DE102007061177A1

DE102007061177A1 - Kanalrohr

Info

Publication number: DE102007061177A1
Application number: DE102007061177A
Authority: DE
Original assignee: Frank & Krah Wickelrohr GmbH
Current assignee: Frank & Krah Wickelrohr GmbH
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Es wird ein Kanalrohr (1), insbesondere ein Abwasserrohr, beschrieben, das mit einem zumindest abschnittsweise hohlen weiteren Rohrabschnitt, insbesondere einem Hohlprofilrohr (12), verbunden ist. Um dem Kanalrohr (1) einem weiteren Nutzen zuzuführen, indem es auch als Wärmelieferant dient, ist der weitere Rohrabschnitt als ein von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmbarer Wärmetauscher (6) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kanalrohr, insbesondere ein Abwasserrohr, mit einem mit dem Kanalrohr verbundenen, zumindest abschnittsweise hohlen weiteren Rohrabschnitt.
Kanalrohre werden überwiegend im kommunalen Bereich eingesetzt. Sie werden frostsicher im Erdreich verlegt und dienen u. a. zur Durchleitung von Abwässern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, derartige Rohre einer weiteren Nutzung zuzuführen, indem sie auch als Wärmelieferant dienen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der weitere Rohrabschnitt als ein von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmbarer Wärmetauscher ausgebildet ist. Über das in dem weiteren Rohrabschnitt fließende Wärmeübertragungsfluid kann die Wärme des das Kanalrohr umgebenden Erdreichs einer Wärmepumpe zugeführt werden, die Bestandteil des Heizsystems z. B. eines Hauses ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kanalrohr ein an sich bekanntes Wickelrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff ist, auf dem ein spiralförmig umlaufendes Hohlraumprofil aufgebracht ist, durch das erfindungsgemäß zumindest abschnittsweise das Wärmeübertragungsfluid strömt. Die bekannten derartigen Wickelrohre werden aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Bandmaterial aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Gleichzeitig wird auf der Außenseite der Wandung ein umlaufendes Hohlprofilrohr aufgebracht, das bisher lediglich als Längsverstärkung dient. Solche Rohre können mit sehr großen Nennweiten hergestellt werden und werden damit bevorzugt auch als Kanalrohre eingesetzt (siehe u. a. DE 195 47 821 A1 , DE 20 14 648 A1 , DE 31 45 122 C2 und DE 32 13 551 C1 ). Indem man in das bisher ausschließlich als Verstärkungselement dienende umlaufende Hohlprofilrohr erfindungsgemäß ein Wärmeübertragungsfluid einbringt, das damit als Wärmetauscher dient, erreicht man einen zusätzlichen energetischen Nutzen.
Zweckmäßigerweise ist das Hohlprofilrohr der Wickelrohre im Wesentlichen rund oder kastenförmig ausgebildet. Damit wird ein ausreichend großer Wärmetauscher geschaffen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Kanalrohr ein Doppelwandrohr sein, bei dem als Wärmetauscher erfindungsgemäß der gesamte Zwischenraum zwischen den beiden Wänden des Doppelwandrohres dient. Damit wird ein noch größeres Wärmetauschervolumen geschaffen.
Zweckmäßigerweise ist der Wärmetauscher einstückig mit dem Kanalrohr ausgebildet. Damit ist das Kanalrohr als Ganzes widerstandsfähiger gegen äußere Beanspruchungen. Der Wärmetauscher kann aber auch als separates Teil an dem Kanalrohr angebracht sein.
Je nach Anwendungsbereich kann entweder jedes Kanalrohr als einzelner Wärmetauscher genutzt werden oder es können erfindungsgemäß auch mehrere Wärmetauscher benachbarter Kanalrohre miteinander verbunden werden. Bei den Kunststoffwickelrohren brauchen dazu lediglich die umlaufenden Hohlprofilrohre miteinander verbunden zu werden. Bei den Doppelwand-Kanalrohren sind zur Koppelung der Wärmetauscher mehrerer Kanalrohre jeweils die beiden Wandenden miteinander zu verbinden, womit die Zwischenräume zwischen den Wänden benachbarter Doppelwand-Kanalrohre miteinander verbunden werden.
Da die Kanalrohre häufig als Sammler im innerstädtischen Bereich verlegt werden, lassen sich die Wärmetauscher relativ leicht an die einzelnen Haushalte entlang des Kanalrohrsystems anschließen. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich einer Muffe des Kanalrohrs ein Anschluss des Wärmetauschers an eine externe Wärmepumpe oder dgl. vorgesehen ist. Befindet sich die Wärmepumpe in einem Haushalt, lässt sich in Verbindung mit der Wärmepumpe ein wirksames Heizsystem, z. B. zum Betrieb einer Fußbodenheizung realisieren. Besteht ein größerer Energiebedarf, lassen sich die Wärmetauscher mehrerer Kanalrohre erfindungsgemäß durch entsprechende Verbindungen im Bereich der Muffen miteinander verbinden, so dass Kaskaden von Wärmetauschern gebildet werden können.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens können wenigstens zwei Wärmetauscher wenigstens zweier Kanalrohre in Reihe oder parallel geschaltet sein.
Eine besonders vorteilhafte weitere Nutzung des erfindungsgemäßen Kanalrohrs ergibt sich, wenn das Kanalrohr ein Abflussrohr ist. Dann ergibt sich nämlich ein doppelter Nutzen: Das Kanalrohr nimmt nicht nur die Wärme des es umgebenden Erdreichs auf, sondern wird zudem von innen von dem durchgeleiteten Abwasser beheizt.
In besonders vorteilhafter Weise lassen sich die erfindungsgemäßen Kanalrohre, insbesondere wenn es sich um Abwasserrohre handelt, die jeweils einen sich entlang des Kanalrohrs erstreckenden, zumindest abschnittsweise hohlen weiteren Rohrabschnitt aufweisen, der als ein von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmter Wärmetauscher ausgebildet ist, zur Verlegung in der Erde und zur Gewinnung von Wärme infolge der Erwärmung des Wärmeübertragungsfluids durch die in der Erde gespeicherte Energie (Erdwärme bzw. Geothermie) und/oder durch die Wärme des durch das Kanalrohr fließenden Abwassers oder dgl. verwenden.
Bei jeder Kanalbaumaßnahme eröffnet sich für die Anwohner damit automatisch die Möglichkeit, ohne große finanzielle Aufwendungen regenerative Energiequellen zu nutzen. Die Nutzung der Erdwärme war bisher nur derart möglich, dass ein eigenes Bohrloch zum Einführen einer Erdwärmesonde gebohrt werden musste oder aber dass große Flächen freigelegt werden mussten, um Rohrschlangen flächig in die Erde zu verlegen. Kanalrohre werden in der Regel aber in frostfreien Bodentiefen verlegt. Bei Abwasser-Kanalrohren werden diese noch zusätzlich von innen durch das durchgeleitete Abwasser beheizt. Damit ist sowohl im Winter als auch im Sommer die notwendige Temperatur zum Betrieb einer Wärmetauscheranlage gegeben.
Kanalrohre mit integrierten Wärmetauschern ermöglichen den Kanalnetzbetreiber durch Vermietung oder Verkauf der Wärmetauscher zudem eine schnellere Armortisation der Kanalbaumaßnahme.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf die beschriebenen und nur schematisch dargestellten Merkmale dieser Ausführungsform begrenzt.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung zweier verbundener erfindungsgemäßer Kanalrohre mit einem integrierten Wärmetauscher eines Haushaltes und
2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kanalrohr.
Die in 1 schematisch dargestellten Kanalrohre 1 sind Bestandteil eines nicht näher dargestellten Abwasserkanalsystems, an das beispielhaft ein nur schema tisch angedeutete Gebäudes 2 angeschlossen ist. Die Kanalrohre 1 sind unterhalb einer Erdoberfläche 3 in einer Tiefe verlegt, die frostsicher ist. Zur Gewinnung von Erdwärme aus dem Erdreich 4 ist an einer Wand 5 jedes Kanalrohres 1 jeweils ein Hohlprofilrohr 12 vorgesehen, der von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmt wird und als Wärmetauscher 6 dient. Das Wärmeübertragungsfluid wird einer Wärmepumpe 7 zugeführt, welche zur Heizungsanlage 8 des Gebäudes 2 gehört. Dazu ist die Wärmepumpe 8 über eine Zuleitung 9 und eine Ableitung 10 mit den Wärmetauschern 6 der Kanalrohre 1 verbunden. Zur Verbindung sind an den entsprechenden Enden 11 jeweils nicht dargestellte Anschlusselemente vorgesehen.
Die Wärmetauscher 6 der beiden Kanalrohre 1 können über ein nicht näher dargestelltes Schlauchkupplungsstück oder dgl. über eine Verbindung 13 miteinander verbunden sein. Insbesondere kann die Verbindung 13 in einer Muffe 14 des Kanalrohres 6 integriert sein. Bei einer Verbindung der beiden Hohlprofilrohre 12 der Kanalrohre 1 sind die Zuleitung 9 und die Ableitung 10 der Wärmetauscher 6 vorzugsweise so geschaltet, dass zusammen mit der Verbindung 13 die beiden Hohlprofilrohre 12 in Reihe geschaltet sind. Sofern an Stelle der Verbindung 13 die gestrichelt gezeichnete alternative Leitung 15 vorgesehen ist, können die beiden Wärmetauscher 6 auch parallel betrieben werden.
Das schematisch in einem Längsschnitt gezeigte Kanalrohr 1 besteht aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Bandmaterial 16 aus thermoplastischen Kunststoff, das zur Herstellung derartiger Wickelrohre auf einer Wickeltrommel aufgewickelt worden ist, wobei die aneinandergrenzenden bzw. sich überlappenden Materialbänder durch Wärme miteinander verschmolzen bzw. verschweißt worden sind. Gleichzeitig wird eine als Hohlprofilrohr 12 ausgebildete Profilverstärkung 17 auf das Bandmaterial aufgebracht. Diese bildet einen weiteren Rohrabschnitt. Die Profilverstärkungen 17 können unterschiedliche Profilformen aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein rundes Profilrohr, das in einer nicht dargestellten Vorrichtung geformt und spiralförmig auf das Bandmaterial für die Wandung der Kanalrohre aufgebracht worden ist. Es können aber auch viereckige, dreieckige und ähnliche Profilformen verwendet werden.
Die Profilverstärkungen 17 bilden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel den einen Wärmetauscher bildenden weiteren Rohrabschnitt. Die spiralförmig um das Kanalrohr 1 umlaufenden Profilverstärkung 17 kann mit der Profilverstärkung 17 eines angrenzenden Kanalrohrs 1 in der Weise verbunden sein, dass die miteinander verbundenen Profilverstärkungen 17 eine Kaskade von Wärmetauschern bilden.

1: Kanalrohr
2: Gebäude
3: Erdoberfläche
4: Erdreich
5: Wand (des Rohres)
6: Wärmetauscher
7: Wärmepumpe
8: Heizungsanlage
9: Zuleitung
10: Ableitung
11: Enden (der Wärmetauscher)
12: Hohlprofilrohr
13: Verbindung
14: Muffe
15: alternative Leitung
16: Bandmaterial
17: Profilverstärkung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19547821 A1 [0005]
- DE 2014648 A1 [0005]
- DE 3145122 C2 [0005]
- DE 3213551 C1 [0005]

Claims

Kanalrohr mit einem mit dem Kanalrohr verbundenen, zumindest abschnittsweise hohlen weiteren Rohrabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Rohrabschnitt als ein von einem Wärmeübertragungsfluid durchstrombarer Wärmetauscher (6) ausgebildet ist.
Kanalrohr nach Anspruch 1, wobei das Kanalrohr (1) ein Wickelrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff ist, auf dem ein spiralförmig umlaufendes Hohlprofilrohr aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Hohlprofilrohr (12) zumindest abschnittsweise das Wärmeübertragungsfluid strömt.
Kanalrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofilrohr (12) im Wesentlichen rund oder kastenförmig ist.
Kanalrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalrohr (1) ein Doppelwandrohr ist, bei dem der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden als Wärmetauscher (6) ausgebildet ist.
Kanalrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) einstückig mit dem Kanalrohr (1) ausgebildet ist.
Kanalrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kanalrohr (1) als einzelner Wärmetauscher (6) nutzbar ist.
Kanalrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (6) mehrerer Kanalrohre (1) miteinander verbindbar sind.
Kanalrohr nach Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der spiralförmig um die als Kunststoffwickelrohre ausgebildeten Kanalrohre (1) umlaufenden Hohlprofilrohre (12) miteinander verbindbar sind.
Kanalrohr nach Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwischen den beiden Wänden mehrerer Doppelwand-Kanalrohren miteinander verbindbar sind.
Kanalrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Muffe (14) des Kanalrohrs (1) ein Anschluss des Wärmetauschers (6) an eine externe Wärmepumpe oder dgl. (7) vorgesehen ist.
Kanalrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Muffe (14) des Kanalrohrs (1) eine Verbindung (13) des Wärmetauschers (6) mit dem Wärmetauscher (6) des angrenzenden Kanalrohrs (1) vorgesehen ist.
Kanalrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Wärmetauscher (6) wenigstens zweier Kanalrohre (1) in Reihe oder parallel geschaltet sind.
Kanalrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalrohr (1) ein Abwasserrohr ist.
Verwendung eines Kanalrohrs (1), insbesondere eines Abwasserrohrs, das eine mit dem Kanalrohr (1) verbundenen, zumindest abschnittsweise hohlen weiteren Rohrabschnitt aufweist, der als ein von einem Wärmeübertragungsfluid durchströmter Wärmetauscher (6) ausgebildet ist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Verlegung in der Erde (4) und zur Gewinnung von Wärme infolge der Erwärmung des Wärmeübertragungsfluid durch die in der Erde gespeicherte thermische Energie (Erdwärme/Geothermie) und/oder durch die Wärme des durch das Kanalrohr (1) fließenden Abwassers oder dgl..