DE2003394A1 - Vereisungsschutz,insbesondere fuer Strassen - Google Patents
Vereisungsschutz,insbesondere fuer StrassenInfo
- Publication number
- DE2003394A1 DE2003394A1 DE19702003394 DE2003394A DE2003394A1 DE 2003394 A1 DE2003394 A1 DE 2003394A1 DE 19702003394 DE19702003394 DE 19702003394 DE 2003394 A DE2003394 A DE 2003394A DE 2003394 A1 DE2003394 A1 DE 2003394A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- icing
- storage
- temperature
- heat
- road
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C11/00—Details of pavings
- E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
- E01C11/26—Permanently installed heating or blowing devices ; Mounting thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C11/00—Details of pavings
- E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
- E01C11/26—Permanently installed heating or blowing devices ; Mounting thereof
- E01C11/265—Embedded electrical heating elements ; Mounting thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
- F24S20/64—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of floor constructions, grounds or roads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Description
DR. I. MAAS
DR. W. PFEl FFER
DR.F. VOITHENLEITNER
8 M Ü N C H EN 2 3 ·
DR. W. PFEl FFER
DR.F. VOITHENLEITNER
8 M Ü N C H EN 2 3 ·
-UNGERERSTR. 25 - TEL. 39 02 36
"DK l622/la
Therr.io-Baue.lcracnt AG, .'Murtcn/Schweiz
Vereisungsschutz, insbesondere für Straßen
Die Erfindung betrifft einen Vereisungsschutz für Straßen^,
Brücken, Treppen, Wege und dgl.
Die Vereisung von begehbaren Flächen, wie Straßen, Treppen3
Brücken, Balkons, aber auch von Dächern, tritt entweder bei abnehmender Temperatur der vorher nassen Oberfläche, insbesondere
durch Abstrahlung in den Abendstunden oder durch Regen auf, der bei einem Wettersturz auf eine unterkühlte Oberfläche
fällt. ' ·
In der statistischen Häufigkeit der Unfallursachen auf Straßen
geht die Vereisung in über 70 % aller Fälle auf Unterkühlung
der Straßenoberfläche durch Abstrahlung nach Sonnenuntergang zurück. Erfahrungsgemäß weist die Oberflächentemperatur an·
sonnigen Tagen einen Tagestemperaturgäng von 1O0C bis 2O0C
und an Tagen mit starker Bedeckung einen solchen von 70C auf. Wenn also er3t in den Abendstunden der Gefrierpunkt
unterschritten wird,, wodurch sich Eis bild'en kann, so liegt
die höchüte Taeostemperatur oft ganz bedeutend und auch die
mittlere Tagestemperatur in jedem Falle noch über dem Gefrierpunkt.
Die winterliche Sonne liefert noch einen Energiestrom
von etwa 300 bis 500 W/m h. Die Erfindung: bezv/eckt die Aus-
0 0 9 8 3 2Al 31|- ίΛι:.,-.,:ν*Α& original
"™ C. ™"
nutzung der durch die Tageseinstrahlung anfallenden Energie, um die Straßen eisfrei zu halten.
Es sind Straßen bekannt, bei denen die Bildung von Glatteis durch elektrische Beheizung verhindert wird. Dies ist mit
außerordentlich hohen Energiekosten und einem hohen Investitionsaufwand verbunden. Es sind weiterhin Vorschläge bekannt
geworden, nach denen die im Erdreich unterhalb der Straßendecke während der warmen Jahreszeit gespeicherte Wärme in
der kalten Jahreszeit durch geeignete Wärmeleitsysteme der Straßendecke zugeführt wird. Der Nachteil dieser Systeme
liegt darin, daß diese Wärmemenge des Erdreiches innerhalb von wenigen Frosttagen aufgebraucht ist, so daß damit lediglich
der Beginn der Vereisungsperiode hinausgeschoben wird.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem sie in erster Linie die während des Tages eingestrahlte Sonnenenergie durch
die Schmelzung von Salzen speichert, um diese,, sobald die Straßendeckentemperatur in die Gegend der O°-Grenze kommt,
als Kristallisationswärme wieder abzugeben.
Als Speichermasse sieht die Erfindung bevorzugt Hydrate von Ionengittersalzen vor, deren Kristallisationstemperatur wenige
Grad oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers liegt. Die Kristallisationstemperatur soll möglichst nicht mehr als um das
Temperaturgefälle zwischen dem Speicher und der Straßenoberdekke über dem Gefrierpunkt liegen. Als optimale Kristallisationstemperatur hat sich bei gut wärmeleitender. Straßendecke eine
Temperatur um +60C erwiesen. Für diese Temperatur sieht die
Erfindung als Speichermasse das Dekahydrat des aus 1 Mol Natriumsulfat und 1 Mol Kaliumchlorid gebildeten Doppelsalzes
vor. Da alle aus Ionengitter bestehenden Salze eine Kristallisationstemperatur aufweisen, die unterhalb der Schmelztemperatur
liegen, weil die Schmelze in dem dazwischenliegenden Temperaturbereich metastabil ist, sieht die Erfindung vor, daß
009832/1354
zur. Impfung der Speichermasse isotypische oder -epitaxisehe
Kristalle in gleichmäßiger Verteilung zugesetzt werden, wobei kleinste Mengen genügen. Hierdurch wird die Kristall!-.
sationstemperatur bis nahe an die Schmelztemperatur angehoben.
Die meisten als Speichermasse infrage kommenden Hydrate bleiben nicht homogeh, da beim Schmelzpunkt das Kristallwasser
frei wird, wodurch sich .bei dem genannten Doppelsalz Sulfate
und insbesondere auch die nichtlöslichen Impfkristalle durch
Stratifikation in bevorzugten Schichten anreichern können.
Dadurch wird die Kristallisation zu sehr tiefen Temperaturen hin verschoben, wodurch die vereisungsverhindernde Wirkung
aufgehoben wird. Die Erfindung sieht deshalb vor, die Speichermasse, mit einer Gerüstsubstanz zu versehen, so daß der Pestkörpercharakter
auch oberhalb der Schmelztemperatur erhalten bleibt.
Während des Tages nimmt die Speichermasse, sobald der Kristall!·
sationspunkt erreicht ist, Sonnenwärme auf und ändert nach Erreichen
der Schmelztemperatur ihre Temperatur bis zur völligen Auf lallung nicht mehr. Dadurch bleibt die Straßenoberfläche am
Tage kühler als die Oberfläche von nicht mit Speichermassen versehenen Straßen. Es wird damit auch nur ein geringerer Teil
der Sonnenwärme an die Luft abgegeben als bei normalen Straßen. Sobald nun die Straßenoberfläche auf eine Temperatur,, ab sinkt,
die um die zur Wärmeleitung notwendige Temperaturdifferenz von
der Kristallisationstemperatur der Speichermasse verschieden ist, die jedoch noch etwas-oberhalb des Gefrierpunktes liegt,
beginnt die Kristallisation und damit die Freisetzung der am
Tage gespeicherten Wärme. Es hat sich gezeigt, daß.zur Verhinderung
der'Eisbildung während einer Nacht nur verhältnismäßig
geringe Speichermassenmengen erforderlich sind.
In Verbindung mit erfindungsgemäßen Speichermassen lassen sich
auch elektrisch beheizte Straßen, Treppen usw. verwirklichen.' In diesem' !felle erfolgt die Aufheizung im überwiegenden Teil '
aller Fälle durch Sonnenenergie und nur in den seltenen Fällen
009832/1354 :
der Eisbildung durch Regen auf unterkühlter Straße oder auch
zum Zwecke der Beseitigung von Schnee nach erfolgter Entladung der Speicherkörper durch Elektrobeheizung.
■ Im Gegensatz zu konventionellen elektrischen Heizeinrichtungen
von Straßen kann der Anschlußwert wesentlich geringer sein, da. die Heizenergie während eines längeren Zeitraumes eingespeist
werden kann. Andererseits läßt sich aber auch die Beheizung auf die Niedrigtarifperioden während der Nacht beschränken.
Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die Aufheizung durch beliebige Wärmeträger, z.B. durch Heißöl oder durch
Warmwasser in sehr kurzer Zeit erfolgen zu lassen. Dies ist von besonderem Interesse für extrem schneegefährdete Wege,
Treppen usw.
Schließlich sieht die Erfindung auch Lösungen vor, bei denen der in der Straßendecke angeordnete wärmeaufnehmende und wärmeabgebende
Wärmetauscher über einen Wärmeträger mit der Speichermasse in Verbindung steht, wobei geeignete Einrichtungen
den Wärmetransport nur dann freigeben, wenn die meteorologischen Voraussetzungen so sind, daß eine Wärmeaufnahme oder
auch Wärmeabgabe erfolgen soll.
Die Erfindungsmerkmale sollen anhand von Figuren beschrieben werden, die Erfindung ist jedoch niht auf die beschriebenen
Merkmalkombinationen beschränkt.
Figur 1 zeigt im Schnitt eine Gehwegplatte mit Speicherkörpern nach der Erfindung.
Figur 2 zeigt im Schnitt eine Treppe mit Speicherkörpern nach der Erfindung.
. Figur 3 zeigt im Schnitt einen Straßenaufbau mit Speicherplatten
nach der Erfindung.
00-98 32/1354
Figur. 4 zeigt in perspektivischer Ansieht einen ähnlichen
Straßenaufbau wie Figur 3 mit kalottenförmigen Speicherkör-.pe.rn
und elektrischer Zusatzbeheizung.
Figur 5 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform von
Speicherkörpe-rn nach der Erfindung mit einer Wärmetransporteinrichtung.
Figur 6 zeigt in einer schematischen Schnittzeichnung einen
Vereisungsschutz für Straßendecken nach der Erfindung mit einem Wärmeträgerkreis.
Figur 1 zeigt eine Gehwegplatte, deren tragende Struktur 1 aus
Beton besteht und deren längs erstreckte Hohlräume mit tonnenförmigem
Querschnitt Speicherkörper/bilden, die mit einer Speichermasse
5 gefüllt sind. An den axialen Enden sind die Hohlräume 3 durch nicht gezeigte Verschlüsse, z.B. Kunststoffolien,
verschlossen. Damit gespeicherte Wärme nicht in den Boden abfließt,
werden die Platten auf nicht dargestellte isolierende .. Unterlagen gelegt.
Figur 2 zeigt eine Treppenkonstruktion, bei der die Stufen ebenfalls
hohl ausgebildet sind und die Hohlräume mit Speichermasse 3 gefüllt sind, die in Plastikschläuchen 21 untergebracht ist.
Unter der Speichermasse 3 ist eine elektrische Heizeinrichtung 22, vorzugsweise metallbedampfte Kunststoffolie angeordnet, darunter
wiederum eine wärmeisolierende Schicht 23· Durch thermostatische Steuerung wird die Speichermasse 3 ständig bei einer
Temperatur gehalten, die wenig oberhalb' ihrer Kristallisationstemperatur liegt. Da diese zur Aufrechterhaltung der Ladung erforderliche
Mindesttemperatur von der Außenluft nur an wenigen Tagen unterschritten wird, ist der Stromverbrauch vernachlässigb.ar,
außerdem kann die Aufladung auf die tarifbegünstigten Stunden
beschränkt werden und zur Vermeidung von. unnötigen. Wärmever-
0 0 9832/1354
lusten wird außerdem bei sehr tiefen Temperaturen, bei denen ohnehin kein Regen oder Schnee fällt, der Strom abgeschaltet.
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Straße im Schnitt. Mit
dem Unterbau 38 ist ein Stahlnetz 35, 36 fest verbunden. Auf
dieses Stahlnetz ist eine Matte 32 aufgelegt, die aus einer
planen Kunststoffolie 31 und einer mit halbkugelförmigen Ausbuchtungen versehenen Kunststoffolie 33 durch Verschweissung
an den Eieruhrungsflächen gebildet ist und in den Hohlräumen
30 Speichermasse 3 enthält. Durch zwischen den Ausbuchtungen
42 verbleibende öffnungen 39 ragen die Schlaufen 35 des Armierungsdrahtes
durch die Matte 32 hindurch. Nach dem Auslegen der Matte erfolgt das Ausgießen der befahrbaren Decke 30, die
durch die Schlaufen 35 mit dem Unterbau verankert ist.
Figur 4 zeigt die gleiche Anordnung wie Figur 3, wobei jedoch zusätzliche Flachbänder 40 aus elektrischem Widerstandsmaterial
vorgesehen sind, die durch einen Kunststoffüberzug 41 elektrisch isoliert sind. Diese isolierten Flächbänder sind
zwischen der unteren Schicht 31 und der oberen Schicht 33 der miteinander verschweißten Folien eingelegt und damit
wasserdicht eingeschlossen. Die Bereiche 43 zwischen zwei Speichermassen
enthaltenden Ausbuchtungen 42 erfordern naturgemäß wesentlich weniger Wärme als die Bereiche innerhalb der Ausbuchtungen
42. Deshalb sieht die Erfindung vor, den Widerstand des Flachbandes 40 innerhalb der Ausbuchtungen 42 höher
zu wählen als in den Zwischenbereichen 43. Die elektrische Beheizung dient zur thermischen Aufladung der Speichermasse
3, wenn entweder so große Schneemengen erwartet werden, daß die Speicherenergie zur Schmelzung derselben nicht ausreicht,
oder wenn die Temperatur der Straße unter dem Gefrierpunkt liegt und Regen erwartet wird. In allen anderen Fällen erfolgt
die Aufladung durch Sonnenenergie.
009832/1354
Figur 5 zeigt eine andere Ausbildung der Speichermassenmatte.
Die Kunststoffolien 50 und 51 sind spiegelbildlich ausgeformt,-so
daß der Straßenunterbau 38 entsprechende Vertiefungen aufweisen muß. Auch wurde die statisch günstigere Form des Rotationsellipsoiden
gewählt, die bei gleichen übertragbaren Belastungen der Straßendecke die Unterbringung einer größeren
Speichermassenmenge 3 ermöglicht. Da diese Ausbildung eine grös· sere vertikale Erstreckung besitzt, wird die Wärmeleitung teilweise
von einem Kreislauf übernommen, der aus zwei Rohren 52,
5g, die zueinander höhenversetzt sind, und zwei die Rohrenden
miteinander verbindenden Hohlkörpern 5^, 55 aufgebaut ist. Im
Inneren dieses Kreislaufes befindet sich eine Flüssigkeit, z.B. ein Wasser-Methylalkohol-Gemisch, die durch Konvektion einen
Teil der Speichermasssenwärme nach oben transportiert, während der Wärmetransport bei der Aufladung durch die Wärmeleitfähigkeit,
der Rohre 52, 53 unterstützt wird.,
Figur 6 zeigt ein Schaltschema einer weiteren erfinderischen
Lösung, bei'der dicht unterhalb der Fahrbahndecke 60 in geringem
"Abstand voneinander entfernt Wärmetauschrohre 6,1 angeordnet
sind, die durch eine Rohrleitung 62 miteinander verbunden sind, über diese Rohrleitung 62 kommunizieren sie mit
einem Wärmetauscher 63, der sich in einem Speichermassenbehälter
6k befindet und mit der Speichermasse 3 in gut wärmeleitender
Verbindung steht. Der Speichermassenbehälter 64 ist gegen die Außentemperatur isoliert, vorzugsweise durch entsprechende
tiefe Absenkung ins Erdreich. Der "tiefste Punkt des Wärmetauschers 63 mündet in einen Tank 66, der von einer
sehr gut isolierenden Schicht 68 umgeben ist. .Vom tiefsten
Punkt des'Tankes 66 führt eine Leitung 69 zu einer Pumpe 70,
die über eine Leitung 71 mit den Enden 72 der Wärmetauscherrohre
6l verbunden ist. Die Pumpe 70 wird durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in Betrieb gesetzt. Das gesamte
Leitungssystem ist nach außen hin vakuumdicht abgedichtet
0Q9832/1354
und vorzugsweise luftleer. Im Tank 66 befindet sich eine leicht siedende Flüssigkeit 67, deren Gefrierpunkt unterhalb
von O0C liegt. Sobald die Außentemperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Speichermasse 65 angestiegen ist,
wird die Pumpe 70 durch die Steuereinrichtung 73 thermostatisch eingeschaltet. Hierdurch gelangt die Flüssigkeit 67
in die Wärmetauscherrohre 6l und verdampft dort. Der gebildete Dampf kondensiert im Wärmetauscher 63 und die Kondensationswärme
bewirkt das Schmelzen der Speichermasse 3· Die Steuereinrichtung 73 zur Betätigung der Pumpe 70 soll auf die
für eine mögliche Eisbildung notwendigen Faktoren, wie Nässe der Straßenoberfläche, Temperatur und Temperaturgradient ansprechen
und auch meteorologische Aussagen, wie Regen bei unterkühlter Straße, berücksichtigen, und rechtzeitig vor Einsetzen
der Vereisung die Pumpe 70 einschalten. Dadurch wird wiederum Flüssigkeit 67 in das Wärmetauscherrohr 6l befördert,
läuft jetzt jedoch aufgrund des geringen Gefälles des Rohres 6l in den Wärmetauscher 63 und wird dort verdampft. Der Dampf
wird im Rohr 6l wieder kondensiert und liefert damit die zur Eisverhinderung erforderliche Wärme an die Straßendecke 60.
Durch die Leitung 72J wird ein kleiner Anteil des Kondensates
direkt in den Tank 66 zurückgeführt, damit nach Abschaltung der Pumpe 70 der Kreislauf zum Abklingen gelangt.
Der Vorteil dieser aufwendigeren Konstruktion liegt in der optimalen
Ausnutzung der Wärmekapazität der Speichermasse. Wärme wird im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Systemen nur dann
der Straßendecke zugeführt, wenn alle meteorologischen Voraussetzungen zur Eisbildung gegeben sind, und auch nur in dem Umfange,
in dem sie zur Beseitigung der Glatteisgefährdung erforderlich ist. Sobald nämlich die Straßenoberfläche trocken geworden
ist, wird durch Abschaltung der Pumpe 70 der weitere Wärmeentzug
unabhängig von den Außentemperaturen unterbrochen. Auch bei diesen
System kann eine zusätzliche Beheizung zur Aufladung der Speicher-
009832/ 1 354
masse vorgesehen sein,- die verhindert, daß bei zu klein
dimensioniertem Speicher die Punktion nach ungünstigen
Wetterperioden unt.erbrochen wird.
3 2/1354
Claims (18)
- Patentansprücheί 1.JVereisungsschutz für frostgefährdete Außenflächen, wie Straßen-, Weg-, Treppen-, Balkon-oder Dachdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (4, 24, 29, 60) in wärmeleitender Verbindung mit Speicherkörpern (2, 20, 34, 65) steht, die im wesentlichen aus einer Ionenkristalle bildenden Speichermasse (3) mit einem Schmelzpunkt, der wenig oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers liegt, bestehen.
- 2. Vereisungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Speicherkörper (2, 20, 34, 65) in Hohlräumen unter der nach außen weisenden Oberfläche der Decke angeordnet sind.
- 3. Vereisungsschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkörper (65) in nach außen wärmeisolierten Behältern (64) angeordnet sind und.daß unter der nach außen weisenden Oberfläche (60) der Decke Wärmetauscher (6l) vorgesehen sind, die mit einem Wärmetauscher (63) kommunizieren, der in dem Speicherkörper (65) angeordnet ist, wobei die Wärmeleitung zwischen den beiden Wärmetauschern durch einen fließfähigen Wärmeträger, z.B. Dampf oder Flüssigkeit (67), erfolgt.
- 4. Vereisungsschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger aus einem Stoff besteht, der sowohl als Dampf, als auch als Kondensat (67) bei der Schmelztemperatur der Speichermasse (3) vorliegt.
- 5. Vereisungsschutz nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur der Speichermasse (3) in den Speicherkörpern (2, 20, 3**, 65) zwischen 1 und 100C liegt.009832/ 1354
- 6. Vereisungsschutz nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet j daß die Speichermasse/ein Hydrat eines Alkalimetallsalzes oder ^ppelsalzes ist.
- 7. Vereisungsschutz nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch . gekennzeichnet., daß -die Speicherkörper im wesentlichen aus der Speichermasse und an der Umwandlung nicht beteiligten, die Schmelze eindickenden Substanzen bestehen,
- 8. Vereisungsschutz nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichermasse isotypische oder. epitaxische, sich in der Schmelze nicht lösende Kristalle mit. einem oberhalb der höchsten Betriebstemperatur liegenden Schmelzpunkt in gleichmäßiger Verteilung zugesetzt sind. -'.."■
- 9. Vereisungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermasse in zwischen zwei Folien (31 und 33) gebildeten Hohlräumen, die tetragonal oder hexagonal angeordnet sind, untergebracht ist.
- 10. Vereisungsschutz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume aus zwei Ausbuchtungen (56 und 57) zusammengesetzt sind, deren Tiefe (59) größer ist als der Halbmesser (59).
- 11. Vereisungsschutz für Straßen nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau (38) der Straße mit der Straßendecke (30) durch zugbelastete Elemente (35) verbunden ist, die durch Öffnungen (39) in der Folie (32.) hindurchragen.
- 12. Vereisungsschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger Dampf Verwendung findet, welcher nach erfolgter Kondensation in einem Tank (66) aufgefangen wird, und von dort aus durch eine Fördereinrichtung (70) zu den Wärmetauschern (61, 63),geleitet wird.009832/1354-X-
- 13. Vereisungsschutz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat (67) durch eine Fördereinrichtung in den Wärmetauscher (6l) gefördert wird und daß an der tiefsten Stelle dieses Wärmetauschers ein Kondensat-Bypass (74) einen kleinen Teil des entstehenden Kondensates in den Kondensattank (66) leitet, während der andere Teil des Kondensates über den Wärmetauscher (63) in den Kondensattank geleitet wird.
- 14. Vereisungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkörper (34, 20, 42) mit einer Heizeinrichtung (22, 40) in gut wärmeleitender Verbindung stehen.
- .15· Verfahren zum Enteisen einer Straße mit einem Vereisungsschutz nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (70) in einem Temperaturintervall, das an die Speichermassenkristallisationsteraperatur anschließt und um einen vorgegebenen Betrag darüber hinausgeht, eingeschaltet und bei überschreiten dieses Intervalles wieder ausgeschaltet wird, daß sie bei Absinken der Außentemperatur und voraussichtlicher Unterschreitung des Gefrierpunktes bei gleichzeitiger Straßennässe eingeschaltet und bei überschreiten des Gefrierpunktes oder nach Trocknen der Straße wieder ausgeschaltet wird, und daß sie bei unterkühlter Straße in Abhängigkeit von meteorologischen Hinweisen, z.B. Luftdruckabsenkung, eingeschaltet und nach Trocknung der Straße wieder ausgeschaltet wird.
- l6. Verfahren zum Enteisen einer Straße mit einem Vereisungsschutz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromzufuhr nur dann eingeschaltet wird, wenn die äußere Hülle des Speicherkörpers (20) auf eine Temperatur absinkt, die nur wenig über der Kristallisationstemperatur der Speichermasse im Speicherkörper (20) liegt und dann wieder ausgeschaltet wird, wenn die Temperatur der Speichermasse009832/ 135/.i um einige Grade über-s ChI4It ten-.hat oder* gegebenenfalls auch, wenn die Temperatur, der Oberfläche (4., 2,4 j 29)erheblich unter den .Gefrierpunkt abgesunken Ist oder die Oberfläche trocken ist. ---;.-- *
- 17.. Verfahren zur Ausnutzung der Sonnenenergie zur Eisfrei-• haltung von vereisungsgefahrdeten Flächen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet3 daß der von der Sonne stammende Wärmestrom am Tage einer Speichermasse in einem Speicherkörper (2_, 20, 34) zugeführt wird, deren Kristall!- . safcionstemperatur um.etwas mehr als der zur Aufrechterhaltung des Wärmestromes zur Oberfläche erforderlichen Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche (4, 24, 29) und Speichermasse über 0 C liegt, wodurch" die Temperatur der Oberfläche am Tage niedriger als die von vergleichbaren vereisungsgefahrdeten Flächen und in der Nacht oberhalb von O0C liegt. . ".. . ■ " ..."
- 18. Verfahren zur Ausnutzung>der Sonnenenergie zur Eisfreihaltung von vereisungsgefahrdeten Flächen nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der, Oberfläche (60) in wärmeleitender Verbindung stehenden -. Wärmet aus eher (6l) über einen fließfähigen Wärmeträger (67), vorzugsweise Dampf, mit,einem zweiten Wärmetauschert . ■■ -(o3) in v/ärmeleitender Verbindung steht ,der sich innerhalb eines Speicherkörpers (65) befindet, und daß der Kreislauf durch eine Vorrichtung (7.0.) unterbrochen v/erden kann, die eine Aufheizung der Straßenoberfläche (60.) nur dann bewirkt, wenndie meteorologischen Voraussetzungen für ölatteisbildung durch ein Steuergerät (73)alo gegeben erfaßt sind.0098 3 2/135 4, BAD ORIGINAL
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT107369A AT310225B (de) | 1969-02-03 | 1969-02-03 | Heiz- und Wärmespeichervorrichtung zur Verhinderung der Vereisung von Außenflächen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2003394A1 true DE2003394A1 (de) | 1970-08-06 |
DE2003394B2 DE2003394B2 (de) | 1980-11-27 |
DE2003394C3 DE2003394C3 (de) | 1981-07-09 |
Family
ID=3506010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003394A Expired DE2003394C3 (de) | 1969-02-03 | 1970-01-26 | Anordnung zur Nutzung der während des Tages eingestrahlten Sonnenenergie gegen Vereisung von Decken, insbesondere Fahrbahndecken, sowie Speichermasse und Wärmeträger für die Anordnung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3683152A (de) |
AT (1) | AT310225B (de) |
CA (1) | CA926174A (de) |
DE (1) | DE2003394C3 (de) |
GB (1) | GB1295626A (de) |
SE (1) | SE399726B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3407927A1 (de) * | 1984-03-03 | 1985-09-05 | Hans Prof. Dipl.-Ing. 8200 Rosenheim Krinninger | Anordnung zum beheizen und/oder kuehlen einer schicht aus insbesondere bituminoesen baustoffen, deren verwendung sowie verfahren zum herstellen eines beheizbaren und/oder kuehlbaren verkehrsweges |
WO1988007160A1 (fr) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Messner Caspar O H | Installation pour la production d'un flux de chaleur vers ou hors d'un corps de basse conductivite thermique |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4026350A (en) * | 1975-06-19 | 1977-05-31 | Sigmond Zembrzuski | Built in de-icing device |
DE7825534U1 (de) * | 1978-08-28 | 1979-02-01 | Teewen B.V., Tegelen (Niederlande) | Konstruktionsprofil |
DE2963733D1 (en) * | 1978-09-05 | 1982-11-04 | Oliver Laing | Plant cultivation process using solar energy storage devices |
US4241782A (en) * | 1978-11-30 | 1980-12-30 | Schoenfelder James L | Heat storage system adapted for incongruently melting heat storage materials and congruently melting heat storage materials |
US4646818A (en) * | 1984-06-28 | 1987-03-03 | Ervin Jr Essie | Heated mats for melting snow and ice from outdoor surfaces |
GB2170258B (en) * | 1985-01-25 | 1988-04-07 | John Michael Dyson | Repairing prc houses |
US4693300A (en) * | 1986-08-04 | 1987-09-15 | Nippon Flute, Co. | Method and apparatus for sprinklerless snow control |
US4926026A (en) * | 1989-01-26 | 1990-05-15 | Maintenance Concepts, Inc. | Electrical de-icer device |
US5932124A (en) * | 1996-04-19 | 1999-08-03 | Thermion Systems International | Method for heating a solid surface such as a floor, wall, or countertop surface |
DE19630558A1 (de) * | 1996-07-18 | 1998-01-22 | Dietmar Poguntke | Verfahren für eine Freiflächen-Abtauanlage unter Nutzung des Temperaturgradienten zwischen unterschiedlichen Bodenschichten |
DE29620230U1 (de) * | 1996-11-20 | 1997-01-23 | quick-mix Gruppe GmbH & Co. KG, 49090 Osnabrück | Solarenergieabsorbersystem für Böden |
JP3588630B2 (ja) * | 2000-09-06 | 2004-11-17 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 蓄熱式加熱体 |
US7055575B2 (en) * | 2002-10-18 | 2006-06-06 | Noel Thomas P | Thermally active convection apparatus |
US20040016740A1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Mcdonald Corey E. | Method and device for heating a surface |
WO2017040753A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Exotex, Inc. | Construction products and systems for providing geothermal heat |
CN113048660A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-29 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 空气自循环无动力加热装置及其路基 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3195619A (en) * | 1961-12-19 | 1965-07-20 | John Edward Baker | Heat transfer method to preclude ice formation on paving |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2677664A (en) * | 1951-02-19 | 1954-05-04 | Telkes Maria | Composition of matter for the storage of heat |
US2677243A (en) * | 1952-08-28 | 1954-05-04 | Telkes Maria | Method and apparatus for the storage of heat |
US3079087A (en) * | 1956-12-13 | 1963-02-26 | Gen Electric | Method and apparatus for storing and recovering heat |
-
1969
- 1969-02-03 AT AT107369A patent/AT310225B/de not_active IP Right Cessation
-
1970
- 1970-01-26 DE DE2003394A patent/DE2003394C3/de not_active Expired
- 1970-01-27 US US6267A patent/US3683152A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-01-28 CA CA073300A patent/CA926174A/en not_active Expired
- 1970-02-02 GB GB1295626D patent/GB1295626A/en not_active Expired
- 1970-02-03 SE SE7001376A patent/SE399726B/xx unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3195619A (en) * | 1961-12-19 | 1965-07-20 | John Edward Baker | Heat transfer method to preclude ice formation on paving |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Straße und Autobahn, 1967, H. 6, S. 193 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3407927A1 (de) * | 1984-03-03 | 1985-09-05 | Hans Prof. Dipl.-Ing. 8200 Rosenheim Krinninger | Anordnung zum beheizen und/oder kuehlen einer schicht aus insbesondere bituminoesen baustoffen, deren verwendung sowie verfahren zum herstellen eines beheizbaren und/oder kuehlbaren verkehrsweges |
WO1988007160A1 (fr) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Messner Caspar O H | Installation pour la production d'un flux de chaleur vers ou hors d'un corps de basse conductivite thermique |
WO1988007159A1 (fr) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Messner Caspar O H | Installation de recuperation de chaleur atmospherique et terrestre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE399726B (sv) | 1978-02-27 |
AT310225B (de) | 1973-09-25 |
DE2003394C3 (de) | 1981-07-09 |
DE2003394B2 (de) | 1980-11-27 |
US3683152A (en) | 1972-08-08 |
CA926174A (en) | 1973-05-15 |
GB1295626A (de) | 1972-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2003394A1 (de) | Vereisungsschutz,insbesondere fuer Strassen | |
EP0306508B1 (de) | Wärmespeicher mit einem absorptions- und speicherkörper niedrieger thermischer leitfähigkeit | |
WO1997010474A1 (de) | Energieanlage für gebäude | |
DE1928694A1 (de) | Masse mit einem waermespeichernden Stoff | |
DE102011050643B4 (de) | Kombinierte Photovoltaik- und Solarthermieanlage | |
DE2715075A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur energiegewinnung aus umgebenden waermequellen | |
DE3407927C2 (de) | ||
EP0031942A1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Heizvorrichtung zur Ausnutzung von Erdwärme mittels einer Wärmepumpe sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE19806534C1 (de) | Vorrichtung zur Speicherung von Wärmeenergie | |
DE2054057C2 (de) | Speicherbaustein zur Temperierung und Temperaturregelung von Räumen | |
DE3143237A1 (de) | Erdwaermegespeiste fahrbahn-heizungsanlage | |
CN207739483U (zh) | 一种寒区屋面板构造 | |
DE3007981A1 (de) | Solarheizanlage fuer ein gebaeude | |
DE4110116C2 (de) | Energiespeichernde Wärmedämmplatte | |
DE2819642A1 (de) | Klimaanlage fuer wohnhaeuser | |
DE2557895A1 (de) | Vorrichtung zum beheizen von gebaeuden mittels einer waermepumpenanlage | |
CH661340A5 (en) | Arrangement for absorbing and storing solar energy | |
DE10164102B4 (de) | Anordnung zur Wärmespeicherung | |
DE60032922T2 (de) | Wärmespeicheranlage | |
CH634395A5 (en) | Installation for the provision of heat | |
DE3751707T2 (de) | Ersatzsolardach zum Ersetzen von Gebäudedächern | |
DE3006905A1 (de) | Energieabsorberanlage | |
DE3006083C1 (de) | Klima-Gewaechshaus | |
DE2624868A1 (de) | Kunsteisbahn | |
DE7705030U1 (de) | Bauelementesatz fuer eine flaechige klimatisierungsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |