CS226005B2

CS226005B2 - Heat transferring system

Info

Publication number: CS226005B2
Application number: CS793580A
Authority: CS
Inventors: Hans Haugeneger
Original assignee: Thermoval Fussbodenheizung
Priority date: 1978-06-28
Filing date: 1979-05-24
Publication date: 1984-03-19
Also published as: NO791724L; DE2853665B2; JPS6227332B2; CH640932A5; ATA468378A; YU145679A; SE437876B; IE48651B1; FR2429987B1; DE2857373C2; DE7836808U1; JPS556191A; LU81374A1; IT1118855B; NL172786C; DE2853665C3; SE7905151L; BE877208A; GR64882B; DE2853665A1

Abstract

A heat transfer system, in particular a floor heating system, comprises tubes 5 of plastics material arranged in a settable or hardenable material 6 (e.g. a floor finishing layer of cement skim), the position of the tubes being fixed by holding means e.g. 3,4 relative to an underlying structure (e.g. concrete 1 overlaid by a heat-barrier material 2), and the tubes being in the main part of their length of oval or elliptical cross-section. The tube major axis may be normal to (as shown) or parallel to (Fig. 2) the surface of the said underlying structure. The pressure of the heat transfer medium applied to the inside surface of the tubes causes deformation of the tube wall in the regions thereof having the larger radius of curvature, whereby the tubes are force-lockingly applied against the associated surface of the floor finishing layer and heat transfer at these regions is substantially improved. <IMAGE>

Description

. Vyyniez se týká soustavy pro přenos .tepla, která sestává .z . trubek z plastické hmoty, uložených v médiu schopném tuhnutí nebo tvrdnutí,'jejichž poloha vůči podkladu.je fixována držáky. ,. The invention relates to a heat transfer system consisting of .z. plastic pipes embedded in a solidification or hardening medium whose position relative to the substrate is fixed by the holders. ,

Soustavy pro přenos tepla, konstruované tímto způsobem, jsou známé. . Takové soustavy, které se rovněž označují jako velkoploché soustavy pro . přenos tepla, se póuuívají například ve spojení s nízkoteplotním vytápěcím systémem, zejména s · ·topením vP°dlaze. U takových soustav pro přenos .tepla se obecně na podklad, například na hrubý beton, nanese tepelně tlumicí vrstva, na níž se upevňuj pomocí lišt z kovu nebo. podobných držáků trubky z plastické hmoty. Po upevnění trubek nebo nekonečné trubky z plastické hmoty v držácích, se trubky společně sdržáky úplně zakryjí potěrem, například cementovým potěrem, který se na ně nanese. Trubky se obecně vyrábějí z polypropylenu nebo polyethylenu s hladlým povrchem a . jsou na tepelně tlumicí vrstvě uloženy pomocí držákůve tvaru hadů, meandrů nebo spirál. Trubky, kterých se k tomuto účelu používá, mají až dosud kruhový průřez. «Heat transfer systems constructed in this manner are known. . Such systems, also referred to as large - area systems for. The heat transfer is used, for example, in conjunction with a low temperature heating system, in particular with a heating plate. In such heat transfer systems, a heat-damping layer is generally applied to a substrate, for example rough concrete, on which they are fastened by means of metal or metal strips. Similar plastic tube holders. After fixing the pipes or endless plastic pipes in the holders, the pipes together with the holders are completely covered with a screed, for example a cement screed, which is applied thereto. The tubes are generally made of smooth or polypropylene polypropylene or polyethylene. are placed on the heat-damping layer by means of snakes, meanders or spirals. The pipes used for this purpose have hitherto a circular cross-section. «

Popsané soustavy pro přenos tepla maHí různé nevýhody. Během tuhnutí . nebo tvrdnutí potěru se mohou vytvooit mezi trubkou z plastické hmoty a potěrem vzduchové Štěrbiny, které podstatně zhorSují přestup tepla z trubky do potěru, což má za.následek značné zmenšení účinnooti topné soustavy. Tato nevýhoda je zvláště patrná u vytápěcích systémů, jako jsou nízkoteplotní vytápěcí systémy, které pracují s nízkou teplotou na přívodu a při Špatném přestupu tepla potřebuj vyšší topný výkon, to znamená vyšší přívodní ’ teplotu. ní vytápěcí systémy se často užívají ve spojení s tepelnými čerpadly, takže snížená účinnost se nedá vyrovnat zvýšenou topnou energií.The heat transfer systems described have various disadvantages. During solidification. or curing of the screed may be formed between the plastic pipe and the screed, which severely impede heat transfer from the pipe to the screed, resulting in a significant reduction in the efficiency of the heating system. This disadvantage is particularly noticeable in heating systems such as low temperature heating systems which operate at a low supply temperature and need a higher heating output, i.e. a higher supply temperature, in the case of poor heat transfer. Heating systems are often used in conjunction with heat pumps, so that reduced efficiency cannot be compensated by increased heating energy.

Vzduchové mezery a štěrbiny, vznike^ící mezi trubkami z plastické hmoty a mazaninou, snemožnují mimo to, tvarové a/nebo silové spojení mezi mazaniriou a trubkou, takže v důsledku různých součinitelů'tepelné roztažnooti eeaaniny a plastické hmoty trubek je při zapnutí a vypnutí vytápěcí soustavy a při regulačních pochodech možné opakované posouvání trubky vůči potěru, což průběhem doby může způsobit zničení trubek nebo trubky·Furthermore, the air gaps and slits formed between the plastic pipes and the screed make it impossible to form and / or force the connection between the pipe and the pipe, so that due to various factors the thermal expansion of the pipe and plastic pipe is heating. system and during regulation processes possible repeated shifting of the pipe against the screed, which over time may cause damage to the pipes or pipe

Účelem vynálezu je vytvořit soustavu pro přenos tepla tak, aby neměla uvedené nevýhody dosavadních zařízení·The purpose of the invention is to provide a heat transfer system so that it does not have the disadvantages of the prior art.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že trubky mají alespoň v převažujícím rozsahu oválný nebo eliptický průřez.It is an object of the invention that the tubes have at least a predominantly oval or elliptical cross-section.

Eliptický nebo oválný průřez trubek z plastické .hmoty vede - k - tomu, že při provozu ' soustavy pro přenos tepla působí médium přenášející teplo a vedené trubkou tlakem na vnitřní stěnu trubek, což má za následek deformaci eliptického průřezu. Vntřní tlak média přenášejícího teplo, který vyvolává deformaci jliptického průřezu trubky, způsobuje tuto defdreaci zejména v té oblasti, trubky, která má největší poloměr křivooti, takže příslušná stěna trubky přiléhá hladce sHovým spojem na . protilehlou stěnu ztuhlého potěru. Poněvadž část trubky s veUýí poloměrem křivosti představuje největší část obvodu trubky, dochází k podstatnému zlepšení přenosu tepla mezi plastickou trubkou a potěrem. Přitom vzniká také silové spojení mezi potěrem a trubkami, které zabraňuje nekontrolovanému a dodatečnému posouvání trubky .v meaanině, jež je důsledkem rozdílných миИпШИ. tepelné roztažnooti eazaniny a plastické hmoty během vytápění. Ještě- spoochlivěji lze přemísťování trubek z plastické hmty zabránit pomocí přídavných žeber, která jsou umístěna po délce trubek ve vzájemném - odstupu.The elliptical or oval cross-section of the plastic pipes leads to the fact that, in operation of the heat transfer system, the heat transfer medium exerts a pressure through the pipe on the inner wall of the pipes, resulting in deformation of the elliptical cross-section. The internal pressure of the heat transfer medium causing the deformation of the elliptical cross-section of the pipe causes this deflection, particularly in the area of the pipe having the greatest radius of curvature, so that the respective wall of the pipe abuts smoothly with the joint. the opposite wall of the solidified screed. Since the part of the pipe with a large curvature radius represents the largest part of the pipe circumference, the heat transfer between the plastic pipe and the screed is significantly improved. There is also a force connection between the screed and the pipes, which prevents uncontrolled and additional displacement of the pipe in the meaanine, which is the result of the different interfaces. thermal roztažnooti eazaniny and plastics during heating. More reliably, the displacement of the plastic pipes can be prevented by means of additional ribs which are spaced apart along the length of the pipes.

U.ožení trubek v eazanině takovým způsobem, že velká osa průřezu trubky je kolmé k podkladu, usnadňuje ohýbání trubek při pokládání před nanesením potěru. Umístění trubek s . velkou osou přůřezu rovnoběžnou k podkladu může mít naopak účelně za následek zmenšení stavební výšky a výšky horní části celé soustavy pro - přenos tepla. V důsledku zlepšeného přenosu tepla mezi plastickou hmotou trubky a potěrem se zvyšuje účinnost, což znamená že na rozdíl od známého vytápění v podlaze pomooí plastických trubek kruhového průřezu se dosáhne konstantní povrchové teploty podlahy při nízké vstupní teplotě. Kromě toho se dosáhne steá^oměráé povrchové teploty potěru a podlahové krytiny, která ' je na něm položena, a to zejména v tom případě, když jsou trubky uloženy v těsné blízkosti tepelně tlumicí vrstvy.·Placing the pipes in eazanine in such a way that the large axis of the cross-section of the pipe is perpendicular to the substrate facilitates the bending of the pipes when laying before the screed is applied. Pipe placement with. on the other hand, a large axis of the cross section parallel to the substrate may conveniently result in a reduction in the construction height and the height of the upper part of the entire heat transfer system. Due to the improved heat transfer between the plastic of the pipe and the screed, the efficiency increases, which means that, in contrast to the known heating in the floor by plastic pipes of circular cross section, a constant surface temperature of the floor is achieved at a low inlet temperature. In addition, the surface temperature of the screed and the floor covering which is laid thereon is attained substantially, in particular when the pipes are placed in close proximity to the thermal damping layer.

Poožití stojaté oválné trubky má - následnicí výhodu: Tlak topného m^é^ia na vnitřní stěny trubky má za následek, že v oblasti obou vrcholů se průměr trubky zeenní a eezi trubkou a potěrem se vytvoří vzduchová štěrbina, zatímco - v oblasti trubky . s - vellýe poloměrem křivosti se znemožní vznik vzduchových Mier tíe, že se trubka na průměru zvětší. Tím se dosáhne lepšího a stejnoeěrnájšílo vyzařování tepla a lepšího přestupu tepla íízí potěrem a plochami trubky s velkým poloměrem křivooti, což vede v této oblasti, k vyšší povrchové teplotě, zatímco vyzařování tepla na vrcholech trubky seěree nahoru a dolů se vlivee vzniklých vzduchových štěrbin zmj^áe^je, což má za následek zmenšení teploty na povrchu podlahy v oblasti vrcholů trubky; v toeto eístě by byla jinak velice vysoká povrchová teplota.The ingestion of a standing oval tube has the following advantage: The pressure of the heating element on the inner walls of the tube results in an air gap in the area of both peaks and an air gap between the pipe and the screed, while in the area of the tube. With a larger radius of curvature, the occurrence of air MIs is prevented by the fact that the pipe becomes larger in diameter. This results in a better and more uniform heat emission and a better heat transfer through the screed and pipe surfaces with a large radius of curvature, leading to a higher surface temperature in this region, while the heat radiation at the pipe tops is directed upwards and downwards. a is resulting in a decrease in the temperature on the floor surface in the region of the tops of the pipe; otherwise, the surface temperature would be very high.

- Velkoplochá soustava pro přenos tepla, vytvořená podle vynálezu, je obzvláště vhodná pro - vytápění v podleze, a to pro tak zvané nízkoteplotní vytápění v podlaze, které pracuje s nižší vstupní teplotou ve spojení s obvyklou topnou soustavou nebo s tepelTými čerpadly.The large-area heat transfer system according to the invention is particularly suitable for underfloor heating, the so-called low temperature floor heating, which operates at a lower inlet temperature in conjunction with a conventional heating system or heat pumps.

Vynález bude vysvětlen na několika příkladech v souvislosti s výkresy, kde na obr. i je svislý řez soustavou pro přenos tepla podle vynálezu, na obr. 2 je svislý řez obměněným provedením soustavy, obr. 3 ukazuje sihjeetiiky úsek trubky v oblasti ohybu, na obr. 4 je po№ed na - řez vedený rovinou IV-IVna obr. 3, - na obr. - 5 je půdorys části položené trubky s držáky na obr. 6 je výhodné provedení trubky a obr. 7 je řez trubkou z obr. 6 vedený rovinou VII-VII.The invention will be explained in several examples with reference to the drawings, in which Fig. 1 is a vertical section through a heat transfer system according to the invention; Fig. 2 is a vertical section through a modified embodiment of the system; Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 3, - Fig. 5 is a plan view of a portion of the laid pipe with the brackets in Fig. 6, a preferred embodiment of the pipe; taken along plane VII-VII.

V následujícím textu bude popsán v souvislosti s obr. 1 a 2 základní typ vytvoření soustavy pro přenos tepla, které se používá pro vytápění v podlaze. Na podkladu 1, například na hrubém betonu, je uložena tepelně tlumicí vrstva 2 z libovolného tepelně tlumicího materiálu, například ze styroporu. Na tepelně tlumicí vrstvu se uloží do předem stanoveného obrazce a v určitých vzdálenostech upevňovací lišty J, které jsou například z kovu a slouží к uchycení držáků 4. Držáky 4. mohou mít libovolný tvar a jejich účelem je upevniv trubky £ ^z plastické hmoty před nanesením potěru 6. Trubky £ jsou přitom s výhodou sevřeny v držácích 4, takže mají před nanesením potěru 6 například tvar znázorněný na obr. 5. Obr. 5 přitom ukazuje pouze příklad možného uložení trubek které mohou v případě potřeby sestávat buS z jednotlivých úseků, nebo naopak z nekonečné trubky. I uspořádání držáků £ představuje pouze příklad. Po nanesení potěru 6 a jeho ztvrdnutí se na jeho povrch položí libovolná krytina I· Toto uspořádání soustavy pro přenos tepla je známé.In the following, the basic type of heat transfer system used for floor heating will be described with reference to Figures 1 and 2. On the substrate 1, for example on rough concrete, a heat-damping layer 2 of any heat-damping material, for example styropor, is deposited. On the heat barrier layer is deposited in a predetermined pattern and in spaced fastening strips J which are for example made of metal and serves к mounting brackets fourth brackets 4 can have any shape and are designed upevniv £ pipes ^plastic before applying screed The pipes 6 are preferably clamped in the holders 4 so that, for example, they have the shape shown in FIG. 5 before the screed 6 is applied. FIG. 5 shows only an example of a possible pipe support, which may consist, if necessary, of individual sections or, conversely, of an endless pipe. The arrangement of the holders 6 is only an example. After the screed 6 has been applied and hardened, any covering I is placed on its surface. This arrangement of the heat transfer system is known.

V provedení podle obr. 1 jsou trubky % s eliptickým průřezem zasazeny do držáků 4, tak, že větší osa průřezu trubky £ je kolmá к povrchu podkladu 1, to znamená kolmá к roviriě, na níž jsou trubky ž uloženy. V důsledku toho probíhají trubky 5 svou rovnou částí, označenou na obr. 5.písmenem A, na tepelně tlumicí vrstvě 2 tak, že delší osa průřezu trubky 2 je neustále kolmá к podkladu £. I v ohnuté části В probíhá velká osa přůřezu trubky £ kolmo к podkladu £. Při tomto uložení trubek £ je zřejmě ohýbání ohnuté části В v důsledku toho, že velká osa elipsy je kolmá к podkladu 1, podstatně usnadněno oproti běžnému ukládání trubek s kruhovým průřezem. Zatímco dosud se musely trubky kruhového průřezu za účelem pókládání do obrazce podle obr. 5 zahřívat, například průtokem horké vody, aby se mohly ohnout, lze při ukládání podle obr. 1 eliptickou trubku 2 položit buň úplně bez zahřátí, nebo jenom s mírným oteplením.In the embodiment of FIG. 1, the tubes 1 with an elliptical cross-section are embedded in the holders 4 such that the larger axis of the cross-section of the tube is perpendicular to the surface of the substrate 1, i.e. perpendicular to the plane on which the tubes are supported. As a result, the tubes 5 run with their straight part, indicated by the letter A in FIG. 5., on the heat-damping layer 2 so that the longer axis of the cross-section of the tube 2 is always perpendicular to the substrate. Even in the bent portion V, the large axis of the cross-section of the tube 8 extends perpendicular to the substrate £. With this pipe support, bending of the bent portion V due to the large axis of the ellipse being perpendicular to the substrate 1 is apparently facilitated compared to conventional pipe support of circular cross-section. While the tubes of circular cross-section had to be heated to be laid in the figure of FIG. 5, for example by flowing hot water in order to be able to bend, the elliptical pipe 2 can be laid completely without heating or only with slight warming.

Obr. 2 ukazuje provedení soustavy pro přenos tepla, které je obměněné oproti obr. 1 a odpovídá obrazci na obr. 5. V rovné části A trubky leží velká osa půůřezu trubky £ v podstatě rovnoběžně s podkladem £, zatímco v ohnuté části В je trubka % ohnuta tak, že ve vrcholu ohnuté části В je velká osa kolmá к podkladu £. V důsledku toho vzniká zúžení které je na obr. 5 patrné na vrcholu S trubkyGiant. 2 shows an embodiment of a heat transfer system that is varied from FIG. 1 and corresponds to that of FIG. 5. In the straight part A of the tube, the large axis of the cross-section of the tube 6 lies substantially parallel to the substrate. such that at the apex of the bent portion В there is a large axis perpendicular to the substrate £. As a result, the constriction is evident, as seen in FIG. 5 at the top of the pipe

Obr. 3 ukazuje schematicky část eliptické trubky £ pro provedení podle obr. 2, a obr. 4 znázorňuje řez touto trubkou 2 pohledů od vrcholu S podél roviny IV-IV na obr. 3.Giant. Fig. 3 shows schematically a part of an elliptical tube 6 for the embodiment of Fig. 2, and Fig. 4 shows a cross-section of this tube 2 viewed from the top S along the plane IV-IV in Fig. 3.

Držáky 4., znázorněné na obr. 1 a 2 a sloužící к upevnění jednotlivých úseků trubky 2 na lištách 2, svírají trubku 2 svými rameny 4a. 4 b a svou základnou 4c ji přidržují a podpírají. Držáky £ jsou zvoleny pouze jako příklad а к uchycení trubky 2 lze použít jakýchkoli jiných držáků odlišného tvaru. V provedení podle obr. 1 mají držáky £ menší šířku, poněvadž trubka £ leží svou velkou osou kolmo к podkladu £, zatímco na obr. 2 jsou znázorněny držáky £ s podtatně větší šířkou. Je zřejmé, že držáky £ nemají po nanesení a ztvrdnutí potěru 6 další funkci a slouží tedy pouze před nanesením potěru к upevnění trubky nebo trubek í na tepelně tlumicí vrstvě 2.The holders 4, shown in FIGS. 1 and 2, for fixing the individual sections of the tube 2 to the rails 2, clamp the tube 2 with their arms 4a. 4b and with their base 4c hold and support it. The holders 6 are only selected as an example and any other holders of different shape can be used to hold the tube 2. In the embodiment according to FIG. 1, the holders 4 have a smaller width, since the tube 6 lies with its large axis perpendicular to the substrate 4, while in FIG. 2 the holders 8 are shown with a substantially larger width. It will be appreciated that the holders 6 have no further function after application and hardening of the screed 6 and thus only serve to secure the pipe or pipes 1 to the heat-damping layer 2 before the screed is applied.

Při uložení optické eliptické trubky % velkou osou rovnoběžně s podkladem £, jak ukazuje obr. 2, lze zřejmě zmenšit podstatně stavební výšku celého topného systému, a tedy i potěru 6, a to o rozdíl mezi délkou dlouhé a krátké osy eliptického průřezu trubky Pokud se tedy žádá malá stavební výška, dává se přednost provedení podle obr. 2.If the optical elliptical pipe is positioned with a large axis parallel to the substrate 6, as shown in FIG. 2, it is possible to substantially reduce the overall height of the entire heating system and hence the screed 6 by the difference between the length of the long and short axis. hence a low overall height is desired, the embodiment according to FIG. 2 being preferred.

Obr. 6 a 7 ukazují další provedení trubky 5· Trubka i obíhající kroužky nebo žebra 8, které jsou rozloženy v určitých odstupech po jejich délce a tvoří s ní s výhodou jediné těleso. Při úpravě takových žeber 8 vzniká přídbvné tvarové, spojení mezi trubkou £ a naneseným potěrem 6 po jeho ztvrdnutí, takže se zabrání zejména nekontrolovatelnému roztahování trubky 2. vůči potěru 6.Giant. 6 and 7 show a further embodiment of the pipe 5. The pipe 1 or the circulating rings or ribs 8, which are spaced at a certain distance along their length and preferably form a single body therewith. When such ribs 8 are provided, an appropriate shaped connection is established between the pipe 6 and the screed 6 once it has hardened, so that uncontrolled expansion of the pipe 2 relative to the screed 6 is prevented.

Konce trubek mohou s výhodou přecházet do kruhového průřezu nebo mohou být po uložení do držáků £ vytvarovány pomocí vhodných nástrojů do kruhového průřezu, aby se usnadnilo připojení trubek 2 ^k rozdělovačům a ostatním částem topného systému.The ends of the pipes may preferably be circular in cross section or may be shaped into circular sections after placement in the holders 5 to facilitate the connection of the pipes 2 ^{to the} manifolds and other parts of the heating system.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A heat transfer system, in particular a floor heating system, which consists of plastic pipes which are embedded in a medium capable of solidifying or hardening - and whose position relative to the substrate is fixed by holders, characterized in that the pipes (5) have at least mostly oval nbbo elliptical cross-section.

Assembly according to claim 1, characterized in that the large axis of the elliptical cross-section of the tube (5) is perpendicular to the surface of the substrate (1).

Assembly according to claim 1, characterized in that the large axis of the elliptical cross-section of the tube (5) is parallel to the surface of the substrate (1).

Assembly according to claim 1, characterized in that each tube (5) has at least one bent part (B) in which a large axis is perpendicular to the surface of the substrate (1) and at least one straight part (A) in which it lies large cross-sectional axis parallel to the substrate surface (1).

Assembly according to claim 1 or 4, characterized in that in the oblesity of the bent parts (B) of the pipe (5), a large axis lies perpendicular to the surface of the substrate. substrate (D.

Assembly according to one of Claims 1 and 5, characterized in that the tubes (5) consist of an endless tube.

Assembly according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at the end the tubes (5) have a transition into a circular cross-section. ·

Θ. Assembly according to one of Claims 1 and 7, characterized in that the tubes (5) are provided on the circumference with rings or ribs (8) which are supported with the mmaer in succession. ’

Assembly according to Claim 8, characterized in that the rings or ribs (8) are directly formed on the tubes (5).

2 drawings'