JP7795161B2 - Concrete temperature control system and temperature control method - Google Patents
Concrete temperature control system and temperature control methodInfo
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Description
本発明は、コンクリートの温度管理システムと温度管理方法に関する。 The present invention relates to a temperature control system and a temperature control method for concrete.
山岳トンネルの施工においては、所定延長の掘削とずり出しを行った後、造成されたトンネルの側面や切羽を含む壁面に対してコンクリートの一次吹付け(一次吹き)を行い、鋼製支保工の建て込みを行い、二次吹付け(二次吹き)を行った後、必要に応じてロックボルトを打設する一連の施工サイクルが実施される。山岳トンネルの施工現場では、吹付けコンクリートの製造を行うコンクリートプラント(バッチャープラント)が構築され、コンクリートプラントにて製造されたコンクリートがミキサー車に搭載され、坑内にコンクリートが搬送された後に、トンネル壁面に対して吹付け施工される。
ところで、生コンクリートの製造においてはその温度管理が極めて重要であり、吹付けコンクリートの品質に大きな影響を与える。例えば、生コンクリートの温度が高すぎると、水和反応が早くなって長期強度が低下し易くなり、硬化時の温度が高いことに依拠して、外気による急激な温度低下の際にはひび割れが生じ易くなる。
山岳トンネルの施工は一般に年単位で行われることから、夏季と冬季といった外気温度が大きく異なる条件下において吹付けコンクリートの施工が行われる。山岳トンネルにおけるコンクリートプラントでは、生コンクリートの製造時に使用する水を現地にて調達するが、現地の水の水温は外気温度に応じて変化し、冬季の0℃乃至数℃程度から、夏季の50℃程度と、季節により水温には大きな分布がある。一方、生コンクリートの製造においては、上記するようにコンクリートの品質の観点から、練り上がり時の温度を年間を通じてある程度均一な温度(例えば25℃程度)となるように管理する必要がある。
In the construction of mountain tunnels, after the specified length of excavation and excavation, a series of construction cycles are carried out, including the primary spraying of concrete onto the walls of the constructed tunnel, including the sides and face, erecting steel supports, the secondary spraying, and then driving rock bolts as necessary.At the mountain tunnel construction site, a concrete plant (batcher plant) is built to manufacture the sprayed concrete, and the concrete manufactured in the concrete plant is loaded onto a mixer truck, transported into the tunnel, and then sprayed onto the tunnel walls.
Temperature control is extremely important in the production of ready-mixed concrete, and has a significant impact on the quality of shotcrete. For example, if the temperature of ready-mixed concrete is too high, the hydration reaction will accelerate, leading to a decrease in long-term strength, and because the temperature during hardening is high, cracks will easily occur if the temperature drops suddenly due to the outside air.
Since mountain tunnel construction is generally carried out on an annual basis, shotcrete is applied under conditions where the outside air temperature varies greatly between summer and winter. At concrete plants for mountain tunnels, water used in the production of ready-mixed concrete is procured on-site. However, the temperature of the on-site water varies depending on the outside air temperature, ranging from 0°C to a few degrees Celsius in winter to around 50°C in summer, resulting in a large variation in water temperature depending on the season. Meanwhile, in the production of ready-mixed concrete, from the viewpoint of concrete quality as mentioned above, it is necessary to control the temperature of the mixed concrete to a fairly uniform temperature (for example, around 25°C) throughout the year.
生コンクリートは、粗骨材や細骨材、セメント、水(練り混ぜ水)、及び混和剤といった各種材料をミキサーにて混練することにより製造されるため、製造される生コンクリートの温度管理において、その材料である練り混ぜ水と、セメント等のその他材料(練り混ぜ水以外の材料)の各温度管理は、コンクリートの練り上がり時の温度に大きな影響を与える。
粗骨材や細骨材といった骨材の温度管理に関し、山岳トンネル現場にて構築されるコンクリートプラントにおいては、骨材の温度を一定に保つだけの大容量の骨材ビンを設置することは極めて難しく、従って、日々入荷される骨材をそのままの状態で生コンクリートの製造に使用するのが一般的である。そして、骨材の温度に関しても外気温度の影響を多分に受けることから、夏季においては温度の高い骨材を使用することになり、冬季においては温度の低い骨材を使用することになる。
Ready-mixed concrete is produced by mixing various materials such as coarse aggregate, fine aggregate, cement, water (mixing water), and admixtures in a mixer. Therefore, when controlling the temperature of the ready-mixed concrete, the temperature control of the mixing water, which is one of the materials, and other materials such as cement (materials other than mixing water) has a significant impact on the temperature of the concrete when it is mixed.
Regarding temperature control of aggregates such as coarse aggregate and fine aggregate, it is extremely difficult to install large-capacity aggregate bins that can maintain a constant aggregate temperature in concrete plants constructed at mountain tunnel sites, so it is common to use the aggregate that arrives daily as is in the production of ready-mix concrete. Furthermore, since the temperature of the aggregate is also greatly affected by the outside air temperature, high-temperature aggregate is used in the summer and low-temperature aggregate is used in the winter.
そこで、山岳トンネルのコンクリートプラントでも温度制御が可能な練り混ぜ水の水温を調整することにより、製造される生コンクリートの温度を所望に調整することが現実的な方策となる。例えば、冬季においては、ボイラーを用いて練り混ぜ水を加温し、製造される生コンクリートの温度を昇温させる対策が行われているが、ボイラーを用いた練り混ぜ水の温度調整では、石油燃料を用いることから現場における燃料管理が必要になり、凍結防止の観点から絶えずボイラーを稼働させるために安全管理も必要になり、さらには、ボイラーの稼働によって二酸化炭素が排出されることから環境影響負荷の問題もある。
さらに、冬季においては、上記するように様々な課題を内包しながらもボイラーによる練り混ぜ水の加温を行うことができる一方で、夏季においては、練り混ぜ水の水温を低下させる具体的な方策がなく、夏季においては練り混ぜ水の温度調整ができないといった課題がある。そのため、夏季においては、高温状態の練り混ぜ水とその他材料を用いてコンクリートを製造することになり、コンクリートの練り上がり温度が自ずと高くならざるを得ないのが現状である。
Therefore, a realistic solution is to adjust the temperature of the mixing water, which can be temperature-controlled even in mountain tunnel concrete plants, to adjust the temperature of the ready-mixed concrete to the desired level. For example, in winter, a measure is taken to heat the mixing water using a boiler to raise the temperature of the ready-mixed concrete to be produced, but adjusting the temperature of the mixing water using a boiler requires on-site fuel management because it uses petroleum fuel, and safety management is also required to run the boiler constantly to prevent freezing, and further, there is the problem of environmental impact because carbon dioxide is emitted when the boiler is running.
Furthermore, while in winter, it is possible to heat the mixing water using a boiler, despite the various issues mentioned above, in summer, there is no specific measure to lower the temperature of the mixing water, and there is a problem that the temperature of the mixing water cannot be adjusted in summer. Therefore, in summer, concrete is produced using mixing water and other materials at a high temperature, and the temperature of the concrete when mixed is inevitably high.
以上のことから、ボイラーを使用せず、練り混ぜ水の水温を冬季においては所望に昇温でき、夏季においては所望に降温できることにより、製造されるコンクリートの練り上がり温度を目標温度に調整することを可能とした、コンクリートの温度管理システムと温度管理方法が望まれる。 For these reasons, there is a need for a concrete temperature control system and method that can adjust the temperature of the mixed water to a target temperature by raising it as desired in winter and lowering it as desired in summer without using a boiler.
ここで、特許文献1には、コンクリートの練り上がり温度制御システムが提案されている。このコンクリートの練り上がり温度制御システムは、コンクリートの各種材料の温度を測定し、測定した材料の温度を参考にコンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための各種材料の熱容量値を求め、熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いて、練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、材料の加温あるいは冷却によりコンクリートの練り混ぜ温度の制御を行う温度制御システムである。 Patent Document 1 proposes a concrete mixing temperature control system. This concrete mixing temperature control system measures the temperatures of various concrete materials, calculates the heat capacity values of the various materials based on the measured material temperatures to set the concrete mixing temperature within a target range, and uses a formula to estimate the mixing temperature from the heat capacity values to set the heating or cooling temperatures of the mixing water and aggregate, thereby controlling the concrete mixing temperature by heating or cooling the materials.
一方、非特許文献1には、温度調整機能付きコンクリートプラントが提案されている。この温度調整機能付きコンクリートプラントは、セメントの温度管理を実施することでコンクリートの練上り温度の予測精度が向上するとの思想の下で、セメント温度を測定するセンサの測定位置を変更したり、数量を増設するなどして適正な温度を把握して練上り温度の予測精度を向上させ、さらに、セメントサイロおよび引抜きコンベアの保温対策などを実施して、セメント温度の変化を低減させるものである。 Meanwhile, Non-Patent Document 1 proposes a concrete plant with temperature control functions. This concrete plant with temperature control functions is based on the idea that managing the temperature of cement will improve the accuracy of predicting the temperature of the finished concrete. By changing the measurement position of the sensors that measure the cement temperature or by increasing the number of sensors installed, the plant can grasp the appropriate temperature and improve the accuracy of predicting the temperature of the finished concrete. Furthermore, by implementing measures such as heat insulation for the cement silo and extraction conveyor, changes in the cement temperature are reduced.
特許文献1に記載のコンクリートの練り上がり温度制御システムでは、骨材の加温を必須とすることから、上記するように、実際に山岳トンネル現場にて構築されるコンクリートプラントにおける骨材の加温が難しいといった課題をそのまま内包している。さらに、材料の加温あるいは冷却によりコンクリートの練り混ぜ温度の制御を行うとするものの、例えば練り混ぜ水を冷却する具体的な手段の開示はない。また、非特許文献1に記載の温度調整機能付きコンクリートプラントでは、セメント温度を測定するセンサの測定位置や数量に重点を置くものの、練り混ぜ水の水温を冬季と夏季の双方で所望に調整するための具体的な手段の開示はない。 The concrete mixing temperature control system described in Patent Document 1 requires the heating of aggregate, and as such, as mentioned above, presents the inherent problem of the difficulty of heating aggregate in concrete plants actually constructed at mountain tunnel sites. Furthermore, while it claims to control the concrete mixing temperature by heating or cooling the materials, it does not disclose specific means for cooling the mixing water, for example. Furthermore, the concrete plant with temperature control function described in Non-Patent Document 1 focuses on the measurement location and number of sensors that measure cement temperature, but does not disclose specific means for adjusting the temperature of the mixing water as desired in both winter and summer.
本発明は、ボイラーを使用せず、練り混ぜ水の水温を冬季と夏季を含む通年において所望の水温に調整することにより、コンクリートの製造時の温度を目標温度に調整することを可能とした、コンクリートの温度管理システムと温度管理方法を提供することを目的としている。 The objective of the present invention is to provide a concrete temperature control system and method that makes it possible to adjust the temperature of concrete during production to a target temperature by adjusting the temperature of mixing water to a desired temperature throughout the year, including winter and summer, without using a boiler.
前記目的を達成すべく、本発明によるコンクリートの温度管理システムの一態様は、
コンクリートを製造する際の材料である、練り混ぜ水の温度を測定し、該練り混ぜ水以外のその他材料の温度を測定もしくは近傍の測定温度と同様であると仮定し、製造されるコンクリートの温度が目標温度となるように管理する、コンクリートの温度管理システムであって、
冷水もしくは温水である、冷温水が収容される、水槽Aと、
常温水が収容される、水槽Bと、
熱源水が収容される、水槽Cと、
前記水槽Aと前記水槽Bから、前記冷温水と前記常温水が供給されて前記練り混ぜ水が生成される、計量槽と、
前記練り混ぜ水と前記その他材料を収容して混練する、ミキサーと、
前記水槽Aと前記水槽Cとの間に介在して、前記冷温水と前記熱源水との間の熱交換を行うことにより該冷温水の温度を調整する、熱交換器及びヒートポンプと、
前記冷温水と、前記常温水と、前記練り混ぜ水と、製造されたコンクリートのそれぞれの温度を直接的もしくは間接的に計測する複数の温度センサと、
前記目標温度が格納され、複数の前記温度センサによる計測データが取り込まれ、該計測データと該目標温度とに基づいて、該目標温度を実現するための目標水温を備えた前記練り混ぜ水を生成する制御を実行する、制御装置と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the concrete temperature control system according to the present invention is to
A concrete temperature control system that measures the temperature of mixing water, which is a material used in producing concrete, measures the temperatures of other materials other than the mixing water, or assumes that the temperatures are similar to the nearby measured temperatures, and controls the temperature of the concrete to be produced to a target temperature.
a water tank A containing cold or hot water;
a water tank B containing room temperature water;
a water tank C containing heat source water;
a measuring tank into which the cold/hot water and the room temperature water are supplied from the water tank A and the water tank B to generate the mixing water;
a mixer that accommodates and kneads the mixing water and the other materials;
a heat exchanger and a heat pump interposed between the water tank A and the water tank C, which adjusts the temperature of the cold/hot water by exchanging heat between the cold/hot water and the heat source water;
a plurality of temperature sensors that directly or indirectly measure the temperatures of the cold/hot water, the room temperature water, the mixing water, and the manufactured concrete;
and a control device that stores the target temperature, takes in measurement data from the plurality of temperature sensors, and executes control to generate the mixing water having a target water temperature for realizing the target temperature based on the measurement data and the target temperature.
本態様によれば、練り上がり時の温度が目標温度であるコンクリートを製造するための冷温水の水温調整を、熱交換器とヒートポンプを用いて実行することにより、ボイラーを使用することなく、施工現場にて調達した水を加温することができ、さらには冷却することもできることから、練り混ぜ水を、一年を通じてコンクリートの目標温度を実現するための目標水温に調整することが可能になる。従って、夏季は高温の現地水を利用しつつも冷水である練り混ぜ水を製造でき、冬季は低温の現地水を利用しつつも温水である練り混ぜ水を製造できる。本明細書では、水槽Aに収容されて、5℃乃至50℃程度と冷水から温水まで水温に幅のある水を「冷温水」とする。
また、練り混ぜ水以外のその他材料の温度は、測定もしくは近傍の測定温度と同様であると仮定するのみであり、その他材料の温度を加温等するものでないことから、大容量の骨材ビン等は不要である。その他材料は、一般にはコンクリートプラントの内部に収容されることから、コンクリートプラント内の室内温度を測定することにより、その他材料の温度を特定できるため、直接測定してもよいが、直接測定しなくても「近傍の測定温度と同様であると仮定」することで足りる。
According to this embodiment, by using a heat exchanger and a heat pump to adjust the temperature of the cold and hot water used to produce concrete whose temperature when mixed is the target temperature, it is possible to heat and even cool water procured at the construction site without using a boiler, making it possible to adjust the mixing water to a target water temperature to achieve the target concrete temperature throughout the year. Therefore, in the summer, cold mixing water can be produced using high-temperature local water, and in the winter, warm mixing water can be produced using low-temperature local water. In this specification, the water contained in water tank A and having a temperature range from cold to warm, approximately 5°C to 50°C, is referred to as "cold and hot water."
Furthermore, the temperatures of other materials other than the mixing water are merely assumed to be the same as measured or nearby measured temperatures, and the temperatures of other materials are not heated, so large-capacity aggregate bins, etc., are not required. As other materials are generally stored inside the concrete plant, the temperatures of other materials can be determined by measuring the indoor temperature inside the concrete plant, so direct measurement is acceptable, but even if direct measurement is not required, it is sufficient to "assume that the temperatures are the same as nearby measured temperatures."
また、「冷温水と、常温水と、練り混ぜ水と、製造されたコンクリートのそれぞれの温度を直接的もしくは間接的に計測する」とは、それぞれの温度を温度センサにて直接計測することの他に、例えば練り混ぜ水の温度を直接計測せず、冷温水や常温水の温度に基づいて練り混ぜ水の温度を算出すること(計測に代わり、算出したり、他の温度から同定すること)等を含む意味である。
本発明者等によれば、計量槽に供給する前に冷温水と常温水の双方の温度を安定化させ、それぞれの供給量を加味して算定した練り混ぜ水の温度と、実際の練り混ぜ水の温度との間に誤差が殆どないことが実証されており、この経験則に基づき、練り混ぜ水の温度を間接的に特定する形態を含むものとする。また、練り混ぜ水を目標水温とするために、冷温水と常温水の双方の供給量(重量)を算出して計量槽に供給する場合は、計量槽において生成される練り混ぜ水は自ずと目標水温もしくはその近傍温度になることから、計量槽における練り混ぜ水の直接的な温度計測は不要になる。このように、計量槽における温度センサを不要にしてシステムの製作コストを低減してもよいし、計量槽においても実際に練り混ぜ水の温度を温度センサにて計測してもよい。
Furthermore, "directly or indirectly measuring the temperatures of the cold/hot water, room temperature water, mixing water, and the produced concrete" means not only directly measuring each temperature with a temperature sensor, but also, for example, calculating the temperature of the mixing water based on the temperature of the cold/hot water or room temperature water without directly measuring the temperature of the mixing water (calculating instead of measuring, or identifying from other temperatures).
The inventors have demonstrated that there is almost no error between the temperature of the mixing water calculated by stabilizing the temperatures of both the cold/warm water and the room temperature water before supplying them to the metering tank and taking into account the amount of each water supplied, and the actual temperature of the mixing water; this includes a form in which the temperature of the mixing water is indirectly determined based on this rule of thumb. Furthermore, if the amounts (weights) of both the cold/warm water and the room temperature water to be supplied to the metering tank are calculated to bring the mixing water to a target water temperature, the mixing water produced in the metering tank will naturally be at or near the target water temperature, making it unnecessary to directly measure the temperature of the mixing water in the metering tank. In this way, the temperature sensor in the metering tank may be dispensed with, reducing the manufacturing costs of the system, or the temperature of the mixing water may actually be measured with a temperature sensor in the metering tank.
ヒートポンプは、圧縮により昇温し、膨張により降温する気体の性質を利用し、圧縮もしくは膨張の繰り返しにより、熱(量)を移動させる機器であることから、高温から低温への熱移動のみならず、低温から高温への熱移動も可能とした機器である。一方、熱交換器は、熱を移動させる器であり、プレート式熱交換器、シェル・チューブ式熱交換器、フィン・チューブ式熱交換器等、様々な形態がある。
本態様では、冷温水が収容される水槽Aと、熱源水が収容される水槽Cとの間に熱交換器とヒートポンプを配設する。例えば、1台のヒートポンプの左右に2台の熱交換器を配設する形態や、2台の並列配置のヒートポンプの左右に2台の熱交換器を配設する形態等が挙げられる。すなわち、温度調整する冷温水の量とヒートポンプの性能に応じて、ヒートポンプの基数を複数台使用してもよい。
A heat pump is a device that transfers heat (quantity) by repeatedly compressing or expanding gas, making use of its properties of increasing temperature through compression and decreasing temperature through expansion. This makes it possible to transfer heat not only from high temperature to low temperature, but also from low temperature to high temperature. On the other hand, a heat exchanger is a device that transfers heat, and there are various types such as plate heat exchangers, shell-and-tube heat exchangers, and fin-and-tube heat exchangers.
In this embodiment, a heat exchanger and a heat pump are disposed between a water tank A containing hot and cold water and a water tank C containing heat source water. For example, two heat exchangers may be disposed on either side of one heat pump, or two heat exchangers may be disposed on either side of two heat pumps arranged in parallel. In other words, multiple heat pumps may be used depending on the amount of hot and cold water to be temperature-adjusted and the performance of the heat pumps.
冷温水や熱源水は、例えば現地における川水や井戸水等であり、水槽Aに収容される冷温水は、季節ごとの外気温により例えば5℃乃至50℃程度の範囲で大きく変動する。そこで、ヒートポンプを稼働させることにより、夏季においては、水槽Aに収容される冷温水から熱を奪って水槽Cに収容される熱源水に移動させ、冷温水の温度を降温させることができ、冬季においては、水槽Cに収容される熱源水から熱を奪って水槽Aに収容される冷温水に移動させ、冷温水の温度を昇温させることができる。 The chilled/hot water and heat source water are, for example, river water or well water on-site, and the temperature of the chilled/hot water stored in Tank A fluctuates greatly, for example, within a range of approximately 5°C to 50°C, depending on the outdoor air temperature depending on the season. Therefore, by operating the heat pump, in the summer, heat is removed from the chilled/hot water stored in Tank A and transferred to the heat source water stored in Tank C, thereby lowering the temperature of the chilled/hot water. In the winter, heat is removed from the heat source water stored in Tank C and transferred to the chilled/hot water stored in Tank A, thereby raising the temperature of the chilled/hot water.
温度調整された冷温水を収容する水槽Aと、常温水が収容されている水槽Bからそれぞれ、冷温水と常温水が計量槽に供給され、計量槽において冷温水と常温水からなる練り混ぜ水が生成される。ここで、水槽Bに収容されている常温水も、冷温水や熱源水と同様に現地の水である。すなわち、「常温水」といっても、季節ごとの外気温により例えば5℃乃至50℃程度の範囲で大きく変動することに変わりはない。 Water tank A, which contains temperature-adjusted cold/hot water, and water tank B, which contains room-temperature water, supply cold/hot water and room-temperature water to a metering tank, where mixed water consisting of cold/hot water and room-temperature water is produced. Here, the room-temperature water contained in water tank B is also local water, just like the cold/hot water and heat source water. In other words, even though it is called "room-temperature water," the temperature still fluctuates greatly, for example, within a range of around 5°C to 50°C, depending on the outside temperature depending on the season.
計量槽における練り混ぜ水の生成においては、例えば、供給される冷温水と常温水のそれぞれの温度と供給量により、練り混ぜ水の水温が特定される。本態様では、最終的には双方の供給量の調整によって目標水温の練り混ぜ水を生成する場合に、常温水の温度を勘案して、冷温水の温度が設定され、設定された水温の冷温水となるように水槽Aと水槽Cの間で熱移動を実行する。 When producing mixed water in the metering tank, the temperature of the mixed water is determined, for example, by the respective temperatures and supply amounts of cold/hot water and room temperature water supplied. In this embodiment, when producing mixed water at a target water temperature by adjusting the supply amounts of both water, the temperature of the cold/hot water is set taking into account the temperature of the room temperature water, and heat is transferred between water tank A and water tank C to produce cold/hot water at the set water temperature.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様において、
前記熱交換器には、前記水槽Aに固有の熱交換器Aと、前記水槽Cに固有の熱交換器Cが含まれており、
前記水槽Aと前記熱交換器Aは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記水槽Cと前記熱交換器Cは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記熱交換器Aと前記熱交換器Cの間には前記ヒートポンプが介在しており、
前記熱交換器Aと前記ヒートポンプは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記熱交換器Cと前記ヒートポンプは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続されていることを特徴とする。
In another aspect of the temperature control system for concrete according to the present invention,
The heat exchangers include a heat exchanger A specific to the water tank A and a heat exchanger C specific to the water tank C,
The water tank A and the heat exchanger A are connected to circulate the liquid through a pipe having a circulation pump therebetween,
The water tank C and the heat exchanger C are connected to circulate the liquid through a pipe having a circulation pump interposed therebetween,
The heat pump is interposed between the heat exchanger A and the heat exchanger C,
The heat exchanger A and the heat pump are connected to circulate a liquid through a pipe having a circulation pump interposed therebetween,
The heat exchanger C and the heat pump are connected to circulate the liquid through a pipe having a circulation pump interposed therebetween.
本態様によれば、水槽Aと熱交換器Aの間の配管、水槽Cと熱交換器Cの間の配管、熱交換器Aとヒートポンプの間の配管、及び、熱交換器Cとヒートポンプの間の配管にそれぞれ、循環ポンプが介在し、各配管内で液体を循環させることにより、液体を介した速やかな熱移動を実現でき、冷温水の温度調整を効率的に行うことができる。ここで、液体には、現地の水(濁水処理された水を含む)の他に、クーラント液等であってもよい。 In this embodiment, circulation pumps are installed in the piping between water tank A and heat exchanger A, the piping between water tank C and heat exchanger C, the piping between heat exchanger A and the heat pump, and the piping between heat exchanger C and the heat pump. By circulating liquid within each piping, rapid heat transfer via the liquid can be achieved, allowing for efficient temperature adjustment of hot and cold water. The liquid can be local water (including treated water) or coolant liquid, etc.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様において、
前記計量槽の上方には、調整タンクが設けられ、
前記水槽Aと前記調整タンクは、循環ポンプが介在する配管を介して水を循環させるように接続され、
前記水槽Bには、循環ポンプが介在するとともに前記計量槽に通じる配管が接続され、該水槽Bと該配管の間で水を循環させるようになっており、
前記水槽Aと前記調整タンクの間で前記冷温水を循環させ、該冷温水の温度を安定させた後に前記計量槽に該冷温水が供給されるようになっており、
前記水槽Bと前記配管の間で前記常温水を循環させ、該常温水の温度を安定させた後に前記計量槽に該常温水が供給されるようになっていることを特徴とする。
In another aspect of the temperature control system for concrete according to the present invention,
An adjustment tank is provided above the measuring tank,
The water tank A and the adjusting tank are connected to circulate water through piping with a circulation pump interposed therebetween,
A circulation pump is interposed in the water tank B, and a pipe leading to the measuring tank is connected to the water tank B, so that water is circulated between the water tank B and the pipe.
The cold/hot water is circulated between the water tank A and the adjusting tank, and the temperature of the cold/hot water is stabilized before the cold/hot water is supplied to the metering tank.
The room temperature water is circulated between the water tank B and the piping, and the room temperature water is supplied to the measuring tank after the temperature of the room temperature water has been stabilized.
本態様によれば、計量槽の上方に調整タンクを設け、水槽Aと調整タンクの間で冷温水を循環させて温度が安定した冷温水を計量槽に供給すること、及び、水槽Bと計量槽に通じる配管の間で常温水を循環させて温度が安定した常温水を計量槽に供給することにより、目標水温の練り混ぜ水を高い精度で生成することが可能になる。また、調整タンクが計量槽の上方に配設されていることで、計量槽への冷温水の供給は冷温水の自重落下にて行うことができ、冷温水の供給に際して固有のポンプは不要になる。また、練り混ぜ水の生成においては、常温水に比べて冷温水の供給量が一般に多くなることから、計量槽への冷温水の自重落下による供給により、動力を不要としながら、冷温水の効率的な供給を実現できる。 In this embodiment, an adjustment tank is provided above the metering tank, and cold/hot water at a stable temperature is supplied to the metering tank by circulating cold/hot water between water tank A and the adjustment tank, and room temperature water is circulated between water tank B and the piping leading to the metering tank to supply room temperature water at a stable temperature to the metering tank. This makes it possible to produce mixed water at a target water temperature with high precision. Furthermore, by locating the adjustment tank above the metering tank, cold/hot water can be supplied to the metering tank by its own weight, eliminating the need for a dedicated pump for supplying cold/hot water. Furthermore, since the amount of cold/hot water supplied to the metering tank is generally greater than that of room temperature water, the amount of cold/hot water supplied to the metering tank by its own weight can be increased by using a larger amount of cold/hot water than room temperature water when producing mixed water. By supplying cold/hot water to the metering tank by its own weight, an efficient supply of cold/hot water can be achieved without the need for power.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様において、
前記制御装置は、
前記その他材料の温度に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの前記目標温度となるための前記練り混ぜ水の前記目標水温を算定し、
温度が調整された前記冷温水の温度に関する計測データと、温度が調整された前記常温水の温度に関する計測データを基準として、生成される前記練り混ぜ水の水温が前記目標水温となるように、前記計量槽に供給される前記冷温水と前記常温水のそれぞれの重量を算定することを特徴とする。
In another aspect of the temperature control system for concrete according to the present invention,
The control device
Calculating the target water temperature of the mixing water to achieve the target temperature of the concrete to be produced based on the measurement data regarding the temperatures of the other materials;
The method is characterized in that the weights of the cold/warm water and the room temperature water to be supplied to the measuring tank are calculated based on measurement data regarding the temperature of the cold/warm water whose temperature has been adjusted and measurement data regarding the temperature of the room temperature water whose temperature has been adjusted, so that the temperature of the kneaded water to be generated becomes the target water temperature.
本態様によれば、温度が調整された冷温水と常温水のそれぞれの温度に関する計測データを基準として、生成される練り混ぜ水の水温が目標温度のコンクリートを製造するための目標水温となるように、計量槽に供給される冷温水と常温水のそれぞれの重量を算定することにより、目標水温の練り混ぜ水を生成することができ、目標温度のコンクリートを製造することができる。 According to this aspect, the weights of the cold/hot water and room temperature water to be supplied to the measuring tank are calculated based on measurement data relating to the respective temperatures of the temperature-adjusted cold/hot water and room temperature water so that the temperature of the resulting mixing water will be the target water temperature for producing concrete at the target temperature. This makes it possible to produce mixing water at the target water temperature and produce concrete at the target temperature.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様において、
前記制御装置は、
製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、前記目標温度よりも高い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも該温度差分量だけ低めに設定してコンクリートを製造する制御を実行し、
製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、前記目標温度よりも低い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも該温度差分量だけ高めに設定してコンクリートを製造する制御を実行することを特徴とする。
In another aspect of the temperature control system for concrete according to the present invention,
The control device
If the temperature of the produced first batch of concrete is higher than the target temperature, a temperature difference amount is identified, and a control is executed to produce concrete by setting the target temperature of the second batch or the third batch of concrete to be lower than the initial target temperature by the temperature difference amount;
If the temperature of the first batch of concrete produced is lower than the target temperature, the temperature difference amount is identified, and the target temperature of the second or third batch of concrete is set higher than the initial target temperature by the temperature difference amount, and control is executed to produce concrete.
本態様によれば、製造されるコンクリートの温度と目標温度とを比較し、温度差分量がある場合に、特定された温度差分量だけ目標温度(設定温度)を変更するフィードバック制御を実行することにより、当初の目標温度のコンクリートを製造することができる。 According to this aspect, the temperature of the concrete to be produced is compared with the target temperature, and if there is a temperature difference, feedback control is performed to change the target temperature (set temperature) by the identified temperature difference, thereby making it possible to produce concrete at the original target temperature.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様において、
前記水槽Cに収容されている前記熱源水を使用する過程で、該熱源水の温度が当初の温度から所定温度変化した際に、該水槽Cから該熱源水を排水し、該水槽Cに対して新たな熱源水を供給するとともに、排水された該熱源水を前記ミキサーに提供して該ミキサーを水洗いすることを特徴とする。
In another aspect of the temperature control system for concrete according to the present invention,
When the temperature of the heat source water stored in the water tank C changes by a predetermined temperature from the initial temperature during the process of using the heat source water, the heat source water is drained from the water tank C, new heat source water is supplied to the water tank C, and the drained heat source water is supplied to the mixer to wash the mixer.
本態様によれば、使用過程で温度が高温もしくは低温になって熱源水としての機能を果たせなくなった熱源水を新たな熱源水と交換することにより、以降の練り混ぜ水の生成を継続できるとともに、使用済みの熱源水を排水することなく、ミキサーの水洗いに利用することで熱源水の有効利用を図ることができる。 In this embodiment, when the heat source water becomes too hot or too cold during use and can no longer function as heat source water, it can be replaced with new heat source water, allowing for continued production of mixing water. Furthermore, the used heat source water can be used to rinse the mixer without being drained, allowing for effective use of the heat source water.
また、本発明によるコンクリートの温度管理システムの他の態様は、
前記計量槽に供給される前記冷温水の量が、前記常温水の量よりも多くなる場合に対応可能に構成されており、
前記調整タンクと前記計量槽の間には、2系統の第1配管と第2配管があり、
前記第1配管には、粗計量用の第1計量バルブが介在し、
前記第2配管には、微計量用の第2計量バルブが介在しており、
前記第1配管を介して、前記計量槽に対して供給されるべき前記冷温水の大多数の量が供給された後、前記第2配管を介して、前記計量槽に対して残りの前記冷温水が供給されるようになっており、
前記水槽Bと前記計量槽の間には、1系統の第3配管が有り、
前記第3配管には、粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブが介在し、第3計量バルブにより、前記計量槽に対して前記常温水の大多数の量が供給された後に残りの前記常温水が供給されるようになっていることを特徴とする。
Another aspect of the concrete temperature control system according to the present invention is
The apparatus is configured to be able to cope with a case where the amount of the cold or hot water supplied to the measuring tank is greater than the amount of the room temperature water,
Between the adjustment tank and the measuring tank, there are two systems of first and second piping,
A first metering valve for rough metering is interposed in the first piping,
A second metering valve for minute metering is interposed in the second pipe,
after the majority of the cold/hot water to be supplied to the metering tank is supplied through the first pipe, the remaining cold/hot water is supplied to the metering tank through the second pipe,
Between the water tank B and the measuring tank, there is a third piping system.
The third piping is provided with a third metering valve that performs both rough metering and fine metering, and the third metering valve supplies the remaining amount of room temperature water to the metering tank after the majority of the room temperature water has been supplied thereto.
本態様によれば、計量槽に供給される冷温水の量が、常温水の量よりも多くなる場合に対応可能に構成され、当該ケースに対応する際は、常温水に比べて相対的に供給量の多い冷温水の調整タンクから計量槽への供給を2系統の第1配管と第2配管にて行うこととし、さらに、一方の第1配管に粗計量用の第1計量バルブを介在させ、他方の第2配管に微計量用の第2計量バルブを介在させることにより、第1配管を介して多くの冷温水を効率的に計量槽へ供給しながら、第2配管を介して設定供給量までの残りの冷温水を精度よく計量して計量槽へ供給することができ、設定供給量の冷温水を精緻かつ効率的に計量槽に供給することが可能になる。一方、相対的に供給量の少ない常温水の水槽Bから計量槽への供給を1系統の第3配管にて行うこととし、さらに、第3配管に粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブを介在させることにより、配管の数を多くすることなく、設定供給量の常温水を精緻に計量槽に供給することが可能になる。 This aspect of the system is designed to accommodate cases where the amount of chilled/hot water supplied to the metering tank exceeds the amount of room-temperature water. To accommodate such cases, the chilled/hot water, which has a relatively larger supply volume than room-temperature water, is supplied from the adjustment tank to the metering tank via two pipes: the first and second pipes. Furthermore, by installing a first metering valve for coarse metering in one of the first pipes and a second metering valve for fine metering in the other, the second pipe, a large amount of chilled/hot water can be efficiently supplied to the metering tank via the first pipe, while the remaining chilled/hot water up to the set supply volume can be accurately metered and supplied to the metering tank via the second pipe. This allows for precise and efficient supply of the set supply volume of chilled/hot water to the metering tank. Meanwhile, the supply of room-temperature water, which has a relatively smaller supply volume, from water tank B to the metering tank is performed via a single third pipe. Furthermore, by installing a third metering valve for both coarse and fine metering in the third pipe, it is possible to precisely supply the set supply volume of room-temperature water to the metering tank without increasing the number of pipes.
また、本発明によるコンクリートの温度管理方法の一態様は、
コンクリートを製造する際の材料である、冷温水と常温水からなる練り混ぜ水と、該練り混ぜ水以外のその他材料のそれぞれの温度を測定し、製造されるコンクリートの温度が目標温度となるように管理する、コンクリートの温度管理方法であって、
水槽Aに収容されている、冷水もしくは温水である前記冷温水と、水槽Cに収容されている、熱源水との間で、熱交換器及びヒートポンプを用いて熱交換を行うことにより、前記冷温水の温度を調整する、A工程と、
前記その他材料の温度を計測し、該その他材料の温度に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの前記目標温度となるための前記練り混ぜ水の目標水温を算定する、B工程と、
温度が調整された前記冷温水の温度に関する計測データと、温度が調整された前記常温水の温度に関する計測データを基準として、生成される前記練り混ぜ水の水温が前記目標水温となるように、前記冷温水と前記常温水のそれぞれの重量を算定して計量槽に供給し、該計量槽にて前記練り混ぜ水を生成する、C工程と、
前記練り混ぜ水と前記その他材料とをミキサーに供給してコンクリートを製造し、該コンクリートの温度を計測する、D工程とを有することを特徴とする。
Further, one aspect of the concrete temperature control method according to the present invention is to
A method for controlling the temperature of concrete by measuring the temperatures of mixing water, which is made up of cold/hot water and room temperature water, and other materials other than the mixing water, which are materials used in producing concrete, and controlling the temperature of the concrete to be produced to a target temperature.
A process A includes adjusting the temperature of the cold or hot water by performing heat exchange between the cold or hot water contained in a water tank A and heat source water contained in a water tank C using a heat exchanger and a heat pump;
A process B includes measuring the temperatures of the other materials and calculating a target water temperature of the mixing water to achieve the target temperature of the concrete to be produced based on measurement data regarding the temperatures of the other materials;
a C process in which the weights of the cold/warm water and the room temperature water are calculated based on measurement data relating to the temperature of the cold/warm water whose temperature has been adjusted and measurement data relating to the temperature of the room temperature water whose temperature has been adjusted, and the calculated weights are supplied to a measuring tank so that the temperature of the mixed water to be produced becomes the target water temperature, and the mixed water is produced in the measuring tank;
The method is characterized by having a step D of supplying the mixing water and the other materials to a mixer to produce concrete and measuring the temperature of the concrete.
本態様によれば、練り上がり時の温度が目標温度であるコンクリートを製造するための冷温水の水温調整を、熱交換器とヒートポンプを用いて実行することにより、ボイラーを使用することなく、施工現場にて調達した水を加温することができ、さらには冷却することもできることから、練り混ぜ水を、一年を通じてコンクリートの目標温度を実現するための目標水温に調整することが可能になる。 In this embodiment, the temperature of the cold and hot water used to produce concrete that has a target temperature when mixed is adjusted using a heat exchanger and a heat pump. This makes it possible to heat and even cool water procured at the construction site without using a boiler, making it possible to adjust the mixing water to a target water temperature to achieve the target concrete temperature all year round.
以上の説明から理解できるように、本発明のコンクリートの温度管理システムと温度管理方法によれば、ボイラーを使用せず、練り混ぜ水の水温を冬季と夏季を含む通年において所望の水温に調整することにより、コンクリートの製造時の温度を目標温度に調整することができる。 As can be understood from the above explanation, the concrete temperature control system and temperature control method of the present invention can adjust the temperature of the mixing water to the desired temperature throughout the year, including winter and summer, without using a boiler, thereby adjusting the temperature during concrete production to the target temperature.
以下、実施形態に係るコンクリートの温度管理システムと温度管理方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 The concrete temperature control system and temperature control method according to the embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
[実施形態に係るコンクリートの温度管理システムと温度管理方法]
図1乃至図7を参照して、実施形態に係るコンクリートの温度管理システムと温度管理方法の一例について説明する。ここで、図1は、実施形態に係るコンクリートの温度管理システムの一例の全体構成図である。また、図2と図3はそれぞれ、夏季と冬季における、水槽Aと水槽Cの間の熱移動と、各水槽と計量槽における水温の一例を示す図である。
[Concrete temperature control system and temperature control method according to the embodiment]
An example of a concrete temperature control system and a temperature control method according to an embodiment will be described with reference to Figures 1 to 7. Here, Figure 1 is an overall configuration diagram of an example of a concrete temperature control system according to an embodiment. Also, Figures 2 and 3 are diagrams showing an example of heat transfer between water tank A and water tank C, and water temperatures in each water tank and measuring tank in summer and winter, respectively.
コンクリートの温度管理システム200は、山岳トンネルにおける吹付けコンクリート用の生コンクリートを製造するべく、現地において構築されるコンクリートプラントにて形成される温度管理システムである。 The concrete temperature control system 200 is a temperature control system implemented in a concrete plant constructed on-site to produce ready-mix concrete for use in shotcrete in mountain tunnels.
温度管理システム200は、冷水もしくは温水である、冷温水が収容される水槽A(10A)と、常温水が収容される水槽B(10B)と、熱源水が収容される水槽C(10C)と、水槽A(10A)と水槽B(10B)から冷温水と常温水が供給されて練り混ぜ水が生成される計量槽50と、練り混ぜ水とその他材料を収容して混練するミキサー70と、制御装置100とを有する。ここで、各水槽等は、コンクリートプラント内に収容されてもよいし、コンクリートプラントの収容スペースとの関係で、例えば常温水を収容する水槽B(10B)がコンクリートプラントの屋外に設置される等の構成であってもよい。 The temperature management system 200 comprises a water tank A (10A) that contains cold or hot water, a water tank B (10B) that contains room temperature water, a water tank C (10C) that contains heat source water, a measuring tank 50 into which the cold or hot water and room temperature water are supplied from water tank A (10A) and water tank B (10B) to produce mixing water, a mixer 70 that contains and mixes the mixing water and other materials, and a control device 100. Here, each water tank may be housed within the concrete plant, or, depending on the storage space of the concrete plant, water tank B (10B) that contains room temperature water may be installed outside the concrete plant.
生コンクリートの製造材料を示す「その他材料」には、練り混ぜ水以外のコンクリートの製造材料である、粗骨材や細骨材、セメント、及び各種の混和剤が含まれる。 "Other materials," which refers to the manufacturing materials for ready-mix concrete, includes coarse aggregate, fine aggregate, cement, and various admixtures, which are materials for manufacturing concrete other than mixing water.
冷温水と常温水、及び熱源水はいずれも、現場から各水槽に給水された、川水や井戸水等の現地の水であり、従って、それぞれの水温は季節ごとの外気温により例えば5℃乃至50℃程度の範囲で大きく変動する。 The hot and cold water, room temperature water, and heat source water are all local water such as river water or well water that is supplied to each tank from the site, and therefore the temperature of each water fluctuates greatly, for example, within a range of 5°C to 50°C depending on the outside air temperature depending on the season.
温度管理システム200においては、化石燃料を使用して環境影響負荷のあるボイラーを使用せず、さらには、練り混ぜ水の水温を冬季と夏季を含む通年において所望の水温に調整することにより、コンクリートの製造時(練り上がり時)の温度を目標温度に調整するべく、練り混ぜ水を生成する冷温水の温度を所望の温度に調整する。この冷温水の温度調整手段として、水槽A(10A)と水槽C(10C)との間に2台の熱交換器A(30A),熱交換器C(30C)とヒートポンプ20を介在させ、冷温水と熱源水との間の熱交換を実行する。 The temperature control system 200 does not use boilers that burn fossil fuels and have an environmental impact, and furthermore, by adjusting the temperature of the mixing water to the desired temperature throughout the year, including winter and summer, the temperature of the cold and hot water used to produce the mixing water is adjusted to the desired temperature in order to adjust the temperature during concrete production (when the concrete is mixed) to the target temperature. As a means for adjusting the temperature of this cold and hot water, two heat exchangers A (30A) and C (30C) and a heat pump 20 are interposed between water tank A (10A) and water tank C (10C), and heat exchange between the cold and hot water and the heat source water is carried out.
具体的には、ヒートポンプ20を稼働させることにより、夏季においては、水槽A(10A)に収容される冷温水から熱を奪って水槽C(10C)に収容される熱源水に移動させ、冷温水の温度を降温させる。一方、冬季においては、水槽C(10C)に収容される熱源水から熱を奪って水槽A(10A)に収容される冷温水に移動させ、冷温水の温度を昇温させる。 Specifically, by operating the heat pump 20, in the summer, heat is removed from the chilled/hot water stored in water tank A (10A) and transferred to the heat-source water stored in water tank C (10C), thereby lowering the temperature of the chilled/hot water. On the other hand, in the winter, heat is removed from the heat-source water stored in water tank C (10C) and transferred to the chilled/hot water stored in water tank A (10A), thereby raising the temperature of the chilled/hot water.
ここで、図示例は、1台のヒートポンプ20の左右に2台の熱交換器A(30A)及び熱交換器C(30C)を配設する形態であるが、温度調整する冷温水の量とヒートポンプの性能に応じて、複数台の並列配置のヒートポンプの左右に2台の熱交換器を配設する形態等が適用されてもよい。 The illustrated example shows two heat exchangers, A (30A) and C (30C), arranged on the left and right sides of a single heat pump 20, but depending on the amount of hot and cold water to be temperature-adjusted and the performance of the heat pump, other configurations may be used, such as two heat exchangers arranged on the left and right sides of multiple heat pumps arranged in parallel.
水槽A(10A)と熱交換器A(30A)は、循環ポンプ95aが介在する配管81を介して液体を循環させるように接続されている。また、水槽C(10C)と熱交換器C(30C)は、循環ポンプ95bが介在する配管82を介して液体を循環させるように接続されている。また、熱交換器A(30A)とヒートポンプ20は、循環ポンプ95cが介在する配管83を介して液体を循環させるように接続されており、熱交換器C(30C)とヒートポンプ20は、循環ポンプ95dが介在する配管84を介して液体を循環させるように接続されている。 Water tank A (10A) and heat exchanger A (30A) are connected to circulate liquid via piping 81, which has a circulation pump 95a in between. Water tank C (10C) and heat exchanger C (30C) are connected to circulate liquid via piping 82, which has a circulation pump 95b in between. Heat exchanger A (30A) and heat pump 20 are connected to circulate liquid via piping 83, which has a circulation pump 95c in between, and heat exchanger C (30C) and heat pump 20 are connected to circulate liquid via piping 84, which has a circulation pump 95d in between.
水槽A(10A)、水槽C(10C)と、熱交換器A(30A),熱交換器C(30C)との間に、現地の水を適用して熱移動を行わせようとすると、仮に現地の水を濁水処理したとしても微細な砂等が混じっている可能性が十分にあり、このような砂がヒートポンプ20の内部にある熱交換器に入り込んで目詰まりを起こし、ヒートポンプ20の熱交換効率が低下する恐れがある。さらに、ヒートポンプ20のメンテナンスに要する費用が高価であることを勘案し、その対策として、水槽A(10A)とヒートポンプ20の間の配管81,83や、ヒートポンプ20と水槽C(10C)の間の配管82,84にそれぞれ熱交換器A(30A),熱交換器C(30C)を設置している。 If local water is used to transfer heat between Water Tank A (10A), Water Tank C (10C) and Heat Exchanger A (30A), Heat Exchanger C (30C), there is a good chance that fine sand or other particles will be mixed in, even if the local water is treated to make it muddy. This sand could get into the heat exchanger inside the heat pump 20 and cause clogging, reducing the heat exchange efficiency of the heat pump 20. Furthermore, given the high cost of maintaining the heat pump 20, as a countermeasure, heat exchangers A (30A) and C (30C) are installed in the pipes 81 and 83 between Water Tank A (10A) and the heat pump 20, and in the pipes 82 and 84 between the heat pump 20 and Water Tank C (10C), respectively.
ここで、熱交換器A(30A)及び熱交換器C(30C)の目詰まりも抑制するべく、水槽A(10A)と熱交換器A(30A)の間の配管81や、水槽C(10C)と熱交換器C(30C)の間の配管82にそれぞれ、不図示のマルチサイクロン等のゴミ分離機等を搭載してもよい。 Here, in order to prevent clogging of heat exchanger A (30A) and heat exchanger C (30C), a dust separator such as a multi-cyclone (not shown) may be installed in the piping 81 between water tank A (10A) and heat exchanger A (30A) and in the piping 82 between water tank C (10C) and heat exchanger C (30C).
各配管81、82,83,84に収容されている液体には、現地の水(濁水処理された水を含む)の他に、クーラント液等が適用される。例えば、熱交換器A(30A)や熱交換器C(30C)とヒートポンプ20の間の配管83,84内でクーラント液を循環させることにより、ヒートポンプ20の冷却側の凍結防止や、ヒートポンプ20の加熱側の温度上昇による気体への状態変化の防止、配管83,84内の錆の防止等を図ることができる。 The liquid contained in each pipe 81, 82, 83, 84 can be local water (including treated water), coolant, etc. For example, by circulating coolant in the pipes 83, 84 between heat exchanger A (30A) and heat exchanger C (30C) and the heat pump 20, it is possible to prevent the cooling side of the heat pump 20 from freezing, prevent the heating side of the heat pump 20 from changing into a gas state due to a temperature rise, and prevent rust from forming in the pipes 83, 84.
練り混ぜ水が生成される計量槽50の上方には、調整タンク40が設けられており、熱源水との間で熱交換され、所望の温度に調整された冷温水は、配管85を介して調整タンク40に供給される。より具体的には、水槽A(10A)と調整タンク40の間の配管85には循環ポンプ95eが介在し、配管85を介して冷温水が水槽A(10A)と調整タンク40の間を循環されるようになっている。 An adjustment tank 40 is provided above the measuring tank 50, where the mixing water is produced. The cold/hot water is heat exchanged with the heat source water and adjusted to the desired temperature, and is supplied to the adjustment tank 40 via piping 85. More specifically, a circulation pump 95e is installed in the piping 85 between water tank A (10A) and the adjustment tank 40, and the cold/hot water is circulated between water tank A (10A) and the adjustment tank 40 via the piping 85.
冷温水が水槽A(10A)と調整タンク40の間をX3方向に循環される過程で、冷温水の温度が安定し、温度が安定した冷温水が調整タンク40から計量槽50に供給される。 As the cold/hot water circulates between water tank A (10A) and the adjustment tank 40 in the X3 direction, the temperature of the cold/hot water stabilizes, and the temperature-stabilized cold/hot water is supplied from the adjustment tank 40 to the metering tank 50.
一方、常温水が収容される水槽B(10B)と計量槽50は、循環ポンプ95fが介在する配管86により接続されており、水槽B(10B)と配管86の間で常温水をX4方向に循環させる過程で、常温水の温度が安定し、温度が安定した常温水が配管86から計量槽50に供給される。 Meanwhile, water tank B (10B), which contains room temperature water, and metering tank 50 are connected by piping 86, which has a circulation pump 95f interposed between it. As the room temperature water is circulated between water tank B (10B) and piping 86 in the X4 direction, the temperature of the room temperature water stabilizes, and the stabilized room temperature water is supplied from piping 86 to metering tank 50.
調整タンク40には温度センサ96aが設置されており、冷温水の温度を常時計測している。一方、配管86の途中位置には温度センサ96bが設置されており、常温水の温度を常時計測している。 A temperature sensor 96a is installed in the adjustment tank 40, which constantly measures the temperature of the hot and cold water. Meanwhile, a temperature sensor 96b is installed midway along the pipe 86, which constantly measures the temperature of the room temperature water.
計量槽50に供給される冷温水の量は、常温水の量よりも多くなるように設定されている。そのため、調整タンク40から計量槽50に冷温水を供給する配管系統と、配管86から計量槽50に常温水を供給する配管系統を異なる形態とする。尚、図示例以外にも、冷温水の量と常温水の量が同量に設定されてもよいし、冷温水の量よりも常温水の量が多くなるように設定されてもよい。例えば、夏季や冬季は、使用する冷温水の量が相対的に多くなることから図示例の形態が好ましく、春季や秋季は、使用する常温水の量が相対的に多くなるケースも生じ得ることから、このようなケースでは常温水の量が相対的に多くなるように設定するのがよい。図示例は、特に練り混ぜ水の水温調整が困難な夏季と冬季に好適な例である。 The amount of cold/hot water supplied to the metering tank 50 is set to be greater than the amount of room-temperature water. Therefore, the piping system supplying cold/hot water from the adjustment tank 40 to the metering tank 50 and the piping system supplying room-temperature water from the piping 86 to the metering tank 50 are configured differently. In addition to the illustrated example, the amounts of cold/hot water and room-temperature water may be set to be equal, or the amount of room-temperature water may be set to be greater than the amount of cold/hot water. For example, the illustrated example is preferable in summer and winter because the amount of cold/hot water used is relatively greater. In spring and autumn, the amount of room-temperature water used may also be relatively greater. In such cases, it is better to set the amount of room-temperature water to be relatively greater. The illustrated example is particularly suitable for summer and winter, when it is difficult to adjust the temperature of the mixing water.
具体的には、調整タンク40と計量槽50の間には、2系統の第1配管87と第2配管88を設け、第1配管87には粗計量用の第1計量バルブ87aを介在させ、第2配管88には微計量用の第2計量バルブ88aを介在させる。一方、水槽B(10B)に通じる配管86と計量槽50の間には、1系統の第3配管89を設け、第3配管89には粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブ89aを介在させる。 Specifically, two systems of first and second pipes 87 and 88 are provided between the adjustment tank 40 and the metering tank 50, with the first pipe 87 having a first metering valve 87a for rough metering and the second pipe 88 having a second metering valve 88a for fine metering. Meanwhile, a single system of third pipe 89 is provided between the metering tank 50 and the pipe 86 leading to water tank B (10B), with the third pipe 89 having a third metering valve 89a for both rough and fine metering.
粗計量用の第1計量バルブ87aは例えばバタフライ弁であり、微計量用の第2計量バルブ88aや粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブ89aは、例えばボールバルブ弁である。 The first metering valve 87a for coarse metering is, for example, a butterfly valve, while the second metering valve 88a for fine metering and the third metering valve 89a, which performs both coarse and fine metering, are, for example, ball valves.
はじめに、粗計量用の第1計量バルブ87aで計量しながら、第1配管87を介して冷温水を計量槽50へX5方向に供給し、予め設定している動荷重90%の値を目標とする重量から引いた値に計量値が到達した段階で、第1計量バルブ87aを閉じる。次いで、第2計量バルブ88aを開き、微計量用の第2計量バルブ88aで計量しながら、第2配管88を介して残りの冷温水を計量槽50へX6方向に供給する。動荷重100%の値を目標とする重量から引いた値に計量値が到達したら、第2計量バルブ88aを閉じ、第2計量バルブ88aから計量槽50までの間に存在している冷温水が計量槽50に落ちることにより、目標とする重量の冷温水が計量槽50に供給される。 First, chilled/hot water is supplied to metering tank 50 in the X5 direction via first pipe 87 while being measured using first metering valve 87a for rough metering. When the measured value reaches the value obtained by subtracting a preset 90% dynamic load from the target weight, first metering valve 87a is closed. Next, second metering valve 88a is opened, and the remaining chilled/hot water is supplied to metering tank 50 in the X6 direction via second pipe 88 while being measured using second metering valve 88a for fine metering. When the measured value reaches the value obtained by subtracting 100% dynamic load from the target weight, second metering valve 88a is closed, and the chilled/hot water present between second metering valve 88a and metering tank 50 falls into metering tank 50, thereby supplying the target weight of chilled/hot water to metering tank 50.
次に、第3計量バルブ89aを開き、第3計量バルブ89aにて粗計量しながら、第3配管89を介して常温水を計量槽50へX7方向に供給する。予め設定している動荷重90%の値を目標とする重量から引いた値に計量値が到達した段階で、第3計量バルブ89aを微計量に切り替え、常温水の供給を継続して、動荷重100%の値を目標とする重量から引いた値に計量値が到達したら、第3計量バルブ89aを閉じる。第3計量バルブ89aから計量槽50までの間に存在している常温水が計量槽50に落ちることにより、目標とする重量の常温水が計量槽50に供給される。 Next, the third metering valve 89a is opened, and room-temperature water is supplied to the metering tank 50 in the X7 direction via the third pipe 89 while the third metering valve 89a performs coarse metering. When the measured value reaches the value obtained by subtracting the preset 90% dynamic load value from the target weight, the third metering valve 89a is switched to fine metering, and the supply of room-temperature water continues. When the measured value reaches the value obtained by subtracting the 100% dynamic load value from the target weight, the third metering valve 89a is closed. The room-temperature water present between the third metering valve 89a and the metering tank 50 falls into the metering tank 50, and the target weight of room-temperature water is supplied to the metering tank 50.
計量槽50の上方に調整タンク40を設け、水槽A(10A)と調整タンク40の間で冷温水を循環させて温度が安定した冷温水を計量槽50に供給すること、及び、水槽B(10B)と計量槽50に通じる配管86の間で常温水を循環させて温度が安定した常温水を計量槽50に供給することにより、練り上がり温度が目標温度である生コンクリートを製造するための目標水温の練り混ぜ水を高い精度で生成することができる。 By providing an adjustment tank 40 above the metering tank 50 and circulating cold/hot water between water tank A (10A) and the adjustment tank 40 to supply cold/hot water at a stable temperature to the metering tank 50, and by circulating room temperature water between water tank B (10B) and the piping 86 leading to the metering tank 50 to supply room temperature water at a stable temperature to the metering tank 50, mixing water at the target water temperature for producing ready-mixed concrete with a target mixing temperature can be produced with high precision.
また、調整タンク40が計量槽50の上方に配設されていることにより、計量槽50への冷温水の供給は冷温水の自重落下にて行うことができ、冷温水の供給に際して固有のポンプは不要になる。また、計量槽50における練り混ぜ水の生成においては、常温水に比べて冷温水の供給量が多いことから、計量槽50への冷温水の自重落下による供給により、動力を不要としながら、冷温水の効率的な供給を実現できる。 In addition, because the adjustment tank 40 is located above the metering tank 50, cold and hot water can be supplied to the metering tank 50 by the water falling under its own weight, eliminating the need for a dedicated pump for supplying cold and hot water. Furthermore, since a larger amount of cold and hot water is supplied than room temperature water when producing mixing water in the metering tank 50, supplying cold and hot water to the metering tank 50 by the water falling under its own weight enables efficient supply of cold and hot water without the need for power.
さらに、第1配管87を介して多くの冷温水を効率的に計量槽50へ供給しながら、第2配管88を介して設定供給量までの残りの冷温水を精度よく計量して計量槽50へ供給することにより、設定供給量の冷温水を精緻かつ効率的に計量槽に供給することができる。一方、相対的に供給量の少ない常温水の計量槽50への供給を1系統の第3配管89にて行うこととし、第3配管89に粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブ89aを介在させることにより、配管の数を多くすることなく、設定供給量の常温水を精緻に計量槽に供給することができる。 Furthermore, by efficiently supplying a large amount of chilled or hot water to the metering tank 50 via the first pipe 87, while accurately metering the remaining chilled or hot water up to the set supply amount and supplying it to the metering tank 50 via the second pipe 88, the set supply amount of chilled or hot water can be supplied precisely and efficiently to the metering tank. On the other hand, by supplying a relatively small amount of room temperature water to the metering tank 50 via a single system of third pipe 89 and incorporating a third metering valve 89a that performs both rough and fine metering in the third pipe 89, the set supply amount of room temperature water can be supplied to the metering tank precisely without increasing the number of pipes.
図示例は1台の計量槽50であるが、例えば2台の計量槽を用いて、各計量槽に対して第1配管乃至第3配管が接続される形態であってもよい。 The illustrated example shows one metering tank 50, but it is also possible to use, for example, two metering tanks, with the first through third pipes connected to each metering tank.
2台の計量槽を使用する場合は、例えば1バッチの生コンクリートを製造するのに要する練り混ぜ水を所定割合で二分し、一方の計量槽から先行してミキサー70へ練り混ぜ水を供給し、ミキサー70へ供給されているその他材料とともに、例えば1バッチのうちの所定割合を一定時間混練する。次いで、残りの練り混ぜ水とその他材料をミキサー70へ供給して混練することにより、1バッチ分の生コンクリートを製造する。この製造方法によれば、ミキサー70に対して練り混ぜ水とその他材料を一度に供給して混練する場合と比較して、より品質のよいコンクリートの製造が可能になる。尚、図示例は、システムの説明を理解し易くするために、1台の計量槽50を備えたシステムとしている。 When two measuring tanks are used, for example, the mixing water required to produce one batch of ready-mixed concrete is divided into two at a predetermined ratio, and the mixing water is supplied first from one of the measuring tanks to the mixer 70, where it is mixed, for example, for a predetermined proportion of the batch, along with the other materials supplied to the mixer 70, for a set period of time. The remaining mixing water and other materials are then supplied to the mixer 70 and mixed to produce one batch of ready-mixed concrete. This manufacturing method makes it possible to produce higher quality concrete than when mixing water and other materials are supplied to the mixer 70 all at once and mixed. Note that the illustrated example shows a system equipped with one measuring tank 50 to make the system easier to understand.
計量槽50とミキサー70は配管91により接続されており、例えば1バッチの生コンクリートの製造に要する所定量で目標水温を備えた練り混ぜ水が、配管91を介してミキサー70へX8方向に供給される。 The measuring tank 50 and mixer 70 are connected by piping 91, and mixing water at the target temperature and in the specified amount required to produce, for example, one batch of ready-mixed concrete is supplied to the mixer 70 via piping 91 in the X8 direction.
一方、コンクリートプラント内にあるその他材料貯蔵槽60に貯蔵されている粗骨材や細骨材、セメント等が、例えば配管92を介してミキサー70へX9方向に供給される。その他材料貯蔵槽60には、温度センサ96cが設置されているが、この温度センサ96cは、コンクリートプラント内におけるその他材料貯蔵槽60の近傍に設置されていてもよい。 Meanwhile, coarse aggregate, fine aggregate, cement, etc. stored in the other material storage tank 60 within the concrete plant are supplied to the mixer 70 in the X9 direction, for example, via piping 92. A temperature sensor 96c is installed in the other material storage tank 60, but this temperature sensor 96c may also be installed near the other material storage tank 60 within the concrete plant.
その他材料貯蔵槽60は、材料ごとに槽が分かれており、例えば1バッチの生コンクリートの製造に要する所定量でコンクリートプラント内の温度を備えた各材料が、それぞれに固有の槽から供給される。 Other material storage tanks 60 are divided into tanks for each material, and each material is supplied from its own tank in the specified amount required to produce, for example, one batch of ready-mix concrete, at the temperature within the concrete plant.
ここで、計量された各材料の一部もしくは全部が、配管92を経由する代わりに、生コンクリート製造者の人力によりミキサー70に投入されてもよい。 Here, some or all of the weighed materials may be manually added to the mixer 70 by the ready-mix concrete manufacturer, instead of being sent through the pipe 92.
ミキサー70には温度センサ96dが設置されており、練り上がり温度が温度センサ96dにより計測される。 A temperature sensor 96d is installed in the mixer 70, and the temperature of the mixed mixture is measured by the temperature sensor 96d.
水槽C(10C)とミキサー70は配管93により接続されており、熱源水を使用する過程で熱源水の温度が当初の温度から所定温度(例えば±20℃程度)変化した際に、水槽C(10C)から熱源水を配管93を介してミキサー70へX10方向に提供し、ミキサー70の水洗いに利用するようになっている。一方、熱源水が排水された水槽C(10C)には、新たな熱源水が供給される。 Water tank C (10C) and mixer 70 are connected by piping 93, and when the temperature of the heat source water changes from its initial temperature by a predetermined temperature (for example, approximately ±20°C) during the process of using the heat source water, heat source water is supplied from water tank C (10C) to mixer 70 via piping 93 in the direction X10 and used to rinse mixer 70. Meanwhile, new heat source water is supplied to water tank C (10C) from which the heat source water has been drained.
このように、使用過程で温度が高温もしくは低温になって熱源水としての機能を果たせなくなった熱源水を新たな熱源水と交換することにより、以降の練り混ぜ水の生成を継続することができる。また、使用済みの熱源水を排水することなく、ミキサーの水洗いに利用することで熱源水の有効利用を図ることができる。 In this way, by replacing heat source water that has become too hot or too cold during use and can no longer function as heat source water with new heat source water, it is possible to continue producing mixing water. Furthermore, by using used heat source water to wash the mixer without having to drain it, the heat source water can be used more efficiently.
制御装置100は、システムを構成する各種機器(ヒートポンプ20、循環ポンプ95a等、第1計量バルブ87a等)の動作制御や、各温度センサ96a等からの計測データの受信を行い、コンクリートの練り上がり温度が設定されている目標温度となるための、冷温水の目標水温の設定や冷温水と常温水の計量槽50への各供給量(重量)の算定などを実行する。また、ミキサー70の動作制御はミキサー70単独で実行されるが、制御装置100がミキサー70の動作制御を合わせて行ってもよい。尚、ヒートポンプ20や循環ポンプ95a乃至95dの制御は、制御装置100とは別の独立した制御装置等により実行されてもよい。 The control device 100 controls the operation of the various devices that make up the system (heat pump 20, circulation pump 95a, etc., first metering valve 87a, etc.), receives measurement data from each temperature sensor 96a, etc., and performs tasks such as setting the target water temperature for cold/hot water and calculating the amount (weight) of cold/hot water and room temperature water to be supplied to the metering tank 50 so that the concrete reaches the set target temperature. Furthermore, although the operation of the mixer 70 is controlled by the mixer 70 alone, the control device 100 may also control the operation of the mixer 70. The heat pump 20 and circulation pumps 95a to 95d may be controlled by a control device that is separate from the control device 100, etc.
図2に示す一例のように、夏季においては、例えば水槽A(10A)内の冷温水は外気温度に応じて35℃以上の高温となっている。そこで、制御装置100によりヒートポンプ20を作動させることにより、水槽A(10A)内にある水温が35℃程度の冷温水から熱を奪い、X1方向に熱を移動させて、図示例のように冷温水の温度を7℃程度に調整する。 As shown in the example in Figure 2, in the summer, the hot and cold water in tank A (10A) reaches a high temperature of 35°C or higher depending on the outside air temperature. Therefore, by operating the heat pump 20 using the control device 100, heat is removed from the hot and cold water in tank A (10A) whose temperature is approximately 35°C, and the heat is transferred in the X1 direction, adjusting the temperature of the hot and cold water to approximately 7°C as shown in the example.
配管85を介して温度が安定した冷温水を貯蔵する調整タンク40には、水槽A(10A)と同様に7℃程度の冷温水が貯蔵され、計量槽50に供給される。 The adjustment tank 40, which stores chilled or hot water at a stabilized temperature via piping 85, stores chilled or hot water at approximately 7°C, similar to water tank A (10A), and supplies it to the metering tank 50.
一方、水槽B(10B)に収容される常温水の水温は31乃至35℃程度となっており、配管86を介して計量槽50に供給される。 Meanwhile, the room temperature water contained in water tank B (10B) has a temperature of approximately 31 to 35°C and is supplied to the metering tank 50 via pipe 86.
7℃程度の冷温水と31乃至35℃程度の常温水がそれぞれ所定の供給量で計量槽50に供給されることにより、計量槽50では、例えば10℃程度で1バッチ分の練り混ぜに要する量の練り混ぜ水が生成される。 By supplying predetermined amounts of cold/hot water at approximately 7°C and room temperature water at approximately 31-35°C to the metering tank 50, the amount of mixing water required for mixing one batch at, for example, approximately 10°C is produced in the metering tank 50.
コンクリートプラント内に貯蔵されているその他材料の温度は、31乃至33℃程度となっている。 The temperature of other materials stored within the concrete plant is around 31 to 33°C.
10℃程度の練り混ぜ水と、31乃至33℃程度のその他材料がミキサー70に供給され、ミキサー70にて混練されることにより、練り上がり温度が目標温度:25℃である生コンクリートが製造される。 Mixing water at approximately 10°C and other ingredients at approximately 31-33°C are supplied to the mixer 70, which then mixes them to produce ready-mix concrete with a target mixing temperature of 25°C.
すなわち、夏季においては、現場から供給される高温の水を冷却して冷温水を生成し、現地の水に比べて格段に水温の低い目標水温の練り混ぜ水を生成しながら、練り上がり時の温度が目標温度である生コンクリートの製造を実現する。 In other words, in the summer, high-temperature water supplied from the site is cooled to produce cold water, producing mixing water at a target temperature that is significantly lower than the local water, while still producing ready-mixed concrete that is at the target temperature when mixed.
また、図3に示す一例のように、冬季においては、例えば水槽A(10A)内の冷温水は外気温度に応じて5℃程度の低温となっている。そこで、制御装置100によりヒートポンプ20を作動させることにより、水槽C(10C)内で水温が5℃程度の熱源水から熱を奪い、冷温水に対してX2方向に熱を移動させて、図示例のように冷温水の温度を55℃程度に調整する。 Also, as shown in the example in Figure 3, in winter, the cold/hot water in tank A (10A) is at a low temperature of around 5°C depending on the outside air temperature. Therefore, by operating the heat pump 20 with the control device 100, heat is removed from the heat source water in tank C (10C) which has a temperature of around 5°C, and the heat is transferred to the cold/hot water in the X2 direction, adjusting the temperature of the cold/hot water to around 55°C as shown in the example.
配管85を介して温度が安定した冷温水を貯蔵する調整タンク40には、水槽A(10A)と同様に55℃程度の冷温水が貯蔵され、計量槽50に供給される。 The adjustment tank 40, which stores chilled or hot water at a stabilized temperature via piping 85, stores chilled or hot water at approximately 55°C, similar to water tank A (10A), and supplies it to the metering tank 50.
一方、水槽B(10B)に収容される常温水の水温は5乃至15℃程度となっており、配管86を介して計量槽50に供給される。 Meanwhile, the room temperature water contained in water tank B (10B) has a temperature of approximately 5 to 15°C and is supplied to the metering tank 50 via pipe 86.
55℃程度の冷温水と5乃至15℃程度の常温水がそれぞれ所定の供給量で計量槽50に供給されることにより、計量槽50では、例えば50℃程度で1バッチ分の練り混ぜに要する量の練り混ぜ水が生成される。 By supplying predetermined amounts of cold/hot water at approximately 55°C and room temperature water at approximately 5 to 15°C to the metering tank 50, the metering tank 50 produces the amount of mixing water required for one batch at, for example, approximately 50°C.
コンクリートプラント内に貯蔵されているその他材料の温度は、10乃至15℃程度となっている。 The temperature of other materials stored within the concrete plant is around 10 to 15°C.
50℃程度の練り混ぜ水と、10乃至15℃程度のその他材料がミキサー70に供給され、ミキサーにて混練されることにより、練り上がり温度が目標温度:25℃である生コンクリートが製造される。 Mixing water at approximately 50°C and other ingredients at approximately 10 to 15°C are supplied to the mixer 70, and by mixing them in the mixer, ready-mixed concrete is produced with a target mixing temperature of 25°C.
すなわち、冬季においては、現場から供給される低温の水を加温して冷温水を生成し、現地の水に比べて格段に水温の高い目標水温の練り混ぜ水をボイラーを使用することなく生成しながら、練り上がり時の温度が目標温度である生コンクリートの製造を実現する。 In other words, in winter, low-temperature water supplied from the site is heated to produce cold or hot water, and mixing water at a target temperature that is significantly higher than the local water is produced without using a boiler, thereby producing ready-mixed concrete that is at the target temperature when mixed.
次に、図4を参照して、制御装置100のハードウェア構成の一例を説明するとともに、図5を参照して、制御装置100の機能構成の一例を説明する。 Next, an example of the hardware configuration of the control device 100 will be described with reference to Figure 4, and an example of the functional configuration of the control device 100 will be described with reference to Figure 5.
図4に示すように、制御装置100は、パーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)やマイクロコンピュータ等の情報処理装置(コンピュータ)により構成され、例えば制御盤としてコンクリートプラント内に装備される。 As shown in Figure 4, the control device 100 is composed of an information processing device (computer) such as a personal computer (PC) or microcomputer, and is installed, for example, as a control panel within a concrete plant.
制御装置100を構成するコンピュータは、接続バス106により相互に接続されているCPU(Central Processing Unit)101、主記憶装置102、補助記憶装置103、通信IF104、及び入出力IF(interface)105を備えている。主記憶装置102と補助記憶装置103は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。尚、上記の構成要素はそれぞれ個別に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。 The computer that constitutes the control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a main memory device 102, an auxiliary memory device 103, a communication IF 104, and an input/output IF (interface) 105, all of which are interconnected via a connection bus 106. The main memory device 102 and the auxiliary memory device 103 are computer-readable recording media. Note that the above components may be provided separately, or some components may not be provided at all.
CPU101は、MPU(Microprocessor)やプロセッサとも呼ばれ、CPU101は、単一のプロセッサであってもよいし、マルチプロセッサであってもよい。CPU101は、コンピュータからなる制御装置100の全体の制御を行う中央演算処理装置である。CPU101は、例えば、補助記憶装置103に記憶されたプログラムを主記憶装置102の作業領域にて実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことにより、所定の目的に合致した機能を提供する。 CPU 101 is also called an MPU (Microprocessor) or processor, and may be a single processor or a multiprocessor. CPU 101 is a central processing unit that performs overall control of control device 100, which is made up of a computer. CPU 101, for example, deploys programs stored in auxiliary storage device 103 in an executable form in the working area of main storage device 102, and controls peripheral devices through program execution, thereby providing functions that meet specific purposes.
主記憶装置102は、CPU101が実行するコンピュータプログラムや、CPU101が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置102は、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置103は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納し、外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶装置103には、例えば、OS(Operating System)、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。OSは、例えば、通信IF104を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。制御装置100に対する外部装置等には、温度センサ96a乃至96dや、ヒートポンプ20,循環ポンプ95a乃至95f、計量槽50等が備える通信部が含まれる。 The main memory device 102 stores computer programs executed by the CPU 101, data processed by the CPU 101, and the like. The main memory device 102 includes, for example, flash memory, RAM (Random Access Memory), and ROM (Read Only Memory). The auxiliary memory device 103 stores various programs and data on a readable and writable recording medium, and is also referred to as an external memory device. The auxiliary memory device 103 stores, for example, an OS (Operating System), various programs, various tables, and the like. The OS includes, for example, a communication interface program that exchanges data with external devices connected via the communication IF 104. External devices connected to the control device 100 include the temperature sensors 96a to 96d, the heat pump 20, the circulation pumps 95a to 95f, and the communication units provided in the metering tank 50, etc.
補助記憶装置103は、例えば、主記憶装置102を補助する記憶領域として使用され、CPU101が実行するコンピュータプログラムや、CPU101が処理するデータ等を記憶する。補助記憶装置103は、不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM))を含むシリコンディスク、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)装置、ソリッドステートドライブ装置等である。また、補助記憶装置103として、CDドライブ装置、DVDドライブ装置、BDドライブ装置といった着脱可能な記録媒体の駆動装置が例示され、着脱可能な記録媒体として、CD、DVD、BD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)メモリカード等が例示される。 The auxiliary storage device 103 is used, for example, as a storage area supporting the main storage device 102, and stores computer programs executed by the CPU 101, data processed by the CPU 101, etc. The auxiliary storage device 103 may be a silicon disk including non-volatile semiconductor memory (flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM)), a hard disk drive (HDD), a solid state drive, etc. Examples of the auxiliary storage device 103 include drives for removable recording media such as CD drives, DVD drives, and BD drives, and examples of removable recording media include CDs, DVDs, BDs, USB (Universal Serial Bus) memory, and SD (Secure Digital) memory cards.
入出力IF105は、制御装置100に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェイスである。入出力IF105には、例えば、キーボード、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイス、マイクロフォン等の入力デバイス等が接続する。制御装置100は、入出力IF105を介して、入力デバイスを操作する操作者からの操作指示等を受け付ける。 The input/output IF 105 is an interface that inputs and outputs data to and from devices connected to the control device 100. Input devices such as a keyboard, a touch panel, a mouse, or other pointing device, and a microphone are connected to the input/output IF 105. The control device 100 receives operational instructions from an operator who operates the input device via the input/output IF 105.
また、入出力IF105には、例えば、液晶パネル(LCD:Liquid Crystal Display)や有機ELパネル(EL:Electroluminescence)等の表示デバイス、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスが接続される。 In addition, the input/output IF 105 is connected to display devices such as liquid crystal panels (LCD: Liquid Crystal Display) and organic electroluminescence (EL: Electroluminescence) panels, as well as output devices such as printers and speakers.
通信IF104は、制御装置100が接続するネットワークとのインターフェイスである。通信IF104は、インターネット等の公衆ネットワーク、携帯電話網等の無線ネットワーク、VPN(Virtual Private Network)等の専用ネットワーク、LAN(Local Area Network)等、様々なネットワークを介して、温度センサ96a乃至96dから計測データを受信し、同様にネットワークを介して、制御装置100にて算定された供給量データに基づいて第1計量バルブ87aや第2計量バルブ88a、第3計量バルブ89aによる計量を実行する。ここで、制御装置100と各機器の一部もしくは全部が有線にて接続されていてもよく、この場合はネットワークを介したデータの授受は不要になる。 The communication IF 104 is an interface with the network to which the control device 100 is connected. The communication IF 104 receives measurement data from the temperature sensors 96a to 96d via various networks, such as public networks such as the Internet, wireless networks such as mobile phone networks, dedicated networks such as VPNs (Virtual Private Networks), and LANs (Local Area Networks), and similarly performs metering using the first metering valve 87a, second metering valve 88a, and third metering valve 89a based on supply amount data calculated by the control device 100 via the network. Here, the control device 100 and some or all of the devices may be connected by wire, in which case there is no need to exchange data via a network.
図5に示すように、制御装置100は、CPU101によるプログラムの実行により、少なくとも、通信部110、機器制御部112、計量槽制御部114、フィードバック制御部116、表示部118、及び格納部120の各種機能を提供する。ここで、上記処理機能の少なくとも一部が、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)等によって提供されてもよく、同様に、上記処理機能の少なくとも一部が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、数値演算プロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用LSI(large scale integration)やその他のデジタル回路等であってもよい。 As shown in FIG. 5, the control device 100 provides various functions, including at least a communication unit 110, an equipment control unit 112, a measuring tank control unit 114, a feedback control unit 116, a display unit 118, and a storage unit 120, through the execution of a program by the CPU 101. Here, at least some of the above processing functions may be provided by a DSP (Digital Signal Processor), a GPU (Graphics Processing Unit), or the like. Similarly, at least some of the above processing functions may be provided by dedicated LSIs (large scale integration) such as FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), numerical calculation processors, image processing processors, or other digital circuits.
通信部110では、温度センサ96a乃至96dから送信された計測データが随時受信され、格納部120に随時格納される。格納部120には、練り上がり時の生コンクリートの目標温度が格納されている。 The communication unit 110 receives measurement data sent from the temperature sensors 96a to 96d as needed, and stores the data in the storage unit 120 as needed. The storage unit 120 stores the target temperature of the ready-mix concrete when it is mixed.
機器制御部112は、その他材料に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの目標温度となるための練り混ぜ水の目標水温を算定し、現状の冷温水に関する計測データを参照して、目標水温の練り混ぜ水を生成するべく、ヒートポンプ20を作動させる。 The equipment control unit 112 calculates the target temperature of the mixing water to achieve the target temperature of the concrete to be produced based on measurement data related to other materials, and operates the heat pump 20 to produce mixing water at the target temperature by referring to measurement data related to the current cold and hot water.
計量槽制御部114は、生成される練り混ぜ水の水温が目標水温となるように、計量槽50に供給される冷温水と常温水のそれぞれの重量を算定し、第1計量バルブ87aや第2計量バルブ88a、第3計量バルブ89aに対して、冷温水と常温水のそれぞれの重量を計測させる。 The metering tank control unit 114 calculates the weight of each of the cold/hot water and room temperature water to be supplied to the metering tank 50 so that the temperature of the resulting kneaded water becomes the target water temperature, and controls the first metering valve 87a, second metering valve 88a, and third metering valve 89a to measure the weight of each of the cold/hot water and room temperature water.
上記する機器制御部112や計量槽制御部114における一連の制御フローは、図6に示す通りである。すなわち、自動計量開始時に、配合データ、1バッチの混練量、砂表面水率、砂利表面水率より、練り混ぜ水の重量を算出する(ステップS10)。 The control flow for the above-mentioned equipment control unit 112 and measuring tank control unit 114 is as shown in Figure 6. That is, when automatic measuring begins, the weight of the mixing water is calculated from the formulation data, the mixing amount for one batch, the sand surface water ratio, and the gravel surface water ratio (step S10).
次に、練り上がり目標温度(許容上限と許容下限の中間値)、骨材の温度(プラント内の気温±補正値)、セメントの温度(プラント内の気温±補正値)、混和剤の温度(プラント内の気温±補正値)、次バッチ以降の練り上がり温度より、練り混ぜ水の目標水温を算出する(ステップS12)。例えば、表示部118にある設定画面において、生コンクリートの練り上がり時の最低温度(許容下限)と最高温度(許容上限)を入力することにより、入力された練り上がり時の最低温度と最高温度の中間温度(中間値)が、自動的に練り上がり目標温度に設定される。具体的な数値例を挙げると、例えば、最低温度を20℃、最高温度を25℃として入力することにより、練り上がり目標温度は22.5℃に設定され、±2.5℃が許容温度範囲となる。すなわち、このように、許容上限と許容下限を入力してその中間値が練り上がり目標温度に設定される方法では、入力値の変更により許容温度範囲も変更される。 Next, the target mixing water temperature is calculated from the target mixing temperature (the midpoint between the upper and lower allowable limits), aggregate temperature (air temperature within the plant ± a corrected value), cement temperature (air temperature within the plant ± a corrected value), admixture temperature (air temperature within the plant ± a corrected value), and the mixing temperature for the next batch and beyond (Step S12). For example, by entering the minimum (lower allowable limit) and maximum (upper allowable limit) temperatures at the time of mixing of the ready-mixed concrete on the settings screen of the display unit 118, the midpoint (midpoint) between the entered minimum and maximum temperatures at the time of mixing is automatically set as the target mixing temperature. To cite a specific numerical example, for example, by entering a minimum temperature of 20°C and a maximum temperature of 25°C, the target mixing temperature is set to 22.5°C, with a temperature range of ±2.5°C. In other words, in this method of entering the upper and lower allowable limits and setting the midpoint between them as the target mixing temperature, the allowable temperature range also changes when the input values are changed.
次に、練り混ぜ水の目標水温、練り混ぜ水の重量、冷温水の温度、常温水の温度より、冷温水と常温水の混合比を算出し、算出した混合比より冷温水と常温水の重量を求める(ステップS14)。 Next, the mixing ratio of cold/warm water to room temperature water is calculated from the target water temperature for mixing, the weight of the mixing water, the temperature of the cold/warm water, and the temperature of the room temperature water, and the weight of the cold/warm water and room temperature water is determined from the calculated mixing ratio (step S14).
次に、計量槽にて、冷温水、常温水の順番で累積計量を実行する(ステップS16)。 Next, cumulative measurements are performed in the measuring tank in the order of cold/hot water and room temperature water (step S16).
最後に、練り混ぜ水の放出完了後、次の混練(次バッチ)の計量に移行する(ステップS18)。 Finally, after the mixing water has been released, the process moves on to weighing the next mix (next batch) (step S18).
指定の回数分、混練が終了した段階で混練終了となり、次の自動計量がスタートするまで待機することになる。 When the specified number of kneading cycles has been completed, the kneading process will end and the machine will wait until the next automatic weighing begins.
また、フィードバック制御部116は、ミキサー70にて製造されるコンクリートの温度に関する計測データと、目標温度とを格納部120から読み出して比較し、双方の間に一定の温度差分量がある場合に、特定された温度差分量だけ目標温度(設定温度)を変更するフィードバック制御を実行する。 In addition, the feedback control unit 116 reads measurement data regarding the temperature of the concrete produced by the mixer 70 from the storage unit 120 and compares it with the target temperature, and if there is a certain temperature difference between the two, performs feedback control to change the target temperature (set temperature) by the specified temperature difference.
具体的には、製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、目標温度よりも高い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも温度差分量だけ低めに設定してコンクリートを製造する制御を実行する。 Specifically, if the temperature of the first batch of concrete produced is higher than the target temperature, the temperature difference is identified, and the target temperature for the second or third batch of concrete is set lower than the original target temperature by the temperature difference, and control is exercised to produce the concrete.
一方、製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、目標温度よりも低い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも温度差分量だけ高めに設定してコンクリートを製造する制御を実行する。 On the other hand, if the temperature of the first batch of concrete produced is lower than the target temperature, the temperature difference is identified, and the target temperature for the second or third batch of concrete is set higher than the original target temperature by the temperature difference amount, and control is performed to produce the concrete.
ここで、計量槽50が先行計量機能を有する場合のフィードバック制御の一例を以下に示す。 Here, an example of feedback control when the metering tank 50 has a pre-metering function is shown below.
例えば、計量槽50における先行計量機能をONにしておき、目標温度が25℃±2℃(23℃乃至27℃)に対して、1バッチ目の練り上がり温度が22℃である場合(目標温度よりも低い場合)を仮定する。 For example, let's assume that the advance metering function in the metering tank 50 is ON, the target temperature is 25°C ± 2°C (23°C to 27°C), and the mixing temperature of the first batch is 22°C (lower than the target temperature).
この場合、2バッチ目の目標温度は、1バッチ目と同じ25℃となり、計算用目標温度が25℃で練り混ぜ水の重量を計算する。また、3バッチ目の目標温度は、1バッチ目の補正値分の1℃加算されて26℃となり、計算用目標温度が26℃の練り混ぜ水の重量を計算する。 In this case, the target temperature for the second batch will be 25°C, the same as the first batch, and the weight of the mixed water will be calculated with a target temperature for calculation of 25°C. The target temperature for the third batch will be 26°C, with 1°C added as the correction value for the first batch, and the weight of the mixed water will be calculated with a target temperature for calculation of 26°C.
一方、計量槽50における先行計量機能をONにしておき、目標温度が25℃±2℃(23℃乃至27℃)に対して、1バッチ目の練り上がり温度が28℃である場合(目標温度よりも高い場合)を仮定する。 On the other hand, let's assume that the advance metering function in the metering tank 50 is ON, the target temperature is 25°C ± 2°C (23°C to 27°C), and the mixing temperature of the first batch is 28°C (higher than the target temperature).
この場合、2バッチ目の目標温度は、1バッチ目と同じ25℃となり、計算用目標温度が25℃で練り混ぜ水の重量を計算する。また、3バッチ目の目標温度は、1バッチ目の補正値分の-1℃加算されて24℃となり、計算用目標温度が24℃の練り混ぜ水の重量を計算する。 In this case, the target temperature for the second batch will be 25°C, the same as the first batch, and the weight of the mixed water will be calculated with a target temperature for calculation of 25°C. The target temperature for the third batch will be 24°C, with -1°C added, the correction value for the first batch, and the weight of the mixed water will be calculated with a target temperature for calculation of 24°C.
一方、計量槽50における先行計量機能をOFFにしておき、目標温度が25℃に対して、1バッチ目の練り上がり温度が22℃である場合を仮定する。 On the other hand, let's assume that the advance metering function in the metering tank 50 is turned OFF, the target temperature is 25°C, and the mixed temperature of the first batch is 22°C.
この場合、2バッチ目の目標温度は、1バッチ目の補正値分の1℃加算されて26℃となり、計算用目標温度が26℃の練り混ぜ水の重量を計算する。 In this case, the target temperature for the second batch is 26°C, which is the correction value for the first batch plus 1°C, and the weight of the mixing water with a target temperature for calculation of 26°C is calculated.
一方、計量槽50における先行計量機能をOFFにしておき、目標温度が25℃に対して、1バッチ目の練り上がり温度が28℃である場合を仮定する。 On the other hand, let's assume that the advance metering function in the metering tank 50 is turned OFF, the target temperature is 25°C, and the mixed temperature of the first batch is 28°C.
この場合、2バッチ目の目標温度は、1バッチ目の補正値分の-1℃加算されて24℃となり、計算用目標温度が24℃の練り混ぜ水の重量を計算する。 In this case, the target temperature for the second batch is 24°C, which is the correction value for the first batch, plus -1°C, and the weight of the mixing water with a target temperature for calculation of 24°C is calculated.
このように、先行計量機能をONの際に練り上がり温度が範囲から外れた場合は、温度誤差は次々バッチでフィードバックし、先行計量機能をOFFの際に練り上がり温度が範囲から外れた場合は、温度誤差は次バッチでフィードバックする。 In this way, if the mixing temperature is out of range when the advance metering function is ON, the temperature error will be fed back in the next batch, and if the mixing temperature is out of range when the advance metering function is OFF, the temperature error will be fed back in the next batch.
図5に戻り、表示部118では、各温度センサの計測値や練り上がり時の目標温度、冷温水の水温等が表示され、さらに、上記するように1バッチ目の練り上がり温度と目標温度との間の温度差分量を表示する。 Returning to Figure 5, the display unit 118 displays the measured values of each temperature sensor, the target temperature at the time of mixing, the temperature of the cold and hot water, etc., and further displays the temperature difference between the mixed temperature of the first batch and the target temperature, as described above.
図7は、その他材料の温度や外気温、その他材料の比熱、メカニカルヒート等を勘案して、外気温が15℃の条件下において、練り上がり温度の目標温度:25℃を実現するための練り混ぜ水の目標水温を算定する、一連の流れを一例として示すシートである。図示例の条件下では、練り混ぜ水の目標水温が36℃程度と算出される。 Figure 7 is a sheet showing an example of the process for calculating the target mixing water temperature to achieve a target mixing temperature of 25°C when the ambient temperature is 15°C, taking into account the temperatures of other materials, the ambient temperature, the specific heat of other materials, mechanical heat, etc. Under the conditions shown in the example, the target mixing water temperature is calculated to be approximately 36°C.
温度管理システム200によれば、練り上がり時の温度が目標温度であるコンクリートを製造するための冷温水の水温調整を、熱交換器A(30A)及び熱交換器C(30C)とヒートポンプ20を用いて実行することにより、ボイラーを使用することなく、施工現場にて調達した水を加温することができ、さらには冷却することもできることから、練り混ぜ水を、一年を通じてコンクリートの目標温度を実現するための目標水温に調整することが可能になる。 The temperature control system 200 uses heat exchanger A (30A), heat exchanger C (30C), and heat pump 20 to adjust the temperature of the cold and hot water used to produce concrete that has a target temperature when mixed. This makes it possible to heat and even cool water procured at the construction site without using a boiler, making it possible to adjust the mixing water to a target water temperature to achieve the target concrete temperature all year round.
また、実施形態に係るコンクリートの温度管理方法は、以下のA工程乃至D工程を有する。 Furthermore, the concrete temperature control method according to the embodiment includes the following steps A to D.
A工程では、水槽A(10A)に収容されている、冷水もしくは温水である冷温水と、水槽C(10C)に収容されている、熱源水との間で、熱交換器A(30A)及び熱交換器C(30C)とヒートポンプ20を用いて熱交換を行うことにより、冷温水の温度を調整する。 In Process A, the temperature of the cold or hot water stored in Tank A (10A) is adjusted by heat exchange using Heat Exchanger A (30A) and Heat Exchanger C (30C) and Heat Pump 20 between the cold or hot water and the heat source water stored in Tank C (10C).
B工程では、その他材料の温度を計測し、その他材料の温度に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの目標温度となるための練り混ぜ水の目標水温を算定する。 In process B, the temperatures of other materials are measured, and based on the measurement data regarding the temperatures of other materials, the target temperature of the mixing water is calculated to achieve the target temperature of the concrete to be produced.
C工程では、温度が調整された冷温水の温度に関する計測データと、温度が調整された常温水の温度に関する計測データを基準として、生成される練り混ぜ水の水温が目標水温となるように、冷温水と常温水のそれぞれの重量を算定して計量槽50に供給し、計量槽50にて練り混ぜ水を生成する。 In process C, the weights of the cold/warm water and room temperature water are calculated based on the measurement data for the temperature of the temperature-adjusted cold/warm water and the measurement data for the temperature of the temperature-adjusted room temperature water, and are supplied to the measuring tank 50 so that the temperature of the mixed water to be produced reaches the target water temperature. The mixed water is then produced in the measuring tank 50.
D工程では、練り混ぜ水とその他材料とをミキサー70に供給してコンクリートを製造し、コンクリートの練り上がり時の温度を計測し、目標温度と比較する。この際、双方の間に温度差分量がある場合は、次バッチもしくは次々バッチにて目標温度を達成するためのフィードバック制御を実行する。 In process D, mixing water and other materials are supplied to the mixer 70 to produce concrete, and the temperature of the concrete when mixed is measured and compared with the target temperature. If there is a temperature difference between the two, feedback control is performed to achieve the target temperature in the next batch or the batch after that.
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments, and the present invention is in no way limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately depending on the application form.
10A:水槽A
10B:水槽B
10C:水槽C
20:ヒートポンプ
30A:熱交換器A(熱交換器)
30C:熱交換器C(熱交換器)
40:調整タンク
50:計量槽
60:その他材料貯蔵槽
70:ミキサー
81,82,83,84,85,86,91,92,93:配管
87:第1配管
87a:第1計量バルブ
88:第2配管
88a:第2計量バルブ
89:第3配管
89a:第3計量バルブ
95a、95b、95c、95d、95e,95f:循環ポンプ
96a,96b,96c,96d:温度センサ
100:制御装置
110:通信部
112:機器制御部
114:計量槽制御部
116:フィードバック制御部
118:表示部
120:格納部
200:コンクリートの温度管理システム(温度管理システム)
10A: Aquarium A
10B: Water tank B
10C: Water tank C
20: Heat pump 30A: Heat exchanger A (heat exchanger)
30C: Heat exchanger C (heat exchanger)
40: Adjustment tank 50: Metering tank 60: Other material storage tank 70: Mixer 81, 82, 83, 84, 85, 86, 91, 92, 93: Piping 87: First pipe 87a: First metering valve 88: Second pipe 88a: Second metering valve 89: Third pipe 89a: Third metering valve 95a, 95b, 95c, 95d, 95e, 95f: Circulation pump 96a, 96b, 96c, 96d: Temperature sensor 100: Control device 110: Communication unit 112: Equipment control unit 114: Metering tank control unit 116: Feedback control unit 118: Display unit 120: Storage unit 200: Concrete temperature control system (temperature control system)
Claims (7)
冷水もしくは温水である、冷温水が収容される、水槽Aと、
常温水が収容される、水槽Bと、
熱源水が収容される、水槽Cと、
前記水槽Aと前記水槽Bから、前記冷温水と前記常温水が供給されて前記練り混ぜ水が生成される、計量槽と、
前記練り混ぜ水と前記その他材料を収容して混練する、ミキサーと、
前記水槽Aと前記水槽Cとの間に介在して、前記冷温水と前記熱源水との間の熱交換を行うことにより該冷温水の温度を調整する、熱交換器及びヒートポンプと、
前記冷温水と、前記常温水と、前記練り混ぜ水と、製造されたコンクリートのそれぞれの温度を直接的もしくは間接的に計測する複数の温度センサと、
前記目標温度が格納され、複数の前記温度センサによる計測データが取り込まれ、該計測データと該目標温度とに基づいて、該目標温度を実現するための目標水温を備えた前記練り混ぜ水を生成する制御を実行する、制御装置と、を有することを特徴とする、コンクリートの温度管理システム。 A concrete temperature control system that measures the temperature of mixing water, which is a material used in producing concrete, measures the temperatures of other materials other than the mixing water, or assumes that the temperatures are similar to the nearby measured temperatures, and controls the temperature of the concrete to be produced to a target temperature.
a water tank A containing cold or hot water;
a water tank B containing room temperature water;
a water tank C containing heat source water;
a measuring tank into which the cold/hot water and the room temperature water are supplied from the water tank A and the water tank B to generate the mixing water;
a mixer that accommodates and kneads the mixing water and the other materials;
a heat exchanger and a heat pump interposed between the water tank A and the water tank C, which adjusts the temperature of the cold/hot water by exchanging heat between the cold/hot water and the heat source water;
a plurality of temperature sensors that directly or indirectly measure the temperatures of the cold/hot water, the room temperature water, the mixing water, and the manufactured concrete;
a control device that stores the target temperature, inputs measurement data from the plurality of temperature sensors, and executes control to generate the mixing water having a target water temperature for achieving the target temperature based on the measurement data and the target temperature.
前記水槽Aと前記熱交換器Aは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記水槽Cと前記熱交換器Cは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記熱交換器Aと前記熱交換器Cの間には前記ヒートポンプが介在しており、
前記熱交換器Aと前記ヒートポンプは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続され、
前記熱交換器Cと前記ヒートポンプは、循環ポンプが介在する配管を介して液体を循環させるように接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のコンクリートの温度管理システム。 The heat exchangers include a heat exchanger A specific to the water tank A and a heat exchanger C specific to the water tank C,
The water tank A and the heat exchanger A are connected to circulate the liquid through a pipe having a circulation pump therebetween,
The water tank C and the heat exchanger C are connected to circulate the liquid through a pipe having a circulation pump therebetween,
The heat pump is interposed between the heat exchanger A and the heat exchanger C,
The heat exchanger A and the heat pump are connected to circulate a liquid through a pipe having a circulation pump interposed therebetween,
2. The concrete temperature control system according to claim 1, wherein the heat exchanger C and the heat pump are connected to circulate liquid through piping with a circulation pump interposed therebetween.
前記水槽Aと前記調整タンクは、循環ポンプが介在する配管を介して水を循環させるように接続され、
前記水槽Bには、循環ポンプが介在するとともに前記計量槽に通じる配管が接続され、該水槽Bと該配管の間で水を循環させるようになっており、
前記水槽Aと前記調整タンクの間で前記冷温水を循環させ、該冷温水の温度を安定させた後に前記計量槽に該冷温水が供給されるようになっており、
前記水槽Bと前記配管の間で前記常温水を循環させ、該常温水の温度を安定させた後に前記計量槽に該常温水が供給されるようになっていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のコンクリートの温度管理システム。 An adjustment tank is provided above the measuring tank,
The water tank A and the adjusting tank are connected to circulate water through piping with a circulation pump interposed therebetween,
A circulation pump is interposed in the water tank B, and a pipe leading to the measuring tank is connected to the water tank B, so that water is circulated between the water tank B and the pipe.
The cold/hot water is circulated between the water tank A and the adjusting tank, and the temperature of the cold/hot water is stabilized before the cold/hot water is supplied to the metering tank.
3. A concrete temperature control system as described in claim 1 or 2, characterized in that the room temperature water is circulated between the water tank B and the piping, and the room temperature water is supplied to the measuring tank after the temperature of the room temperature water has stabilized.
前記調整タンクと前記計量槽の間には、2系統の第1配管と第2配管があり、
前記第1配管には、粗計量用の第1計量バルブが介在し、
前記第2配管には、微計量用の第2計量バルブが介在しており、
前記第1配管を介して、前記計量槽に対して供給されるべき前記冷温水の大多数の量が供給された後、前記第2配管を介して、前記計量槽に対して残りの前記冷温水が供給されるようになっており、
前記水槽Bと前記計量槽の間には、1系統の第3配管が有り、
前記第3配管には、粗計量と微計量の双方を実行する第3計量バルブが介在し、第3計量バルブにより、前記計量槽に対して前記常温水の大多数の量が供給された後に残りの前記常温水が供給されるようになっていることを特徴とする、請求項3に記載のコンクリートの温度管理システム。 The apparatus is configured to be able to cope with a case where the amount of the cold or hot water supplied to the measuring tank is greater than the amount of the room temperature water,
Between the adjustment tank and the measuring tank, there are two systems of first and second piping,
A first metering valve for rough metering is interposed in the first piping,
A second metering valve for minute metering is interposed in the second pipe,
after the majority of the cold/hot water to be supplied to the metering tank is supplied through the first pipe, the remaining cold/hot water is supplied to the metering tank through the second pipe,
Between the water tank B and the measuring tank, there is a third piping system.
A concrete temperature control system as described in claim 3, characterized in that a third metering valve that performs both rough metering and fine metering is interposed in the third piping, and the third metering valve supplies the remaining amount of room temperature water to the metering tank after the majority of the room temperature water has been supplied to the metering tank.
前記その他材料の温度に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの前記目標温度となるための前記練り混ぜ水の前記目標水温を算定し、
温度が調整された前記冷温水の温度に関する計測データと、温度が調整された前記常温水の温度に関する計測データを基準として、生成される前記練り混ぜ水の水温が前記目標水温となるように、前記計量槽に供給される前記冷温水と前記常温水のそれぞれの重量を算定することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコンクリートの温度管理システム。 The control device
Calculating the target water temperature of the mixing water to achieve the target temperature of the concrete to be produced based on the measurement data regarding the temperatures of the other materials;
5. A concrete temperature control system as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that the weights of the cold/warm water and the room temperature water to be supplied to the measuring tank are calculated based on measurement data relating to the temperature of the temperature-adjusted cold/warm water and measurement data relating to the temperature of the temperature-adjusted room temperature water so that the temperature of the mixing water to be generated becomes the target water temperature.
製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、前記目標温度よりも高い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも該温度差分量だけ低めに設定してコンクリートを製造する制御を実行し、
製造された1回目バッチのコンクリートの温度が、前記目標温度よりも低い場合は、温度差分量を特定し、2回目バッチもしくは3回目バッチのコンクリートの目標温度を当初の目標温度よりも該温度差分量だけ高めに設定してコンクリートを製造する制御を実行することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のコンクリートの温度管理システム。 The control device
If the temperature of the produced first batch of concrete is higher than the target temperature, a temperature difference amount is identified, and a control is executed to produce concrete by setting the target temperature of the second batch or the third batch of concrete to be lower than the initial target temperature by the temperature difference amount;
6. A concrete temperature control system according to claim 1, characterized in that, when the temperature of the first batch of concrete produced is lower than the target temperature, a temperature difference amount is identified, and the target temperature of the second or third batch of concrete is set higher than the initial target temperature by the temperature difference amount to produce concrete.
水槽Aに収容されている、冷水もしくは温水である前記冷温水と、水槽Cに収容されている、熱源水との間で、熱交換器及びヒートポンプを用いて熱交換を行うことにより、前記冷温水の温度を調整する、A工程と、
前記その他材料の温度を計測し、該その他材料の温度に関する計測データに基づいて、製造されるコンクリートの前記目標温度となるための前記練り混ぜ水の目標水温を算定する、B工程と、
温度が調整された前記冷温水の温度に関する計測データと、水槽Bに収容されている、温度が調整された前記常温水の温度に関する計測データを基準として、生成される前記練り混ぜ水の水温が前記目標水温となるように、前記冷温水と前記常温水のそれぞれの重量を算定して計量槽に供給し、該計量槽にて前記練り混ぜ水を生成する、C工程と、
前記練り混ぜ水と前記その他材料とをミキサーに供給してコンクリートを製造し、該コンクリートの温度を計測する、D工程とを有することを特徴とする、コンクリートの温度管理方法。 A method for controlling the temperature of concrete by measuring the temperatures of mixing water, which is made up of cold/hot water and room temperature water, and other materials other than the mixing water, which are materials used in producing concrete, and controlling the temperature of the concrete to be produced to a target temperature.
A process A includes adjusting the temperature of the cold or hot water by performing heat exchange between the cold or hot water contained in a water tank A and heat source water contained in a water tank C using a heat exchanger and a heat pump;
A process B includes measuring the temperatures of the other materials and calculating a target water temperature of the mixing water to achieve the target temperature of the concrete to be produced based on measurement data regarding the temperatures of the other materials;
a C process in which the weights of the cold/warm water and the room temperature water are calculated based on measurement data relating to the temperature of the temperature- adjusted cold/warm water and measurement data relating to the temperature of the room temperature water contained in a water tank B so that the water temperature of the mixed water to be produced becomes the target water temperature, and the calculated weights are supplied to a measuring tank, and the mixed water is produced in the measuring tank;
A method for controlling the temperature of concrete, comprising a step D of supplying the mixing water and the other materials to a mixer to produce concrete and measuring the temperature of the concrete.
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