-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung und/oder zur Optimierung
der Effizienz eines Fernwärmeleitungssystems
durch das Einbringen eines Innenrohrleitungsstranges in einen Leitungsabschnitt
des Fernwärmeleitungssystems.
-
Aufgrund
von Energiesparmaßnahmen
bei den Endverbrauchern sowie zu optimistischen Prognosen bei der
Berechnung des Fernwärmebedarfs sind
Leitungsabschnitte von Fernwärmeleitungssystemen,
die insbesondere aus oberirdisch und/oder erdverlegten Rohrleitungen
mit einem Mediumrohr, einer Isolationsschicht und einem Feuchtigkeitsschutz
sowie mechanischem Schutz für
die Isolationsschicht bestehen, oft überdimensioniert. Eine Folge
hieraus sind hohe Wärmeverluste,
da einerseits die wärmeabstrahlende
Oberfläche
des Leitungsabschnittes größer als
erforderlich ist und andererseits die Netzfahrweise und Netzregelung
nicht optimal erfolgen kann.
-
Weiterhin
kann die auf mindestens 40 Jahre angesetzte Lebensdauer von Fernwärmeleitungen durch
Innen- und/oder Außenkorrosion
reduziert sein. Hierbei zählen
ungünstige örtliche
Randbedingungen und/oder Qualitätsmängel bei
der Bauausführung
zu den häufigsten
Ursachen für
eine Außenkorrosion,
währenddessen
Innenkorrosion ausschließlich
durch eine mangelhafte Qualität
des Heizwassers infolge ungenügender
Aufbereitung hervorgerufen wird. Durch eine Innen- und/oder Außenkorrosion
des Mediumrohres werden in der Regel Leckagen hervorgerufen, die
zu Wasserverlusten und damit zu einer Durchfeuchtung der Isolationsschicht führen, wodurch
einerseits zusätzliche
Wärmeverluste
und andererseits neue Korrosionsschäden entstehen können.
-
Es
gibt unterschiedliche Sanierungsverfahren zur Beseitigung von durch
Innen- und/oder Außenkorrosion
hervorgerufene Schäden.
-
Eine
Sanierung von beschädigten
Fernwärmeleitungsabschnitten
ist bei einer sowohl innerhalb als auch außerhalb der Leitung auftretender
Schädigung
sehr aufwendig, da für
die In nen- und für
die Außensanierung
unterschiedliche Verfahren angewendet werden müssen. Die Innensanierung kann hierbei
durch Einbringen einer Zementmörtelauskleidung
erfolgen, wobei jedoch die erhöhten
Anforderungen an den Zementmörtel
durch die systembedingten Temperatureinflüsse berücksichtigt werden müssen. Um
eine gute Haftung des Zementmörtels an
der Leitungsinnenwand zu erzielen, muss der Leitungsabschnitt jedoch
vor dem Einbringen einer Zementmörtelauskleidung
mechanisch von Innen gereinigt und vorbehandelt werden.
-
Bei
der Außensanierung
eines in einem Haubenkanal verlegten Leitungsabschnittes wird hingegen
nach der Entfernung der bestehenden Isolierung ein Gemisch aus heißem Bitumen
mit Korkbeimischungen als Isolierwerkstoff in den Hohlraum zwischen
dem das Heizwasser führenden
Mediumrohr und der Kanalwand eingegossen, wo es nach Auskühlung aushärtet.
-
Eine
alleinige Innen- oder Außensanierung ist
hierbei kostengünstiger
als eine Neuverlegung, jedoch bleibt der vor der Sanierung vorhandene
Leitungsquerschnitt unverändert
bestehen.
-
Eine
gleichzeitige Außen-
und Innensanierung eines Leitungsabschnittes mit den genannten Verfahren
ist zwar möglich,
ist jedoch auch erheblich kostenaufwendiger als eine Neuverlegung.
Weiterhin bleibt der Leitungsquerschnitt bei Anwendung dieser Sanierungsverfahren
unverändert,
so dass eine Verkleinerung und somit Anpassung des Querschnitts der
Fernwärmeleitung
an die bestehende Durchflussmenge an Heizwasser durch die Sanierung
nicht erfolgt.
-
Demgemäss ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen,
mit welchem sowohl eine wirtschaftliche Sanierung eines bestehenden
Fernwärmeleitungsabschnittes
als auch eine Anpassung des Leitungsquerschnitts an die Netzhydraulik
mit geringem Aufwand erfolgen kann.
-
Diese
Aufgabe wird gemäss
der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
-
Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
-
Gemäß der Erfindung
dient das Verfahren zur Sanierung und/oder zur Optimierung der Effizienz eines
Fernwärmeleitungssystems
mit wenigstens einem Leitungsabschnitt, wobei das Verfahren drei
aufeinanderfolgende Verfahrensschritte umfasst.
-
Nach
dem Eröffnen
eines zu sanierenden und/oder zu optimierenden Leitungsabschnittes,
welcher insbesondere aus einem Mantelrohr, einem Innenrohr – auch Mediumrohr
genannt – und
einer dazwischenliegenden Isolationsschicht besteht, werden in einem
zweiten Verfahrensschritt eigensteife Innenrohrelemente kleineren
Durchmessers mit daran angeordneten Lagern miteinander verbunden
und der so entstandene Innenrohrleitungsstrang in den zu sanierenden
und/oder zu optimierenden Leitungsabschnitt eingebracht. In einem
dritten Verfahrensschritt werden die Enden des Innenrohrleitungsstranges
gegenüber
dem zu sanierenden und/oder zu optimierenden Leitungsabschnitt in
der Art abgedichtet, dass das zwischen dem Innenrohrleitungsstrang
und der Innenwand des zu sanierenden und/oder zu optimierenden Leitungsabschnittes
sich bildende Luftvolumen gegenüber
der Umgebungsluft im Wesentlichen abgeschlossen ist.
-
Hierdurch
ergibt sich der Vorteil, dass zum einen der zu sanierende und/oder
zu optimierende Leitungsabschnitt trotz eventuell bereits bestehender Beschädigungen
weiter zur Führung
und Lagerung des darin eingebrachten Innenrohrleitungsstranges verwendet
werden kann und zum anderen durch eine Anpassung der Querschnittsfläche des
Innenrohrleitungsstranges an den tatsächlichen Wärmebedarf die Netzhydraulik
verbessert wird, so dass Wärmeverluste
durch die verringerte Abstrahlungsoberfläche vermindert werden. Hierdurch
ergibt sich der Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstiger
als die bisher bekannten Verfahren ist.
-
Hinzu
kommt, dass in vorteilhafter Weise der nach diesem Verfahren sanierte
bzw. optimierte Leitungsabschnitt mit einer mehrfachen thermischen Isolation
versehen ist, da neben der schon bestehenden Isolationsschicht des
zu sanierenden bzw. zu optimierenden Leitungsabschnittes, die Isolationsschicht
des Innenrohrleitungsstranges und die im Wesentlichen stehende Luftschicht
zwischen dem Innenrohrleitungsstrang und der Innenwand des zu sanierenden
bzw. zu optimierenden Leitungsabschnittes zur thermischen Isolation
des Leitungsabschnittes beitragen.
-
Weiterhin
ist die Betriebssicherheit eines sanierten bzw. optimierten Leitungsabschnittes
bei einer möglichen
Leckage des Innenrohrleitungsstranges in der Art verbessert, dass
aus der Leckage austretendes Heizwasser sich in dem schon bestehenden
Leitungsabschnitt sammelt und von dort gezielt abgeführt werden
kann. Um beim Auftreten von Wasser zwischen der Innenwand des Leitungsabschnittes
und dem Innenrohrleitungsstrang eine Durchnässung der Isolationsschicht
zu verhindern, ist diese von einer Schutzverkleidung, vorzugsweise
einer Ummantelung aus PE, umgeben, welche die Isolationsschicht
wasserdicht nach außen
hin abschließt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann es zudem vorgesehen sein, dass in einem Abstand
von beispielsweise 10 m in Richtung des Innenrohrleitungsstranges
Feuchtigkeitssensoren in der Isolationsschicht und/oder außerhalb
der Schutzverkleidung angeordnet sind, die in vorteilhafter Weise
eine Leckage des Innenrohrleitungsstranges oder sich innerhalb des
Leitungsabschnitts ansammelndes Leck- oder Kondenswasser auf einer
den Feuchtigkeitssensoren zugeordneten Anzeigevorrichtung anzeigen.
-
Neben
einer Kostenersparnis aufgrund der Weiternutzung eines bestehenden
Fernwärmeleitungsnetzes
anstelle einer aufwendigen Neuverlegung, kann bei Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
auch die Netzhydraulik durch die entsprechende Auswahl des Querschnitts
des Innenrohrleitungsstranges in vorteilhafter Weise an den tatsächlichen
Bedarf an Heizwasser für
die Fernwärme
angepasst werden. Weiterhin ist in vorteilhafter Weise nach einer
Sanierung und/oder Optimierung oder Sanierung des Fernwärmeleitungssystems,
beispielsweise bei einer weiteren Veränderung des Heizwasserbedarfs,
der eingebrachte Innenrohrleitungsstrang auf einfache Weise gegen
einen Innenrohrleitungsstrang anderen Durchmessers austauschbar, wobei
die Leitungsabschnitte des bestehenden Fernwärmeleitungsnetzes weiterhin
zur Führung
und Lagerung eines neu einzubringenden Innenrohrleitungsstranges
genutzt werden können.
-
Das
statische System des schon bestehenden Leitungsabschnittes muss
hierbei nach der Sanierung bzw. Optimierung nicht verändert werden,
da der eingebrachte Innenrohrleitungsstrang zusammen mit dem durchgeführten Heizwasser
keine größeren Auflagerkräfte zur
Folge hat. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die
Lager des Innenrohrleitungsstran ges auf Höhe von gegebenenfalls bereits vorhandenen
Auflagern des bestehenden Leitungsabschnittes anzuordnen.
-
Das
Einbringen des Innenrohrleitungsstranges erfolgt vorzugsweise durch
Einschieben in die bestehende Leitung, wobei in vorteilhafter Weise
die Lager zur Lagerung der Innenrohrelemente als Gleitlager oder
-kufen, insbesondere aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten,
ausgestaltet sind, welche eine einfache Verschiebbarkeit und/oder
Verdrehbarkeit des Innenrohrleitungsstranges relativ zum Leitungsabschnitt
erlauben. Wie die Anmelderin gefunden hat, hat sich für eine einfache Verschiebbarkeit
und/oder Verdrehbarkeit die Anordnung von 4 Gleitlagern und/oder
-kufen im Querschnitt des Innenrohrleitungsstranges als besonders vorteilhaft
herausgestellt. Die Innenrohrelemente stützen sich hierbei an der Innenwand
des Leitungsabschnittes über
die Lager ab und positionieren den Innenrohrleitungsstrang konzentrisch
im Leitungsabschnitt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der
Abstand zwischen der Außenseite
des Innenrohrleitungsstranges und der Innenwand des Leitungsabschnittes
in radialer Richtung gleich groß ist,
so dass die miteinander verbundenen Innenrohrelemente zwangfrei
eingebracht und positioniert werden können.
-
Der
Innenrohrleitungsstrang ist hierbei in vorteilhafter Weise über eine
Länge von
100 bis 200 m in den Leitungsabschnitt einschiebbar, so dass das Fernwärmeleitungssystem
nur an wenigen Punkten zur Einbringung eines Innenrohrleitungsstranges
eröffnet
werden muss. Hierdurch werden insbesondere bei erdverlegten Rohrleitungen
aufwendige Tiefbaumaßnahmen
bei der Sanierung bzw. Optimierung des Fernwärmeleitungssystems vermieden,
da zum Eröffnen
des Leitungsabschnitts lediglich Gruben mit einer Länge von
10 bis 12m erforderlich sind.
-
Vorzugsweise
sind die Lager bzw. die Bestandteile der Lager aus einem Material,
insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, gebildet, welches zur
Vermeidung von Wärmebrücken einen
niedrigen Wärmeleitkoeffizienten
aufweist.
-
Zur
Herstellung eines Innenrohrleitungsstranges werden die Innenrohrelemente
im Taktverfahren nacheinander in den geöffneten Leitungsabschnitt eingebracht,
wobei die einzelnen Innenrohrelemente insbesondere durch Verschweißen miteinander
verbunden und auf den Lagern abgestützt in den Leitungsabschnitt
eingeschoben werden. Alternativ zu einer Verbindung mit einer Schweißnaht ist es
aber auch möglich,
die Rohrelemente über
andere Verbindungsmittel miteinander zu verbinden. Hierdurch ergibt
sich der Vorteil, dass die Länge
der Innenrohrelemente den örtlichen
Gegebenheiten angepasst werden kann, die Verbindung der Rohrelemente
an leicht zugänglichen
Stellen erfolgt und so ein zügiges
Einbringen des Innenrohrleitungsstranges in den Leitungsabschnitt
ermöglicht
wird.
-
Die
Dichtung zwischen dem Ende des Innenrohrleitungsstranges und dem
sanierten bzw. optimierten Leitungsabschnitt ist vorzugsweise als
eine längenveränderliche
Dichtung ausgestaltet, welche eine Relativbewegung des Innenrohrleitungsstranges
gegenüber
dem Leitungsabschnitt erlaubt, so dass unterschiedliche Wärmedehnungen
infolge unterschiedlicher Temperaturen des Innenrohrleitungsstranges
und des bestehenden Leitungsabschnittes oder eine Setzung der Auflager
nicht zu einer Schädigung
der Dichtung führen.
-
Hierbei
ist die Dichtung vorzugsweise eine Balgdichtung, die mit ihrem einen
Ende an der Außenseite
des Leitungsabschnittes und mit ihrem anderen Ende mit der Außenseite
des Innenrohrleitungsstranges, insbesondere mittels einer Schelle, befestigt
ist, wobei jedoch auch eine Befestigung mit einem insbesondere mit
Bolzen versehenen Klemmflansch denkbar ist.
-
Weiterhin
besteht die Dichtung aus flexiblem Material, insbesondere aus Gummi
und ist zwischen der Außenseite
des Innenrohrleitungsstranges und der Dichtung mit einem Isolationselement
zur thermischen Isolation versehen, so dass in vorteilhafter Weise
einerseits an den Enden des Innenrohrleitungsstranges Wärmebrücken vermieden
werden und andererseits die Dichtung vor zur hoher Temperaturbeanspruchung
geschützt
ist. Hierbei besteht das Isolationselement vorzugsweise aus Hartplastik oder
aus Polyurethan.
-
Um
den Innenrohrleitungsstrang einzubringen, wird der zu sanierende
bzw. zu optimierende Leitungsabschnitt vorzugsweise in einem Bereich
einer Richtungsänderung
der Trassenführung
oder von Hausabgängen
des Fernwärmeleitungssystems
geöffnet.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass einerseits das Fernwärmeleitungssystem
nur an wenigen Stellen zum Einbringen des Innenrohrleitungsstranges
geöffnet
werden muss und andererseits genug Platz vorhanden ist, um ausreichend
lange Innenrohrelemente in den zu sanierenden bzw. zu optimierenden
Leitungsabschnitt einzubringen.
-
Die
Vorrichtung zur Verbindung zweier Innenrohrelemente und gleichzeitigen
Lagerung des durch das Verbinden der Innenrohrelemente gebildeten
Innenrohrleitungsstranges umfasst wenigstens ein schalenförmiges Element
mit an der Außenseite des
schalenförmigen
Elements angeordneten Lagern zur Abstützung des schalenförmigen Elements
an der Innenwand eines zu sanierenden oder optimierenden Leitungsabschnitts,
wobei das schalenförmige
Element das Mediumrohr bzw. den Innenrohrleitungsstrang zumindest
abschnittsweise umgreift.
-
An
der Außenseite
des schalenförmigen
Elements sind weiterhin Lager angeordnet, die sich von dem schalenförmigen Element
in Richtung zur Innenwand des zu sanierenden Leitungsabschnittes
hin erstrecken und sich an dieser abstützen.
-
Gemäß der Erfindung
umfasst das schalenförmige
Element einen oder mehrere Streifen, die auf den von der Isolationsschicht
und dessen Schutzverkleidung befreiten Innenrohrelementen angeordnet sind,
wobei sich die Anordnung von zwei gegenüberliegenden Streifenelementen
auf der Außenseite
der Innenrohrelemente als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
-
Der
Streifen ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit
dem Mediumrohr verschweißt,
wobei zur Fixierung des Streifens auf den Innenrohrelementen ein
Anheften des Streifen über Schweißpunkte
sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
-
Alternativ
hierzu kann es vorgesehen sein, dass das schalenförmige Element
als Halbschale ausgebildet ist. Hierbei werden die miteinander verschweißten und
im Endbereich von der Isolationsschicht und dessen Schutzverkleidung
befreiten Innenrohrelemente unmittelbar oder mittelbar von vorzugsweise
zwei Halbschalen umschlossen.
-
Infolge
der direkten Ableitung der Auflagerkräfte von dem Mediumrohr des
Innenrohrelementes auf das das Mediumrohr umgreifende schalenförmige Element
ergibt sich der Vorteil, dass an das Material der die Isolationsschicht
umgebenden Schutzverkleidung und an das Material der Isolationsschicht keine
hohen mechanischen Anforderungen in Bezug auf die hohen Temperaturen
im Zwischenraum zwischen Innenrohrleitungsstrang und dem bestehenden
Leitungsabschnitt zu stellen sind und die Ummantelung beispielsweise
als eine Ummantelung aus PE ausgebildet sein kann.
-
Gemäß der Erfindung
sind die Lager als Gleitkufen ausgebildet, die sich in Längsrichtung
des Innenrohrleitungsstranges erstrecken. Um beim Einschieben des
Innenrohrleitungsstranges in den Leitungsabschnitt sich im Inneren
des Leitungsabschnitts befindliche Hindernisse, wie beispielsweise Schweißnahtversätze, leichter
zu überwinden,
weisen die Gleitkufen in vorteilhafter Weise an ihren Enden in Richtung
des Innenrohrleitungsstranges geneigte Abwinklungen auf.
-
Zur
Anpassung der Gleitkufen an den Innendurchmesser und die Oberflächenstruktur
der Innenwand des zu sanierenden bzw. zu optimierenden Leitungsabschnitts
sind die Gleitkufen in vorteilhafter Weise lösbar an dem schalenförmigen Element
befestigt, so dass diese auf einfache Weise gegen anders gestaltete
Gleitkufen austauschbar sind.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
bestehen die Lager aus Stützelementen
und daran angeordneten Gleitflächen,
welche die Lagerkräfte
vom Mediumrohr über
das schalenförmige
Element auf die Innenwand des Leitungsabschnittes übertragen. Zur
Anpassung des von den Gleitflächen
umschriebenen Außendurchmessers
an den Innendurchmesser des zu sanierenden bzw. zu optimierenden
Leitungsabschnittes ist die Länge
der Stützelemente hierbei
in radialer Richtung veränderbar.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Vorrichtung an verschiedene
Innendurchmesser von Fernwärmeleitungen
angepasst werden kann. Vorzugsweise weist das schalenförmige Element
hierbei an der Außenseite
des schalenförmigen
Elements angeordnete Aufnahmen auf, in welche die Stützelemente
einschraubbar bzw. einsteckbar sind.
-
Erfindungsgemäß sind zwischen
den Lagern und dem schalenförmigen
Element Dichtungen, insbesondere Dichtungen aus einem Material mit
einem niedrigen Wärmeleitkoeffizienten,
wie beispielsweise Klingerit, angeordnet, die eine Wärmeübertragung vom
Mediumrohr über
das schalenförmige
Element und über
die Lager auf die Innenwand des Leitungsabschnitts in vorteilhafter
Weise verhindern. Die Dichtungen können hierbei beispielsweise
zwischen den Stützelementen
und den Gleitkufen als Dichtscheiben angeordnet sein.
-
Gemäß der Erfindung
kann die Stoßstelle der
beiden Innenrohrelemente auch von zwei Halbschalen mit daran angeordneten
Stützkörpern umschlossen
sein, wobei die Halbschalen sich über die Isolationsschicht und/oder
die Schutzverkleidung hinaus erstrecken, so dass von der Außenfläche des Mediumrohres
und den Innenseiten der Halbschalen ein Zwischenraum im Bereich
der Stoßstelle
begrenzt wird. Zur direkten Ableitung der Auflagerkräfte des
Mediumrohres auf die Innenwand des Leitungsabschnitts gemäß der Erfindung
umfassen die Halbschalen auf der Innenseite angeordnete halbringförmige Stützkörper, welche
sich vorzugsweise am Ende des jeweiligen Innenrohrelementes vor
der Schweißnaht
befinden, so dass die freie Länge
zwischen dem ersten und dem zweiten Stützkörper gering ist und die sich
zwischen dem ersten und zweiten Stützkörper befindliche Verbindungsnaht
der beiden Innenrohrelemente in vertikaler Richtung kraftmäßig nur
gering durch Eigengewicht und Heizwasser beansprucht wird. Die halbringförmigen Stützkörper, die vorzugsweise
aus einem Material mit einem niedrigen Wärmeleitkoeffizienten, wie z.B.
GFK, bestehen, weisen hierbei einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen
dem des Mediumrohres entspricht, zum Ausgleich einer ungleichmäßigen Formgebung des
Mediumrohres vorzugsweise jedoch größer ist.
-
Weiterhin
stützen
sich beim Einschieben des Innenrohrleitungsstranges die halbringförmigen Stützkörper an
den Enden der Isolationsschicht der Innenrohrelemente ab, wodurch
eine Relativbewegung der Halbschalen gegenüber den jeweiligen Innenrohrelementen
in vorteilhafter Weise verhindert wird.
-
Um
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Lagerung und Verbindung von Innenrohrelementen auch bei einem
geringen Durchmesserverhältnis
zwischen Außendurchmesser
des Innenrohrleitungsstranges und dem Innendurchmesser des zu sanierenden
Leitungsabschnittes einzusetzen, weisen die Halbschalen in einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
im Verbindungsbereich der Enden der Innenrohrelemente einen Abstand
geringeren Durchmessers auf. In vorteilhafter Weise stehen hierdurch die
an der Außenseite
der Halbschalen angeordneten Aufnahmen für die Stützelemente in radialer Richtung
nicht hervor, so dass die erfin dungsgemäße Vorrichtung auch bei einem
nur sehr geringen Abstand zwischen der Außenseite der Halbschale und der
Innenwand des zu sanierenden bzw. zu optimierenden Leitungsabschnittes
eingesetzt werden kann.
-
Zur
Vermeidung von Wärmeverlusten
aufgrund der fehlenden Isolationsschicht im Bereich der Verbindungsstelle
der Innenrohrelemente weisen die Halbschalen zudem eine Öffnung auf,
durch die in den Zwischenraum zwischen Mediumrohr und Halbschale
zur Nachisolierung ein Isolationsmedium, insbesondere PUR-Schaum
eingebracht werden kann.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 einen
Leistungsabschnitt mit einem erfindungsgemäßen Innenrohrleitungsstrang
in einer räumlichen
Seitenansicht,
-
2 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß sanierten bzw. optimierten
Leitungsabschnittes mit am Innenrohrleitungsstrang befestigten Lagern,
-
3 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß sanierten bzw. optimierten
Leitungsabschnittes mit vom Innenrohrleitungsstrang abnehmbaren
Lagern,
-
4 ein
erfindungsgemäß sanierten
bzw. optimierter Leitungsabschnitt im Endbereich mit einer Dichtung
zwischen dem Mantelrohr des Leitungsabschnittes und dem Innenrohrleitungsstrang
in einer Seitenansicht,
-
5 einen
erfindungsgemäß sanierten bzw.
optimierten Leitungsabschnitt mit an Halbschalen angeordneten Lagern
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform,
-
6 einen
erfindungsgemäß sanierten bzw.
optimierten Leitungsabschnitt mit an Halbschalen angeordneten Lagern,
wobei die Halbschalen im Verbindungsbereich der Innenrohrelemente
einen verringerten Durchmesser aufweisen,
-
7 eine
Schnittdarstellung des Leitungsabschnittes von 5,
und
-
8 eine
Schnittdarstellung des Leitungsabschnittes von 6,
-
9 einen
erfindungsgemäß sanierten bzw.
optimierten Leitungsabschnitt mit an Halbschalen angeordneten Gleitkufen
und mit den Halbschalen lösbar
verbundenen Stützkörpern,
-
10 eine
Schnittdarstellung des Leitungsabschnittes von 9,
-
11 eine
Schnittdarstellung des Innenrohrleitungsstranges mit daran angeordneten
Halbschalen von 10,
-
12 einen
erfindungsgemäß sanierten bzw.
optimierten Leitungsabschnitt mit an Halbschalen angeordneten Gleitkufen,
jedoch ohne an den Halbschalen angeordneten Stützkörpern,
-
13 eine
Schnittdarstellung des Leitungsabschnitts von 12.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, wird in einem bestehenden Leitungsabschnitt 1,
welcher insbesondere aus einem nicht näher dargestellten Mantelrohr,
einem innenliegenden Mediumrohr und einer dazwischen angeordnete
Isolierschicht besteht, ein Innenrohrleitungsstrang 3 durch
Verschieben in Richtung des Pfeiles A eingebracht. Der Innenrohrleitungsstrang 3 besteht
hierbei aus einzelnen nicht dargestellten Innenrohrelementen, die
insbesondere durch Verschweißen
miteinander verbunden sind und an deren Außenseite Lager 5 angeordnet
sind.
-
Die
Lager 5 umfassen hierbei drei Gleitflächen 7, die über in einem
Winkel von vorzugsweise 120° angeordneten
Stützelementen 9 mit
dem Innenrohrleitungsstrang verbunden sind und den Innenrohrleitungsstrang 3 konzentrisch
im Leitungsabschnitt 1 positionieren. In vorteilhafter
Weise ermöglichen
die Gleitflächen 7 somit
eine einfache Verschiebbarkeit des Innenrohrleitungsstranges 3 innerhalb
des Leitungsabschnittes 1 und stützen gleichzeitig den Innenrohrleitungsstrang 3 an
den Innenwänden
des Leitungsabschnittes 1 ab.
-
Die
Lager 5 sind weiterhin in Längsrichtung des Innenrohrleitungsstranges 3 beabstandet
angeordnet, wobei die Lager 5 vorzugsweise auf gleicher Höhe wie die
schon bestehenden Lager – soweit
vorhanden – des
Leitungsabschnittes 1 liegen.
-
Die
in 2 und 3 dargestellten Schnitte durch
einen erfindungsgemäß sanierten
bzw. optimierten Leitungsabschnitt 1 zeigen einen konzentrisch
innerhalb des Leitungsabschnittes 1 angeordneten Innenrohrleitungsstrang 3.
Der Innenrohrleitungsstrang 3 besteht hierbei vorzugsweise
aus einem Außenrohr 11,
einer inneren Auskleidung, vorzugsweise in Form eines Mediumrohres 13,
und einer dazwischen liegenden Isolationsschicht 15. Aufgrund
von Heizwassertemperaturen von mehr als 100°C, insbesondere 130°C, besteht
das Mediumrohr vorzugsweise aus Stahl, kann aber bei geringeren
Temperaturen auch aus einem anderen vorzugsweise biegesteifen Material
gebildet sein.
-
In
der in 2 gezeigten Ausführungsform sind an der Außenseite
des Außenrohres 11 die
Lager 5 angebracht, wobei die zu den Gleitflächen 7 führenden
Stützelemente 9 sowohl
an dem Außenrohr 11 als
auch in einer nicht dargestellten Variante direkt an dem Mediumrohr 13 des
Innenrohrleitungsstranges 3 angeschweißt, angeklebt oder mit Verbindungselementen
angebracht sein können.
-
Bei
der in 3 gezeigten weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß sanierten
bzw. optimierten Leitungsabschnittes sind die Lager 5 an einer
ersten und zweiten Halbschale 21a, 21b angeordnet,
welche das Außenrohr 11 des
Innenrohrleitungsstranges umschließen.
-
Zur
Montage der ersten und zweiten Halbschalen 21a, 21b werden
die aufgeklappten über
ein Gelenk 23 miteinander verbundenen Halbschalen um das
Außenrohr 11 gelegt,
zusammengeklappt und mit einem Spannverschluss 25 gegen
das Außenrohr 11 verspannt.
-
Hierdurch
ergibt sich der Vorteil das durch Lösen des Spannverschlusses 25 die
Position der Lager 5 in axialer Richtung des Innenrohrleitungsstranges 3 variierbar
ist, wodurch es in vorteilhafter Weise ermöglicht wird, die Halbschalen 21a, 21b um die
Verbindungsstelle der Rohrelemente nach dem Verbinden derselben
zu legen, so dass die Verbindungsstelle vor Korrosion und die Wärmedämmung vor
Feuchtigkeit geschützt
ist.
-
Um
eine Beschädigung
der Verbindung zwischen dem Stützelement 9 und
dem Außenrohr 11 bei
einer Drehung des Innenrohrleitungsstranges um die eigene Achse
zu vermeiden, sind zwischen den Gleitflächen 7 und dem Außenrohr 11 Stützstege 17 vorgesehen,
die mit einer Kante an den Stützelement 9 und
mit je einer Kante an die Gleitfläche 7 und das Außenrohr 11 oder
an das Mediumrohr 13 des Innenrohrleitungsstranges 3 angrenzen.
-
In
vorteilhafter Weise weist das Material der Gleitfläche 7 einen
geringen Reibkoeffizienten auf, so dass für das Verschieben des Innenrohrleitungsstranges 3 in
Richtung des Pfeiles A nur eine geringe Kraft aufzubringen ist und
somit auch die Stützelemente
und -stege 9, 17 nur gering beansprucht werden.
-
Das
Material der Gleitfläche 7,
der Stützelemente 9 sowie
der Stützstege 17 weisen
weiterhin einen niedrigen Wärmeleitkoeffizienten
auf, so dass Wärmebrücken zwischen
dem Innenrohrleitungsstrang 3 und der Innenwand 2 des
Leitungsabschnittes 1 vermieden werden.
-
Neben
der nicht dargestellten Isolationsschicht des Leitungsabschnittes 1 und
der Isolationsschicht 15 des Innenrohrleitungsstranges 3 dient
die im Wesentlichen stehende Luftschicht 19 als weitere thermische
Isolation und verbessert somit zusätzlich die Wärmeisolationseigenschaften
des Leitungsabschnittes.
-
Wie
der Darstellung in 4 entnommen werden kann, ist
zum Abdichten des Innenrohrleitungsstranges 3 gegenüber dem
Leitungsabschnitt 1 eine insbesondere schlauchförmige Balgdichtung 27 vorgesehen,
deren erstes Ende mittels einer ersten Schelle 29 an der
Außenseite
des Leitungsabschnittes 1 befestigt ist und deren zweites
Ende mittels einer zweiten Schelle 31 am Innenrohrleitungsstrang 3 befestigt
ist. Zur thermischen Isolation kann hierbei, insbesondere bei einem
von einer in 4 nicht dargestellten Isolationsschicht
befreiten Ende eines Innenrohrleitungsstranges 3 und/oder
bei sehr hohen Temperaturen des Heizwassers, ein Isolationselement 33,
insbesondere aus Kunststoff, zwischen der Außenseite des Innenrohrleitungsstranges 3 und
der Dichtung 27 angeordnet sein, wobei die zweite Schelle 31 die
Dichtung 27 auf das Isolationselement 33 presst.
-
Bei
einer Leckage des Innenrohrleitungsstranges 3 verhindert
die Balgdichtung 27 am Ende des Leitungsabschnittes 1 den
ungehinderten Austritt des Heizwassers aus dem betreffenden Leitungsabschnitt 1 nach
außen.
Hierbei kann es ebenfalls vorgesehen sein, dass in die Balg dichtung 27 und/oder in
dem Isolationselement 33 ein nicht dargestelltes Ventil
und/oder ein Ablauf zum Abführen
von sich bildendem Leck- oder Kondenswasser angeordnet ist.
-
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Verbindung von Innenrohrelementen 4a, 4b und
Lagerung des Innenrohrleitungsstranges 3, bei welcher der
Stoßbereich 35 eines
ersten und zweiten Innenrohrelementes 4a, 4b von
einer ersten und zweiten Halbschale 21a, 21b vollständig umschlossen
wird und die erste und zweite Halbschale 21a, 21b über einen
oder mehrere Spannverschlüsse 25,
insbesondere Bolzen gegeneinander verspannt sind, ist in 5 und 7 gezeigt.
-
Die
Mediumrohre 13 des ersten und zweiten Innenrohrelementes 4a, 4b sind
hierbei im Stoßbereich über eine
Schweißnaht 37 miteinander
verbunden, wobei für
eine einfache Herstellung der Schweißnaht 37 die Innenrohrelemente 4a, 4b im Stoßbereich
dem Stand der Technik entsprechend von der Ummantelung bestehend
aus der Isolationsschicht 15 und deren äußere Schutzverkleidung 12 befreit
sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei der Herstellung
der Schweißnaht 37 diese
nicht nur leicht zugänglich
ist, sondern auch die Isolationsschicht 15 und deren äußere Schutzverkleidung 12 nicht
erst zeitaufwendig entfernt werden müssen. Die Halbschalen 21a, 21b,
welche die Endbereiche des ersten und zweiten Innenrohrelementes 4a, 4b umschließen, erstrecken
sich hierbei sowohl über
die äußere Schutzverkleidung 12 des
ersten Innenrohrelementes 4a als auch über die äußere Schutzverkleidung 12 des
zweiten Innenrohrelementes 4b hinweg.
-
Auf
der Innenseite der Halbschalen 21a, 21b sind erfindungsgemäß Stützkörper 39a, 39b angeordnet,
die im Stoßbereich 35 zur
Auflagerung des Mediumrohres 13 des ersten und zweiten
Innenrohrelementes 4a, 4b dienen. Um die teilweise
ungleichmäßige Querschnittsform
der Mediumrohre 13 oder des gesamten Innenrohrleitungsstranges 3,
z.B. infolge exzentrischer Anordnung des Mediumrohres 13 in
Bezug zur umgebenen Isolationsschicht 15 bzw. zur Schutzverkleidung 12,
mit zu berücksichtigen,
weisen die vorzugsweise halbringförmigen Querschnitte des ersten
und zweiten Stützkörpers 39a, 39b einen
Durchmesser auf, der geringfügig größer als
der mittlere Außendurchmesser
des Mediumrohres 13 ist. Der erste Stützkörper 39a dient hierbei
als endseitige Lagerung des ersten vorzugsweise zwei-punktgelagerten
Innenrohrelements 4a, währenddessen
der zweite Stützkörper 39b zur
endseitigen Lagerung dem zweiten vorzugsweise zwei-punkt-gelagerten
Innenrohrelement 4b zugeordnet ist, wodurch die Isolationsschicht 15 und
die Schutzverkleidung 12 keine Auflagerkräfte übertragen.
-
Die
auf der Außenseite
der Halbschale 21b, 21b angeordneten Lager 5 zur
Abstützung
der Halbschalen 21a, 21b an der Innenwand 2 des
zu sanierenden bzw. zu optimierenden Leitungsabschnittes 1 weisen
eine Gleitfläche 7 und
ein Stützelement 9 auf, welches
mit seinem einen Ende vorzugsweise in eine auf den Halbschalen 21a, 21b angeordnete
Aufnahme 41 einschraubbar ist. Hierdurch kann der Außendurchmesser
des durch die Lager 5 umschriebenen Kreises in vorteilhafter
Weise dem Innendurchmesser des zu sanierenden bzw. zu optimierenden
Leitungsabschnittes 1 angepasst werden, wobei zur Berücksichtigung
der ungleichmäßigen Querschnittsform
des Leitungsabschnittes 1 der Außendurchmesser des von den
Lagern 5 umschriebenen Kreises geringfügig kleiner ist als der mittlere
Innendurchmesser des Leitungsabschnittes 1.
-
Um
auch bei einem kleinen Durchmesserverhältnis von Außendurchmesser
des Innenrohrleitungsstranges 3 und Innendurchmesser des
Leitungsabschnittes 1 das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu
können,
weisen die erste und zweite Halbschale 21a, 21b in
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung im Stoßbereich 35 einen
Abstand verringerten Durchmessers auf. Wie 6 und 8 zeigen,
sind hierbei die Mediumrohre 13 des ersten und zweiten
Innenrohrelementes 4a, 4b im Stoßbereich 35 von
der aus Isolationsschicht 15 und äußerer Schutzverkleidung 12 bestehenden
Ummantelung befreit und über
eine Schweißnaht 37 miteinander
verbunden. Die Halbschalen 21a, 21b weisen im
Bereich des Abstandes geringen Durchmessers auf der Innenseite Stützkörper 39a, 39b mit
halbringförmigem
Querschnitt zur Lagerung der Mediumrohre 13 auf, wohingegen
auf der Außenseite
der Halbschalen die Aufnahmen 41 angeordnet sind, in welche
die Stützelemente 9 der
Lager 5 einschraubbar sind. Der radiale Abstand der Gleitflächen 7 zur Längsachse
des Mediumrohres 13 ist hierbei durch eine Längenänderung
der Stützelemente 9 variabel, so
dass die Vorrichtung in vorteilhafter Weise für eine Vielzahl unterschiedlich
dimensionierter Leitungsabschnitte einsetzbar ist.
-
Um
Wärmeverluste
aufgrund der fehlenden Isolierung im Stoßbereich 35 der Innenrohrelemente 4a, 4b zu
vermeiden, kann sowohl bei der Ausführungsform nach 5 und 7 als
auch nach der in 6 und 8 gezeigten
Ausführungsform
der Zwischenraum 43 zwischen dem Mediumrohr 13 und den
Halbschalen 21a, 21b mit einer Isolationsschicht ausgefüllt werden.
Vorzugsweise wird hierzu ein Isolationsmedium, insbesondere PU-Schaum,
durch eine Öffnung 45 in
den Zwischenraum 43 eingebracht, wobei die Stützkörper 39a, 39b für eine gleichmäßige Verteilung
des PUR-Schaums im Zwischenraum 43 Durchbrüche 47 aufweisen.
-
In 9, 10 und 11 sind
weitere Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt,
bei welchen die Lager 5 als vier sich in Längsrichtung
des Innenrohrleitungsstranges 3 erstreckende Gleitkufen 49 ausgebildet
sind, die über Stützelemente 9 mit
den Halbschalen 21a, 21b verbunden sind. Für eine leichte Überwindbarkeit
von sich im Leitungsabschnitt 1 befindlichen Hindernissen,
wie beispielsweise in 9 nicht dargestellten Schweißnähten, beim
Einschieben des Innenrohrleitungsstranges 3, sind die Gleitkufen 49 an
ihren Enden abgewinkelt. Die Auflagerkräfte werden hier, wie auch in
der in 5 gezeigten Ausführungsform, von an den Innenseiten
der Halbschalen 21a, 21b angeordneten halbringförmigen Stützkörpern 39a, 39b, die
vorzugsweise aus GFK bestehen, von dem Mediumrohr 13 auf
die Halbschalen 21a, 21b übertragen.
-
Die
in 9 gezeigten Halbschalen 21a, 21b weisen
hierbei auf der Innenseite der Halbschalen 21a, 21b angeordnete
Anschlagelemente 50, insbesondere halbringförmige Leisten,
auf, an denen die halbringförmigen
Stützkörper 39a, 39b insbesondere über eine
Stiftverbindung lösbar
befestigbar sind. Nach der Montage der Halbschalen 21a, 21b kann der
Zwischenraum 43 zwischen dem Mediumrohr 13 und
den Halbschalen 21a, 21b mit einer Isolationsschicht
ausgefüllt
werden.
-
Wie
in 10 und 11 gezeigt
ist, können
die Halbschalen 21a, 21b durch aus dem Stand der
Technik bekannte Klammern 51 miteinander verbunden sein.
-
Die
in 12 und 13 dargestellte
Ausführungsform
der Erfindung zeigt zwei über
Schrauben 57 miteinander verbundene Halbschalen 21a, 21b,
die das Mediumrohr 13 des ers ten und zweiten Innenrohrelementes 4a, 4b ohne
die in 9 gezeigten halbringförmigen Stützkörper 39a, 39b direkt
umschließen,
wobei zwischen dem Mediumrohr 13 und den Halbschalen 21a, 21b eine
Zwischenschicht 53 aus einem Material mit einem niedrigen
Wärmeleitkoeffizienten,
insbesondere Klingerit, vorgesehen ist. In den Zwischenraum 43,
der von den Halbschalen 21a, 21b bzw. den nicht
isolierten Enden der Innenrohrelemente 4a, 4b und
einer äußeren Ummantelung 55 begrenzt
wird, kann eine nicht dargestellte Isolationsschicht eingebracht
werden. Die äußere Ummantelung 55 ist
hierbei mit der Schutzverkleidung 12 der Isolationsschicht 15 der
Innenrohrelemente 4a, 4b über eine wasserdichte Klebeverbindung 61,
vorzugsweise mit einem dauerelastischen Kleber, verbunden. Zum Schutz
der Isolationsschicht 15 vor einer Schädigung durch Feuchtigkeit,
sind die Durchbrüche
für die
Stützelemente 9 in
der äußeren Ummantelung 55 abgedichtet.
Zur einfacheren Montage der äußeren Ummantelung 55,
die vorzugsweise aus einem Blech besteht, das um den Innenrohrleitungsstrang 3 herumgeführt ist,
werden die Gleitkufen 49 mit den Stützelementen 9 erst
nach der Montage der äußeren Ummantelung 55 verbunden,
vorzugsweise verschweißt.
-
Um
beim Einschieben des Innenrohrleitungsstranges ein Verrutschen der
Halbschalen 21a, 21b zu verhindern, sind in vorteilhafter
Weise zu dem freien Ende der Innenrohrelemente 4a, 4b beabstandet
angeordnete Abstandshalter 59 vorgesehen, welche als Anschlag
für die
Halbschalen 21a, 21b dienen und eine Relativbewegung
der Halbschalen 21a, 21b gegenüber dem jeweiligen Innenrohrelement 4a, 4b verhindern.
-
- 1
- Leitungsabschnitt
- 2
- Innenwand
- 3
- Innenrohrleitungsstrang
- 4a
- erstes
Innenrohrelement
- 4b
- zweites
Innenrohrelement
- 5
- Gleitlager
- 7
- Gleitflächen
- 9
- Stützelement
- 11
- Außenrohr
- 12
- Schutzverkleidung
- 13
- Mediumrohr
- 15
- Isolationsschicht
- 17
- Stützsteg
- 19
- Luftschicht
- 21a
- erste
Halbschale
- 21b
- zweite
Halbschale
- 23
- Gelenk
- 25
- Spannverschluss
- 27
- Dichtung
- 29
- erste
Schelle
- 31
- zweite
Schelle
- 33
- Isolationselement
- 35
- Stoßbereich
- 37
- Schweißnaht
- 39a
- erster
Stützkörper
- 39b
- zweiter
Stützkörper
- 41
- Aufnahme
- 43
- Zwischenraum
- 45
- Öffnung
- 47
- Durchbruch
- 49
- Gleitkufen
- 50
- Anschlagelement
- 51
- Klammer
- 53
- Zwischenschicht
- 55
- Ummantelung
- 57
- Schrauben
- 59
- Abstandshalter
- 61
- Klebeverbindung