用与辅助加热，以确保自动控制的可靠性。

优选的方案如图1、2中，在仓体1的壁上还设有排风扇4，排风扇4与主控装置电连接。设置的排风扇4用于在养护结束后快速降温除湿，以提高养护效率。

优选的方案中，本例中的仓体1采用集装箱结构，各个集装箱之间通过连接件连接，例如螺栓和连接板连接。

使用时，将仓体1牵引至施工现场，安装相应管路和电路，小型混凝土构件拆模后，放到混凝土构件养护架16上，根据施工现场情况，开启侧部开门3或端部开门5，使混凝土构件养护架16进入到仓体1内，在主控装置设置温度和湿度，主控装置控制电磁阀14开启，由太阳能集热管7生产的蒸汽和水的混合液体从喷淋管15喷出，温湿度传感器2检测仓体1内的温度和湿度，通常仓体1内的温度在2个小时内能够达到设定最低温度、湿度以上，当温湿度传感器2检测到温度不够时，控制装置9启动加热瓦21使喷淋支管13内的液体加热生产蒸汽，当喷淋支管13内的压力升高，使单向阀芯121将主管12封闭，蒸汽和水从喷淋管15喷出。需要说明的，在喷淋支管13和储水箱11设有安全阀，安全阀在图中未示出，安全阀用于排气，避免压力超过储水箱11和喷淋支管13的承受强度。当温湿度传感器2检测到湿度不够时，控制装置9启动加热管19，利用集水槽18内的水辅助生产蒸汽。当温度和湿度达到要求后，控制装置9控制加热瓦21和加热管19停止工作。当集水槽18内的水位低于预设值，控制装置9开启电磁阀14给集水槽18内补水。养护结束后，打开侧部开门3或端部开门5，启动排风扇4，使混凝土构件养护架16上的混凝土构件迅速降温除湿，冷却完成后，可将成品运至施工现场，整个蒸养养护过程不超过12个小时，且能耗相较于现有技术降低约50%以上，大幅提高生产效率，且质量也有保障。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的技术特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能混凝土构件蒸养仓，包括仓体（1），其特征是：在仓体（1）顶部设有太阳能收集架（6），太阳能收集架（6）上设有太阳能集热管（7），太阳能集热管（7）与储水箱（11）连接，储水箱（11）与喷淋管（15）连通；

还设有用于控制喷淋的阀门；

在储水箱（11）与喷淋管（15）之间的位置还设有加热装置；

在仓体（1）内设有温湿度传感器（2），温湿度传感器（2）与主控装置电连接，主控装置与加热装置电连接，主控装置还与阀门电连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：所述的仓体（1）为轻钢仓体或集装箱，在轻钢仓体或集装箱的侧壁、底壁和顶壁设有保温层；

或者所述的仓体（1）为金属框架结构仓体，在金属框架结构的侧壁、底壁和顶壁设有保温层，所述的保温层为设有保温材料的垂帘；

在仓体（1）的底部设有行走轮（17）。

3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：在仓体（1）的侧壁或端部设有门，门的底部与仓体（1）铰接，放下的门也作为供混凝土构件养护架（16）通行的斜坡。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：所述的加热装置为置于储水箱（11）内的电加热元件。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：所述的加热装置为包覆在喷淋支管（13）外壁的加热瓦（21）。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：储水箱（11）通过主管（12）与喷淋支管（13）连通，喷淋支管（13）与喷淋管（15）连通，在主管（12）内设有单向阀芯（121），以使喷淋支管（13）产生的蒸汽不能通过主管（12）进入到储水箱（11）；

在喷淋支管（13）或主管（12）设有电磁阀（14），电磁阀（14）与控制装置（9）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：所述的加热瓦（21）为弧形结构，加热瓦（21）的弧度大于180°，加热瓦（21）与喷淋支管（13）套接连接；

加热瓦（21）为PTC加热膜或PI发热膜。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：在仓体（1）底部两侧设有集水槽（18），集水槽（18）内设有加热管（19），在集水槽（18）还设有水位计（20）；

水位计（20）和加热管（19）与主控装置电连接。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：在太阳能收集架（6）上还设有太阳能面板（8），太阳能面板（8）与蓄电池（10）电连接；

蓄电池（10）用于给主控装置和各个传感器提供电源。

10.根据权利要求1所述的一种太阳能混凝土构件蒸养仓，其特征是：在仓体（1）的壁上还设有排风扇（4），排风扇（4）与主控装置电连接。