CN211714597U - 基于脉动热管的混凝土冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于脉动热管的混凝土冷却系统，包括降温系统和冷却水循环系统，可以广泛应用于混凝土降温领域，提高降温效果，回收水化热，节能减排。其中降温系统主要由导热内、外管，脉动热管组成，可以有效的利用脉动热管，配合水循环实现降低混凝土内部温度和平衡温差的效果。冷却水系统包括水箱，温度传感器，自动阀门，密封环，既可以为热管提供高效的冷凝端又能回收水化热实现冷却水的多功能利用。本系统能够快速、自发的冷却混凝土内部温度，平衡温差和回收水化热，达到高效、节能、环保的目的。
Description
技术领域
本实用新型设计涉及混凝土施工领域，尤其是涉及基于脉动热管的混凝土冷却系统。
背景技术
大体积混凝土在浇筑过程中会因为水化热使其内部温度升高，而混凝土的导热系数低，导热性能差，浇筑之后其内外表面会产生较大的温差,在温度应力的作用下容易产生裂缝和裂纹，所以大体积混凝土需要设置冷却降温措施以减小混凝土内部的温度和内外表面的温差。
自1931年以来，人们常用的温度控制措施是冷却水管法，这种方法因为需要长时间通水，存在大量消耗浪费水资源的问题。同时为了维持保证内外温差还需要在混凝土外侧额外增设保温措施，增加了设备的投入成本，并且冷却水的输运过程中需要消耗大量的电能，现有的冷却水管法在使用过程中消耗了大量的资源，提高了经济成本。而现有的热管温降系统，由于使用的热管管径较大，工质流动受重力的影响作用也大。为了保障良好的传热性能，热管通常采用竖直的布置方式，在施工过程中难以配置水箱，传热过程仅依靠自然对流换热，换热量小，降温能力不足，不能满足大体积混凝土的降温需求。
实用新型内容
为了解决以上问题，达到节约能源，保护环境的目的，本实用新型提供了基于脉动热管的混凝土冷却系统，该装置能够自发地对混凝土冷却降温和平衡温差，避免水资源和电力资源的浪费。冷却水能够提供高效的冷凝端和回收水化热，实现冷却水的多功能利用。系统通过温度传感器和自动阀门调节进、出水流量调控冷却水温度。本系统完全利用混凝土与冷却水的温差实现热量的传递，降温过程完全自发运行，不消耗外功，节能环保。
基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于由降温系统和冷却水系统组成；降温系统包括脉动热管(1)和导热内管(5)、导热外管(4)，主要利用脉动热管(1)降低混凝土内部温度，平衡温差；冷却水系统使用冷却水快速降温和回收水化热，使用密封环(3)防止水箱泄露，通过温度传感器(10)和自动阀门(7)控制冷却水温度。
本实用新型所述的脉动热管(1)由微小直径的铜管弯折而成，形成首位相连的多个密集回路。在将铜管弯折成密集的管束之后将其紧贴导热内管(5)安装。将容易相变的工质例如丙酮充入进去再抽成真空。由多根脉动热管组成热管管束具有更大的传热面积，内部的工质在蒸发冷凝的过程中能够传递大量的热量。
本发明所述的脉动热管分为两部分，一部分是紧贴导热内管的脉动热管(1)，是主要的传热设备，导热内管(5)和脉动热管(1)之间使用导热硅脂填充；另一部分是导热内管(5)内部空间的脉动热管(1)，是辅助传热设备。
本发明所述的导热外管(4)和导热内管(5)放置于混凝土中，导热内管(5)紧贴导热外管(4)放置，上部开口用于进冷却水，之间的缝隙使用导热硅脂填充减小接触热阻。
本发明所述的冷却水系统在浇筑开始后向水箱(2)中通入冷却水，冷却水会充满整个导热内管(5)，使热量更容易传递到脉动热管 (1)。同样使用水作为热管的冷凝端相比于传统的空气自然冷却散热具有更大的换热系数，能够更快的冷却混凝土。而被加热后的高温水可以回收利用来使用实现余热回收，节能环保的目的。冷却水系统通过温度传感器和自动阀门控制水箱中水的温度。
附图说明
图1是本装置的施工安装图。
图2、图3是本装置脉动热管布置图。
图4是本装置密封圈布置图。
其中1、脉动热管；2、水箱；3、密封环；4、导热外管；5、导热内管；6、混凝土；7、自动阀门；8、进水口；9、出水口；10、温度传感器；11、密封圈；12、自动阀门。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实用新型基于脉动热管的混凝土冷却装置能够降低混凝土浇筑时因为水化热导致的温度过高，内外温差过大问题，具体实施方案如下所示。
混凝土浇筑前先确定水箱位置并架设好水箱，水箱可以放在混凝土上方，也可以放在混凝土侧方，放置位置可以视工地具体条件而定，水箱位置不影响装置的传热效果。混凝土浇筑前预确定导热外管长度并埋好导热外筒，导热外管需要和水箱开孔对齐，使用导热硅脂填充导热外管和导热内管之间的缝隙。将一个回路的脉动热管紧贴导热内管，另一个回路的脉动热管放置在导热内管里面。在浇筑开始后5个小时内需要安装好导热内管，导热内管外面涂上导热硅脂，密封环与水箱之间使用密封圈密封，需要保证导热内管拧紧后紧贴导热外管，没有缝隙。待导热内管固定好之后向水箱中注水。脉动热管长度与导热内管长度相等，由小直径铜管弯折成回路，内部充有容易发生相变的液体。当装置稳定运行时，脉动热管内的工质会因为两端温度差产生蒸发冷凝现象，在蒸发冷凝现象和温度差的作用下产生压力差，推动工质循环流动，在和冷却水的双重作用下使热量在混凝土内部均匀分布，并将混凝土内部的热量传递到水箱中回收余热。温控结束后将导热内管拔出达到重复利用的目的，最后将水泥浇筑到导热外管中并养护。可以通过温度传感器和自动阀门测定水箱中的温度，调节冷却水的温度，被加热的冷却水可以用作生活用水等多功能利用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于由降温系统和冷却水系统组成；降温系统包括脉动热管(1)，导热外管(4)和导热内管(5)，主要利用脉动热管(1)降低混凝土内部温度，平衡温差；冷却水系统使用冷却水快速降温和回收水化热，由水箱(2)，密封环(3)自动阀门(7)，温度传感器(10)组成。
2.根据权利要求1所述的基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于脉动热管(1)是由小管径的铜管弯折而成，形成首尾相连的回路，在导热内管(5)中密集布置，脉动热管(1)内部充入具有沸点低，易发生相变特性的工质，系统工作时工质在脉动热管(1)内循环流动，提高传热效率。
3.根据权利要求2所述基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于脉动热管(1)在导热内管(5)内部，并分为两部分，一部分是紧贴导热内管(5)的脉动热管(1)，是主要的传热设备，导热内管(5)和脉动热管(1)之间使用导热硅脂填充；另一部分是导热内管(5)内部空间的脉动热管(1)，是辅助传热设备。
4.根据权利要求1所述的基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于导热外管(4)放置于混凝土中，导热内管(5)紧贴导热外管(4)放置，上部开口用于进冷却水，导热外管(4)和导热内管(5)之间的缝隙使用导热硅脂填充。
5.根据权利要求1所述的基于脉动热管的混凝土冷却系统，其特征在于浇筑开始后向水箱(2)中通入冷却水以快速降温，水箱(2) 与导热外管(4)之间安装密封环(3)，冷却水温度由温度传感器(10)测定，并通过调控进、出水流量来控制冷却水的温度。
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