CN220434248U - 一种大体积混凝土智能温控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大体积混凝土智能温控装置，包括供水模块、控制模块、恒温供水系统、回水管；恒温供水系统包括供水单元、监测单元；所述供水单元包括供水管、恒温装置、冷却水管；冷却水管设置在大体积混凝土中，本实用新型通过定时检测大体积混凝土和供水管和回水管的温度，并经由控制终端进行数据采集传输到云平台中，利用云平台预设的阈值规则通过控制终端自动调节冷却水温度和调整电磁阀开度控制冷却水流量，进而控制大体积混凝土温度变化速率，提高温控装置智能化和信息化程度，可实现远程监控大体积混凝土温度。

Description

一种大体积混凝土智能温控装置

技术领域

本实用新型涉及建筑材料温度控制领域，特别涉及一种大体积混凝土智能温控装置。

背景技术

大体积混凝土结构在现代化工程建设中占有非常重要的地位。大体积混凝土在浇筑后，会因为水泥的水化热反应产生大量的热量，而导致混凝土内部的温度升高。由于不均匀温度场的存在，当混凝土的内部与其表面温差过大时，会导致混凝土产生温度应力和温度变形，若混凝土相应龄期的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，容易使混凝土产生温度裂缝，裂缝一旦形成对混凝土结构的整体性、抗渗性及耐久性都有严重的影响。因此，在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，从而导致温度裂缝的产生，通常采用温度控制装置对混凝土进行温度控制。

传统的温控方法是在待浇筑大体积混凝土结构内部埋设冷却水管，通过循环冷却水实现降温，并通过人工进行测温、记录和温度调控，而这种方式存在效率低，误差大，调控滞后，数据采集的及时性、准确性不高的缺陷，无法做到实时监测大体积混凝土温度变化的情况，也无法根据大体积混凝土温度实时变化情况做出及时、有效的应对措施。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种大体积混凝土智能温控装置，用于解决大体积混凝土温度的实时检测和调控问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是：

一种大体积混凝土智能温控装置，包括供水模块、控制模块，包括至少一个恒温供水系统、回水管；

所述恒温供水系统包括恒温供水单元、监测单元；所述恒温供水单元包括供水管、恒温装置、冷却水管；所述供水管的进水端与所述供水模块连接，出水端依次连接有恒温装置和冷却水管的进水口；所述冷却水管的出水口与回水管的进水口连接，所述回水管的出水口与所述供水模块连接；所述冷却水管设置在大体积混凝土中；

所述监测单元包括设置于供水管内的入水测温元件、设置于冷却水管出水口的出水测温元件和预埋在大体积混凝土中的混凝土测温元件；所述恒温装置和监测单元均与控制模块电连接，控制模块接收监测单元数据并控制恒温装置调节温度。

优选的，不同恒温供水单元的供水管与所述供水模块独立连接；不同恒温供水单元的冷却水管在大体积混凝土中分层设置；每一个恒温供水单元的冷却水管的出水口均与所述回水管的进水口连接。

优选的，所述供水模块包括储水箱、水泵和储水管；所述水泵的进水口与储水箱连接，排水口与储水管连接；所述储水管上设置有多个三通接头，每一个三通接头与一个恒温供水单元的供水管连接；所述回水管的出水口与所述储水箱连接。

优选的，所述控制模块包括控制终端和云平台；所述云平台与控制终端通信连接，所述控制终端与至少一个所述恒温供水系统的监测单元及恒温装置电连接。

优选的，所述控制终端包括PLC控制器、警报单元、人机交互单元、RS485总线接口和电源单元；所述PLC控制器、警报单元和人机交互单元均与电源单元电连接；所述警报单元、人机交互单元和RS485总线接口均与PLC控制器电连接；所述恒温装置和监测单元均与RS485总线接口电连接。

优选的，所述恒温供水系统还包括电磁阀，所述电磁阀设置在供水管上，与RS485总线接口电连接，通过PLC控制器控制所述供水管内供水流量。

优选的，所述恒温装置包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与温度控制器电连接，所述温度传感器和温度控制器均与RS485总线接口电连接，用以将水温控制在控制终端预设温度。

优选的，所述人机交互单元为组态工控屏，组态工控屏提供操作界面及信息显示。

优选的，所述监测单元还包括流量计，所述流量计设置于供水管内部。

优选的，每一所述恒温供水系统内的电子设备均拥有唯一性的设备ID号。所述电子设备为恒温装置、电磁阀及监测单元内的所有设备。

本实用新型的有益效果：

一、通过流量计、入水测温元件、出水测温元件以及提前预埋在混凝土中的混凝土测温元件定时检测混凝土和供回水管道的温度，并经由控制终端进行数据采集传输到云平台中，利用云平台预设的阈值规则通过控制终端自动调节冷却水温度和调整电磁阀开度控制冷却水流量，进而控制大体积混凝土温度变化速率，提高温控装置智能和信息化程度，可实现远程监控大体积混凝土温度。

二、混凝土内部可设置多层冷却水管，控制终端通过电子设备的设备ID号，独立控制不同冷却水管的恒温供水系统进行温度和流量调节，为每一层冷却水管提供不同温度和不同流量的冷却水，有的放矢地有效控制大体积混凝土内各层温差。

三、装置中的冷却水由储水箱流出，依次流经水泵、储水管、供水管、冷却水管、回水管后再流入储水箱中，实现装置内冷却水的动态水循环。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种大体积混凝土智能温控装置的总体结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的温度数据采集及控制终端架构框图；

其中，1为储水箱、2为水泵、3为储水管、4为恒温装置、5为电磁阀、6为流量计、7为供水管、8为入水测温元件、9为控制终端、10为云平台、11为混凝土测温元件、12为冷却水管、13为出水测温元件、14为大体积混凝土、15为回水管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

参见图1-2，本实施例中一种大体积混凝土智能温控装置，包括供水模块、控制模块、至少一个恒温供水系统、回水管15；

本实施例中的恒温供水系统包括恒温供水单元、监测单元；所述恒温供水单元包括供水管7、恒温装置4、冷却水管12；所述供水管7的进水端与所述供水模块连接，出水端依次连接有恒温装置4和冷却水管12的进水口；所述冷却水管12的出水口与回水管15的进水口连接，所述回水管15的出水口与所述供水模块连接。

本实施例中的监测单元包括设置于供水管7内的入水测温元件8、设置于冷却水管12出水口的出水测温元件13和预埋在大体积混凝土14中的混凝土测温元件11；所述恒温装置4和监测单元均与控制模块电连接，控制模块接收监测单元数据并控制恒温装置4调节温度。

本实施例中的不同恒温供水单元的供水管7与所述供水模块独立连接；不同恒温供水单元的冷却水管12在大体积混凝土14中分层设置；每一个恒温供水单元的冷却水管12的出水口均与所述回水管15的进水口连接。其中，供水模块包括储水箱1、水泵2和储水管3；所述水泵2的进水口与储水箱1连接，排水口与储水管3连接；储水管3管体上设置有多个三通接头，储水管可通过三通接头拼接延长，用以根据实际大体积混凝土14中冷却水管12的层数，设置相对应的三通阀门水出口，每一个三通接头与一个恒温供水单元的供水管7连接。所述回水管15的出水口与所述储水箱1连接。本实施例中的水泵2采用离心泵，用以维持供水管7道内流量和压力稳定无波动。

本实施例中的控制模块包括控制终端9和云平台10；云平台10与控制终端9通信连接，控制终端9与至少一个恒温供水系统电连接。

本实施例中的控制终端9包括PLC控制器、警报单元、人机交互单元、RS485总线接口和电源单元；人机交互单元采用组态工控屏。PLC控制器、警报单元和组态工控屏均与电源单元电连接；警报单元、组态工控屏和RS485总线接口均与PLC控制器电连接；恒温装置4和监测单元均与RS485总线接口电连接。

本实施例中的恒温供水系统还包括电磁阀5，电磁阀5与RS485总线接口电连接；电磁阀5设置在供水管7上，用以控制供水管7内供水流量。

本实施例中的恒温装置4包括温度传感器和温度控制器，温度传感器与温度控制器电连接，温度传感器和温度控制器均与RS485总线接口电连接，用以将水温控制在控制终端9预设温度。温度控制器为自动加热及冷却设备。

本实施例中的监测单元还包括流量计6，流量计6设置于供水管7内部，实时获取冷却水流量传输到控制终端9，并由控制终端9上传到平台，平台再将出水流量与设定冷却水流量值比较，根据比较结果灵活控制伺服阀的开度调节流量，实现闭环控制。

本实施例中的恒温供水系统内的电子设备均拥有用于独立控制的设备ID号，设备ID号具有唯一性，电子设备为恒温装置4、电磁阀5及监测单元内的所有设备。控制终端9通过RS485总线利用设备ID号与电子设备进行数据读写和控制，用以为每一层冷却水管12提供不同温度和不同流量的冷却水，有效控制大体积混凝土14内各层温差。

本实施例中的大体积混凝土14内部测温元件位置的设置遵循以下原则：选取大体积混凝土凝土1/4区域，沿大体积混凝土1/2短轴布置若干测温元件，大体积混凝土1/2长轴布置若干测温元件，沿大体积混凝土1/2对角线可选择性布置若干测温元件。

本实施例中的冷却水管12需提前预埋至大体积混凝土14内，当大体积混凝土14厚度较厚时，可铺设多层冷却水管12，冷却水管12上下层采用网格状纵横交错方式，层与层之间间距1-1.5m。其中，冷却水管12采用S型或W型或M型布置，一般采用铁皮管或声测管接头，采用焊接或挤压接头，并在接头处采用胶带密封，防止浇筑过程中水泥浆堵塞冷却水管12。

本实施例中，根据大体积混凝土14内部的温度分布特性，冷却水的进水口设置在中部区域，使得温度较高的区域得到温度较低的冷却水，同时每层设置两个出水口，出水口设置在大体积混凝土14的两侧边缘，这样的设置提高了整个大体积混凝土14的降温速率，从而使得降温效果更佳。

本实施例中的云平台10用户可通过手机端或电脑端对装置进行远程可视化操作，实现远程监控。

本实施例在使用时，先在云平台10设置阈值规则，并开启水泵2，由储水箱1向储水管3供水，储水管3根据大体积混凝土14控温所需的冷却水管12层数后给大体积混凝土14供水，控制终端9定时采集各测温元件的温度值和流量计6的出水流量，当超限发生时，云平台10自动推送预警信息至各个用户，并通过控制终端9现场警告提醒，云平台10根据预设温度阈值规则和冷却水流量值，自动启动恒温装置4调节供水管7内冷却水温度和控制电磁阀5的开度调节流量。当控制终端9离线时，控制终端9可使用云平台10提前下发并储存的阈值规则，或通过控制终端9配置本地阈值规则，实现离线时本地实时控制与阈值超限报警。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大体积混凝土智能温控装置，包括供水模块、控制模块，其特征在于，包括至少一个恒温供水系统、回水管；

所述恒温供水系统包括恒温供水单元、监测单元；所述恒温供水单元包括供水管、恒温装置、冷却水管；所述供水管的进水端与所述供水模块连接，出水端依次连接有恒温装置和冷却水管的进水口；所述冷却水管的出水口与回水管的进水口连接，所述回水管的出水口与所述供水模块连接；所述冷却水管设置在大体积混凝土中；

所述监测单元包括设置于供水管内的入水测温元件、设置于冷却水管出水口的出水测温元件和预埋在大体积混凝土中的混凝土测温元件；所述恒温装置和监测单元均与控制模块电连接，控制模块接收监测单元数据并控制恒温装置调节温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，不同恒温供水单元的供水管与所述供水模块独立连接；不同恒温供水单元的冷却水管在大体积混凝土中分层设置；每一个恒温供水单元的冷却水管的出水口均与所述回水管的进水口连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述供水模块包括储水箱、水泵和储水管；所述水泵的进水口与储水箱连接，排水口与储水管连接；所述储水管与多个恒温供水单元的供水管连接；所述回水管的出水口与所述储水箱连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括控制终端和云平台；所述云平台与控制终端通信连接，所述控制终端与所述至少一个恒温供水系统的监测单元及恒温装置电连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制终端包括PLC控制器、警报单元、人机交互单元、RS485总线接口和电源单元；所述PLC控制器、警报单元和人机交互单元均与电源单元电连接；所述警报单元、人机交互单元和RS485总线接口均与PLC控制器电连接；所述恒温装置和监测单元均与RS485总线接口电连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒温供水系统还包括电磁阀，所述电磁阀设置在供水管上，与RS485总线接口电连接，通过PLC控制器控制所述供水管内供水流量。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒温装置包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与温度控制器电连接，所述温度传感器和温度控制器均与RS485总线接口电连接，用以将水温控制在控制终端预设温度。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述人机交互单元为组态工控屏，组态工控屏提供操作界面及信息显示。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监测单元还包括流量计，所述流量计设置于供水管内部。

10.根据权利要求1～9任一项所述的装置，其特征在于，每一所述恒温供水系统内的电子设备均拥有唯一性的设备ID号。