CN111309081A

CN111309081A - 一种实现养生室温湿度自动调节的方法

Info

Publication number: CN111309081A
Application number: CN202010165462.4A
Authority: CN
Inventors: 王金梅; 元玉濮; 胡国辉; 魏龙辉; 朱忠丽; 胡少瑞
Original assignee: Henan Balance Engineering Quality Testing Co ltd
Current assignee: Henan Balance Engineering Quality Testing Co ltd
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: CN111309081B

Abstract

本发明涉及一种实现养生室温湿度自动调节的方法，包括如下步骤：S1、搭建喷淋装置和控制系统；S2、布置采暖装置和通风装置；S3、养生环境调节；S4、报警。本发明提供的温湿度自动调节方法，通过喷淋装置、控制系统、采暖装置和通风装置的相互配合，对养生棚内温湿度的自动检测、调节功报警功能，最大程度的提高了养生室的养生环境。

Description

一种实现养生室温湿度自动调节的方法

技术领域

本发明属于混凝土养生技术领域，具体涉及一种实现养生室温湿度自动调节的方法。

背景技术

对水泥混凝土进行养生的目的主要是为了使混凝土表面在成型的过程中始终保持良好的湿润状况，并具有较好的温度和湿度养生环境。如果养护得当，可以大大减少混凝土表面的蜂窝、麻面、表面气孔和冲蚀等外观缺陷。同时也能减少后期干缩裂缝发生的可能性。现阶段水泥混凝土主要有以下几种养生方法：1)养生剂养生，是在新铺筑的水泥混凝土表面上喷洒一层养护剂，从而使得刚构表面上形成一层保护膜，以此来达到密封保持混凝土内部水分的目的，现阶段国家并没有制订完善的混凝土养生剂质量指标、性能检测和施工和易性等的国家标准，因此，如何选用放心合格的养生剂产品是一个很棘手的问题；2)覆盖养生，利用覆盖物的保水和保温效果从而使被覆盖物表面始终保持湿润状态的一种养生方法，但是其使用成本相对较高，使用过后的覆盖物如果得不到及时有效的处理，也极易对环境带来危害；3)自然水喷淋养生，是利用施工现场的自然水源加压后对水泥混凝土的表面进行喷淋，从而使其始终保持湿润状态的一种养生方法，喷淋养生的过程需要消耗大量的水，如果水源紧张，采用此法会大大增加施工成本，故此法在水源充足的施工条件下特别适用；4)蒸汽养生，是利用锅炉产生的蒸汽对养生面进行笼罩从而使养生墙面保持恒温恒湿的一种养生手法，蒸汽养生需用到蒸汽养生炉等专用设备，使用成本较高，且无很好的降温方式。

此外，目前混凝土预制场预制构建养生方法及存在问题：

(1)湿度保证：夏秋季采用人工洒水或采用喷淋管人工控制喷淋时间方式，春冬季通过在混凝土构建外部覆盖不透水土工织物方式减少水分散失。不能保证混凝土表面正常湿度。

(2)温度保证：夏秋季由于气温较高主要在自然温度下养生，春冬季采用简易钢筋支架上覆盖土工布或帆布，内部使用煤炉或电热器保证温度。气温低时不能控制养生温度，而且由于混凝土构件多为户外加工，受风和预埋件力影响覆盖物极易损坏，经济损失情况严重。

现有技术对混凝土构件强度形成所必须的温、湿度条件均控制不严格不利于混凝土强度增长，并且所有工作需要较多人工施做，使用太多人力。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种实现养生室温湿度自动调节的方法，通过喷淋装置、控制系统、采暖装置和通风装置的相互配合，对养生棚内温湿度的自动检测、调节功报警功能，最大程度的提高了养生室的养生环境。

本发明的目的是这样实现的：

一种实现养生室温湿度自动调节的方法，包括如下步骤：

S1、搭建喷淋装置和控制系统，拼接一个完全覆盖混凝土预制构件的养生棚，在养生棚的内部顶端搭设并联等间距分布的若干根喷淋管道，养生棚内的侧壁上通过支架或法兰安装与控制器连接的水分传感器、温度传感器和湿度传感器；

S2、布置采暖装置和通风装置，在养生棚的内壁上布设防爆加热灯，并沿养生棚的内壁周围布设加热管，养生棚的顶端侧壁上设通风扇，所述通风扇通过变频器连接控制器；

S3、养生环境调节，根据标准养生条件，结合养生龄期，通过控制器预设相应的养生温度、湿度和水分数值范围，当环境温度低于预设温度时，控制器关闭第一水泵，退出喷淋循环，根据实际温湿度启闭相应的采暖装置和通风装置，当养生环境温度升高时，再重启喷淋养生系统；

S4、报警，当养生棚内的温度和湿度测量值超过预设的上限和下限警报限值或系统停止工作时，控制系统会发出声光报警以提醒用户。

进一步的，所述喷淋装置还包括水箱、第一水泵和第二水泵，所述喷淋管道的入口端通过设于主管道上的第一水泵连接设于地面上的水箱，所述水箱的入口端管道连接第二水泵。

进一步的，所述喷淋管道上设4-10个喷嘴，所述主管道采用软管，所述喷淋管道采用硬管，所述喷淋管道上、与主管道的连接端设电磁阀。

进一步的，所述喷嘴采用喷射角度为50-67°的实心锥型喷雾喷嘴，所述第一水泵的压力为1-1.5MPa，所述第二水泵的压力为0.1-0.5MPa，所述第一水泵的流量为2-4m³/h，所述第二水泵的流量为0.5-1.5m³/h。

进一步的，所述养生棚的端部采用所述保暖保湿层进行封口。

进一步的，所述控制器的输出端连接继电器，所述控制器通过人机接口端连接LCD显示屏和状态指示灯，所述控制器通过通信接口端连接USB模块和GPRS模块。

进一步的，所述控制系统还包括驱动电路模块、报警指示电路和设于控制器内的单片机模块和微控制器，所述单片机采用PIC18F4520芯片。

进一步的，所述温度传感器和湿度传感器均采用DHT11模块，所述温度传感器和湿度传感器的测量范围为20-90％RH，所述温度传感器和湿度传感器的测量精度为±1℃，所述水分传感器采用高周波传感器。

进一步的，根据温度20±2℃，相对湿度≥95％的标准养生条件，所述养生棚内的含水量W满足：

其中，W表示最佳含水量(％)，k表示相对系数，且0.8≤k≤1，

表示实时相对湿度(％)，W₀表示标准养生条件下的最佳含水量(％)，t表示实时温度(℃)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，通过喷淋装置、控制系统、采暖装置和通风装置的相互配合，对养生棚内温湿度的自动检测、调节功报警功能，最大程度的提高了养生室的养生环境。

2、本发明提供的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，采用水箱作为中转，先将水源地的水通过第二水泵泵送至水箱，然后利用第一水泵将水从水箱中泵送到需要养生的区域，利用了中间水箱作为缓冲，即使水源地与养生面的升程很大，也可以保证喷淋水的压力，中间水箱中的水除了供喷淋养生使用，还可供其它工程用途。

3、本发明提供的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，采用实心锥型喷雾喷嘴配合水泵的压力，将水分以雾状形式连续均匀地喷射到需要养生的墙面上，这样可以使墙面能够充分吸收水分从而保持持续的湿润状态，同时也不会产生对水的浪费。

4、本发明提供的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，控制系统通过最佳含水量的计算，从而控制喷淋装置的启动与关闭。

附图说明

图1是本发明一种实现养生室温湿度自动调节的方法流程图。

图2是本发明一种实现养生室温湿度自动调节的方法控制器示意图。

图3是本发明一种实现养生室温湿度自动调节的方法喷淋装置示意图。

图4是本发明一种实现养生室温湿度自动调节的方法喷淋管道示意图。

图中：1、水分传感器；2、温度传感器；3、湿度传感器；4、继电器；5、控制器；6、人机接口端；7、通信接口端；8、LCD显示屏；9、状态指示灯；10、USB模块；11、GPRS模块；12、报警模块；13、水箱；14、第二水泵；15、第一水泵；16、主管道；17、喷淋管道；18、电磁阀；19、喷嘴；20、流量变频器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合图1，一种实现养生室温湿度自动调节的方法，包括如下步骤：

S1、搭建喷淋装置和控制系统，拼接一个完全覆盖混凝土预制构件的养生棚，在养生棚的内部顶端搭设并联等间距分布的若干根喷淋管道17，养生棚内的侧壁上通过支架或法兰安装与控制器5连接的水分传感器1、温度传感器2和湿度传感器3；

S2、布置采暖装置和通风装置，在养生棚的内壁上布设防爆加热灯，并沿养生棚的内壁周围布设由控制器5控制的加热管，养生棚的顶端侧壁上设通风扇，所述通风扇通过变频器连接控制器5，所述养生棚的端部采用所述保暖保湿层进行封口；

S3、养生环境调节，根据标准养生条件，结合养生龄期，通过控制器5预设相应的养生温度、湿度和水分数值范围，根据水分传感器1、温度传感器2和湿度传感器3传递的实时数据信息，当环境温度低于预设温度时，控制器5控制退出喷淋循环，启闭相应的采暖装置和通风装置，当养生环境温度升高时，再重启喷淋装置；

S4、报警，当养生棚内的温度和湿度测量值超过预设的上限和下限警报限值或系统停止工作时，报警模块12工作，控制系统会发出声光报警以提醒用户。

实施例2

结合图3和图4，所述喷淋装置还包括水箱13、第一水泵15和第二水泵14，所述喷淋管道17的入口端通过设于主管道16上的第一水泵15连接设于地面上的水箱13，所述水箱13的入口端管道连接第二水泵14，所述第一水泵15和第二水泵14上均设有流量变频器20，所述喷淋管道17上设4-10个喷嘴19，所述主管道16采用软管，所述喷淋管道17采用硬管，所述喷淋管道17上、与主管道16的连接端设电磁阀18；采用水箱13作为中转，先将水源地的水通过第二水泵14泵送至水箱13，然后利用第一水泵15将水从水箱13中泵送到需要养生的区域，利用了中间水箱13作为缓冲，即使水源地与养生面的升程很大，也可以保证喷淋水的压力，中间水箱13中的水除了供喷淋养生使用，还可供其它工程用途。

所述喷嘴19采用喷射角度为50-67°的实心锥型喷雾喷嘴19，所述第一水泵15的压力为1-1.5MPa，所述第二水泵14的压力为0.1-0.5MPa，所述第一水泵15的流量为2-4m³/h，所述第二水泵14的流量为0.5-1.5m³/h，采用实心锥型喷雾喷嘴配合水泵的压力，将水分以雾状形式连续均匀地喷射到需要养生的墙面上，这样可以使墙面能够充分吸收水分从而保持持续的湿润状态，同时也不会产生对水的浪费。

实施例3

结合图2，所述控制器5的输出端连接继电器4，所述控制器5通过人机接口端6连接LCD显示屏8和状态指示灯9，所述控制器5通过通信接口端7连接USB模块10和GPRS模块11。

所述控制系统还包括驱动电路模块、报警指示电路和设于控制器内的单片机模块和微控制器，所述单片机采用PIC18F4520芯片，所述温度传感器2和湿度传感器3均采用DHT11模块，所述温度传感器2和湿度传感器3的测量范围为20-90％RH，所述温度传感器2和湿度传感器3的测量精度为±1℃，所述水分传感器1采用高周波传感器。

实施例4

在实施例1的基础上，根据温度20±2℃，相对湿度≥95％的标准养生条件，所述养生棚内的含水量W满足：

其中，W表示最佳含水量(％)，k表示相对系数，且0.8≤k≤1，

最佳含水量是为了对喷淋时间进行闭环控制，以保证混凝土预制件随时处于最佳养生状态，但是水泵的开闭为开关量控制，无法对单一的加权最佳含水量进行控制，必须通过设定上下限来控制水泵的开启，为了兼顾实时含水量的准确度和水泵开闭的频繁度，设定加权最佳含水量的上下限为W±3％，当实时含水量达到加权最佳含水量下限时开启水泵，当实时含水量达到加权最佳含水量上限时关闭水泵。

混凝土拌合物浇灌后会逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，但是当混凝土温度逐渐降低到0℃附近时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相水变为固相水，这时候参与水泥水化作用的水就减少了，因此，这时候水化作用减慢，当存在于水泥混凝土中的水全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时抗压强度不再增长。

由此可见，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响水泥混凝土抗压强度增长的关键点，在外界温度过低，混凝土中的水即将由液态变为固态时，应该停止喷淋养生，因为水变成冰后，体积约增大，同时将产生巨大的冰胀应力，这个应力值常常大于水泥混凝土内部形成的初期强度，从而使混凝土受到不同程度的冻害而降低强度，此外，当水变成冰后，还会降低骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空隙，从而降低混凝土的密实性与耐久性，因而，当环境温度低于5℃时，控制器应关闭水泵，退出喷淋循环，当养生面环境温度升高时，再重启喷淋养生系统。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、搭建喷淋装置和控制系统，拼接一个完全覆盖混凝土预制构件的养生棚，在养生棚的内部顶端搭设并联等间距分布的若干根喷淋管道(17)，养生棚内的侧壁上通过支架或法兰安装与控制器(5)连接的水分传感器(1)、温度传感器(2)和湿度传感器(3)；

S2、布置采暖装置和通风装置，在养生棚的内壁上布设防爆加热灯，并沿养生棚的内壁周围布设由控制器(5)控制的加热管，养生棚的顶端侧壁上设通风扇，所述通风扇通过变频器连接控制器(5)；

S3、养生环境调节，根据标准养生条件，结合养生龄期，通过控制器(5)预设相应的养生温度、湿度和水分数值范围，根据水分传感器(1)、温度传感器(2)和湿度传感器(3)传递的实时数据信息，当环境温度低于预设温度时，控制器(5)控制退出喷淋循环，启闭相应的采暖装置和通风装置，当养生环境温度升高时，再重启喷淋装置；

S4、报警，当养生棚内的温度和湿度测量值超过预设的上限和下限警报限值或系统停止工作时，报警模块(12)工作，控制系统会发出声光报警以提醒用户。

2.根据权利要求1所述的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：所述喷淋装置还包括水箱(13)、第一水泵(15)和第二水泵(14)，所述喷淋管道(17)的入口端通过设于主管道(16)上的第一水泵(15)连接设于地面上的水箱(13)，所述水箱(13)的入口端管道连接第二水泵(14)，所述第一水泵(15)和第二水泵(14)上均设有流量变频器(20)。

3.根据权利要求1所述的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：所述喷淋管道(17)上设4-10个喷嘴(19)，所述主管道(16)采用软管，所述喷淋管道(17)采用硬管，所述喷淋管道(17)上、与主管道(16)的连接端设电磁阀(18)。

4.根据权利要求1所述的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：所述喷嘴(19)采用喷射角度为50-67°的实心锥型喷雾喷嘴(19)，所述第一水泵(15)的压力为1-1.5MPa，所述第二水泵(14)的压力为0.1-0.5MPa，所述第一水泵(15)的流量为2-4m³/h，所述第二水泵(14)的流量为0.5-1.5m³/h。

5.根据权利要求1所述的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：所述养生棚的端部采用所述保暖保湿层进行封口。

6.根据权利要求1所述的一种实现养生室温湿度自动调节的方法，其特征在于：所述控制器(5)的输出端连接继电器(4)，所述控制器(5)通过人机接口端(6)连接LCD显示屏(8)和状态指示灯(9)，所述控制器(5)通过通信接口端(7)连接USB模块(10)和GPRS模块(11)。