一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及混凝土养护领域，尤其是涉及一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法。

背景技术

水泥加水拌合后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆，同时产生水化反应，随着水化反应的进行，逐渐失去流动能力到达“初凝”。待完全失去可塑性，开始产生结构强度时，即为“终凝”。随着水化、凝结的继续，浆体逐渐转变为具有一定强度的坚硬固体水泥石，即为硬化。水泥水化热是造成混凝土高温开裂的重要原因，在混凝土的硬化过程中，由于水泥等胶凝材料的水化反应会产生大量的热量，使混凝土内部的温度升高。保证大体积混凝土在凝固过程中合理的温度，需要对其进行冷却。

另一方面后期混凝土夏季存在温度过高，冬季存在温度过低的结冰的风险，因此保证其合理的温度至关重要。并且混凝土是一种导热性能较好的导体可以作为集热器使用，夏季和冬季可以实现能量收集。因此合理的利用大体积混凝土的优势，既可以实现对其养护，又可以实现能量的高效利用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于混凝土冷却及养护的系统及其使用方法，结合地热能稳定清洁且具有储能特性的优点，设计了一种用于混凝土冷却及养护的地源热泵系统，既保证初期大体积混凝土良好的散热又可高效综合的利用能源，实现大体积混凝土养护的同时节约能源。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于混凝土冷却及养护的系统，该系统包括：地源热泵系统和混凝土集成系统，所述地源热泵系统与混凝土集成系统通过换热器换热连接，

所述换热器内设有第一换热侧和第二换热侧，且所述换热器的第一换热侧进口或出口处设有换热器开关阀，

其中，所述地源热泵系统包括地埋换热器，所述地埋换热器与第一换热侧循环连通，所述地埋换热器内部存有介质，所述地埋换热器的两端连有介质流出管与介质流入管，并通过介质流出管和介质流入管与第一换热侧循环连通，且介质流出管上设有介质泵以及第一换热侧阀门；

所述地源热泵系统还包括具有第一地源热泵换热侧和第二地源热泵换热侧的地源热泵以及并列连通于介质流出管和介质流入管之间的第一地源热泵换热支路与第二地源热泵换热支路，所述第一地源热泵换热侧通过第一地源热泵换热支路与地埋换热器循环连通，通过第二地源热泵换热支路与换热器循环连通，且所述第一地源热泵换热支路上设有地源热泵开关阀；

所述地源热泵系统还包括连通于地源热泵的第二地源热泵换热支路进出口管之间的用户换热支路，以及设于用户换热支路上的用户端和用户端开关阀

所述混凝土集成系统包括大体积混凝土以及与第二换热侧循环连通的设于大体积混凝土内部的换热管。

进一步的，所述换热器包括管式换热器、板式换热器、热管换热器中的一种。

进一步的，所述地埋换热器包括：蜿蜒埋设于地下的管道、水平埋设于地下的管道或换热片中的一种或多种。

进一步的，所述混凝土集成系统还包括设于大体积混凝土与换热器间的储水箱。

进一步的，所述混凝土集成系统中还包括设于大体积混凝土与储水箱间的第一水泵。

进一步的，所述用户换热支路上还设有循环水泵。

一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行常规养护时，需要冷量或热量需求较小，此时，打开所述第一换热侧阀门，地埋换热器内部介质通过介质流出管和介质流入管与换热器的第一换热侧循环连通，并通过换热器与混凝土集成系统进行换热。

一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行深度养护时，需要冷量或热量需求较大，此时地埋换热器工作，地源热泵工作，关闭第一换热侧阀门，打开地源热泵开关阀，地埋换热器内部介质通过第一地源热泵换热支路与地源热泵进行换热，后地源热泵通过第二地源热泵换热支路与换热器进行换热，再通过换热器对混凝土集成系统进行换热。

一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要普通换热时，需要冷量或热量需求较小，此时换热器不工作，地埋换热器工作，关闭换热器开关阀以及地源热泵开关阀，打开第一换热侧阀门以及用户端开关阀，地埋换热器内部介质通过介质流出管、用户换热支路与用户端换热，换热后介质经由介质流入管流回地埋换热器。

一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要深度换热时，需要冷量或热量需求较大，此时换热器不工作，地源热泵工作，地埋换热器工作，关闭换热器开关阀以及第一换热侧阀门，打开地源热泵开关阀以及用户端开关阀，地埋换热器内部介质通过第一地源热泵换热支路与地埋换热器进行换热，后地源热泵通过第二地源热泵换热支路与用户端进行换热。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明实用性强，节能环保，通过地源热泵系统对大体积混凝土进行前期冷却和后期养护，首先解决了大体积混凝土初期凝固放热导致混凝土温度高的问题；然后通过地热在夏季储存热能，一方面可以用于用户端使用，另一方面实现能量的储存保证混凝土温度维持在合理温度范围，实现对其夏季养护；最后冬季通过地热对混凝土进行供热保证混凝土温度不过低，有需要的情况防止其结冰，并且可将夏季储存热量用于用户终端。总体来说既实现大体积混凝土初期散热的需要又实现其后期的养护，且实现了清洁能源的高效利用。

附图说明

图1为本发明一种用于混凝土冷却及养护的系统的原理图；

图2为本发明一种用于混凝土冷却及养护的系统的大体积混凝土以及换热管位置关系图；

图中附图说明：

地埋换热器1、大体积混凝土2、介质泵3、换热器4、储水箱5、第一水泵6、换热管7、地源热泵8、用户端9、介质泵开关阀10、地源热泵开关阀11、第一换热侧阀门12、循环水泵13、介质流出管E1、介质流入管E2、换热器开关阀A1、第一阀门组B1、B2、第三阀门C1、用户端开关阀D、第一地源热泵换热支路F1、第二地源热泵换热支路F2、介质流入开关阀14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

以下实施例以本发明上述技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下是更加详细的实施案例，通过以下实施案例进一步说明本发明的技术方案以及所能够获得的技术效果。

以下各实施例中，如无特别说明的原料试剂或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售产品或常规处理技术。

实施例

本实施例提供一种用于混凝土冷却及养护的系统，如图1所示，该系统包括：地源热泵系统和混凝土集成系统，地源热泵系统与混凝土集成系统通过换热器4相连，

其中，换热器4内设有第一换热侧和第二换热侧，且换热器4的第一换热侧出口处设有换热器开关阀A1，

其中，地源热泵系统包括地埋换热器1，地埋换热器1与第一换热侧循环连通，地埋换热器1内部存有介质，地埋换热器1的两端连有介质流出管E1与介质流入管E2，并通过介质流出管E1和介质流入管E2与第一换热侧循环连通，且介质流出管E1上设有介质泵3以及第一换热侧阀门12，

本实施例中，在介质泵泵口处还设有介质泵开关阀10，

本实施例中，地源热泵系统还包括具有第一地源热泵换热侧和第二地源热泵换热侧的地源热泵8以及并列连通于介质流出管E1和介质流入管E2之间的第一地源热泵换热支路F1与第二地源热泵换热支路F2，第一地源热泵换热侧通过第一地源热泵换热支路F1与地埋换热器1循环连通，通过第二地源热泵换热支路F2与换热器4循环连通，且第一地源热泵换热支路F1上设有地源热泵开关阀11；

本实施例中，地源热泵系统还包括连通于地源热泵8的第二地源热泵换热支路F2进出口管之间的用户换热支路，以及设于用户换热支路上的用户端9和用户端开关阀D，

本实施例中，第二地源热泵换热支路F2与用户换热支路之间还设有第二阀门C1；

本实施例中，换热器4与用户换热支路并联管道处还设有第一阀门组B1和B2；

本实施例中，混凝土集成系统包括大体积混凝土2以及与第二换热侧循环连通的设于大体积混凝土2内部的换热管7。

本实施例中，换热器4为板式换热器。

本实施例中，地埋换热器1为蜿蜒埋设于地下的管道。

本实施例中，混凝土集成系统还包括设于大体积混凝土2与换热器4间的储水箱5，换热管内部的水可以储存在储水箱5中。

本实施例中，混凝土集成系统中还包括设于大体积混凝土2与储水箱5间的第一水泵6。

本实施例中，用户换热支路上还设有循环水泵13。

本实施例中，由于地埋换热器1和换热器4之间是通路，管道流动由于泵的作用和质量守恒，管路之间不会串水，但可能会有波动，故在介质流入管E2通路设置一介质流入开关阀14。

实施例2

本实施例提供一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行常规养护时，需要冷量或热量需求较小，此时第一换热侧与第二换热侧通过换热器4进行换热，地埋换热器1中的循环水与混凝土集成系统通过换热器4直接换热，降低或提高大体积混凝土2的温度，热量或冷量经循环水储存于地下，

此时，打开介质泵开关阀10、第一换热侧阀门12、换热器开关阀A1、介质流入开关阀14以及介质泵3，其他阀门均关闭，此时地埋换热器1内部介质通过介质流出管E1和介质流入管E2与换热器4的第一换热侧循环连通，并与混凝土集成系统进行换热。

实施例3

本实施例提供一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当对混凝土进行深度养护时，需要冷量或热量需求较大，此时地埋换热器1工作，地源热泵8工作，地埋换热器1中高温循环水通过地源热泵8使循环水温度进一步降低或增加，与大体积混凝土2通过换热器4进行换热，从而降低或提升大体积混凝土2的温度，热量或冷量经循环水储存于地下，

关闭第一换热侧阀门12、介质流入开关阀14，打开介质泵开关阀10、地源热泵开关阀11、第二阀门C1、第一阀门组B1和B2以及换热器开关阀A1，地埋换热器1内部介质通过第一地源热泵换热支路F1进行深度换热，后通过第二地源热泵换热支路F2与混凝土集成系统通过换热器4进行深度换热。

实施例4

本实施例提供一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要普通换热时，需要冷量或热量需求较小，此时换热器4不工作，地源热泵8不工作，地埋换热器1中的高温循环水直接为用户端供暖，

关闭换热器开关阀A1以及地源热泵开关阀11，打开介质泵开关阀10、第一换热侧阀门12、介质流入开关阀14、用户端开关阀D、第一阀门组B1和B2，地埋换热器1内部介质通过介质流出管E1、用户换热支路与用户端换热，换热后介质经由介质流入管E2流回地埋换热器1。

实施例5

本实施例提供一种用于混凝土冷却及养护的系统的使用方法，当用户端需要深度换热时，需要冷量或热量需求较大，此时换热器4不工作，地源热泵8工作，地埋换热器1中的高温循环水经地源热泵8与用户端9换热，从而实现用户端的供暖需求，

关闭换热器开关阀A1以及第一换热侧阀门12，打开介质泵开关阀10、地源热泵开关阀11、用户端开关阀D以及第二阀门C1，其他阀门关闭，地埋换热器1内部介质通过第一地源热泵换热支路F1进行深度换热，后通过第二地源热泵换热支路F2与用户端9进行深度换热。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。