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Die Ertindung liegt auf dem Gebiet
des Bauwesens und betrifft ein Bauteil bzw. Bauwerk in Art und Form
eines Freispiegelrohres oder Kanals, das zur konventionellen Leitung
von Wasser bzw. Abwasser bestimmt ist, und zusätzlich im Gerinne mit einer Wärmetauschereinrichtung
zur Wärmerückgewinnung
ausgestattet werden kann.
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Freispiegelrohre oder Kanäle dienen
schon seit jeher vorrangig der kontrollierten Fort- oder Zuleitung
von Wasser bzw. Abwasser unter Ausnutzung des Gefälles. Solche
Rohre oder Kanäle
gibt es heute je nach Bedarf und den örtlichen Bedingungen konventionell
in den unterschiedlichste Querschnittsformen und Dimensionen, und
Ausformungen in der Sohle bzw. dem Gerinne, die sich mittlerweile über Jahrzehnte
bewährt
haben. Hier unterscheidet man zwischen standardisierten Regelformen
und Sonderprofilen. In diesem Zusammenhang seien hier noch mal die
speziellen „Trockenwetter-Rinnen" erwähnt, die
sowohl selbst als Fertigteil gefertigt und in verlegte Rohrstrecken
nachträglich
in der Kanalsohle eingepasst werden, als auch bei Rohr-Fertigelementen schon
werkseitig in der Sohle integriert sind. Alle diese Ausführungen
sind ausschließlich
bestimmt und ausgelegt für
den ordnungsgemäßen und
störungsfreien
Abfluß des
Wassers bzw. Abwassers.
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Wichtige Kriterien sind hierbei,
einerseits ein ausreichend großer
Innenquerschnitt, um die entsprechenden Mengen an Wasser bzw. Abwasser
ableiten zu können,
auch bei einem besonders hohen Wasserandrang, z.B. bei großen Regenereignissen, und
andererseits ein hydraulisch günstiger
Strömungsverlauf,
der insbesondere durch die Ausformung der Rohr- oder Kanalsohle
bzw. des Gerinnes beeinflusst wird, sodaß immer ein ausreichender Wasserschwall
vorhanden ist, der weitestgehend eine Selbstreinigung der Rohr-
bzw. Kanalsohle auch von Feststoffen sicherstellt. Dies setzt außerdem eine
möglichst
versatzfreie, d.h. glatte und hindernisfreie Innenoberfläche im Rohr
oder Kanal voraus. Das bedeutet u.a., dass der ursprünglich mal
bestimmungsgemäß ausgelegte
hydraulische Abfußquerschnitt
und die Form dieser Rohre oder Kanäle nicht nachträglich z.B.
durch art- bzw. bestimmungsfremde Einbauten oder Veränderungen
eingeengt oder verändert
werden dürfen.
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Diese Rohe oder Kanäle sind
heute, z.B. im Bereich der Abwasserentsorgung, zumeist aus mineralischen
Werkstoffen, z.B. aus Beton oder Steinzeug, es gibt sie aber auch
neuerdings auf Kunststoftbasis, z.B. aus Polymer-Beton etc., und
werden hauptsächlich
als Fertigteilelemente werkseitig hergestellt und auf die Baustelle
in entsprechender Stückzahl
angeliefert. Auf der Baustelle werden diese Elemente hintereinander
in einem Rohrgraben oder auch im grabenlosen Vortriebsverfahren
zu einer Rohr- bzw. Kanalstrecke zusammengefügt. Diese Rohr- bzw. Kanalstrecken
enden bekanntermaßen
meist jeweils in einem begehbaren Kanalschacht. Abwasserrohr- oder
Kanalstrecken außerhalb
von Gebäuden
sind zumeist erdverlegt, und man unterscheidet hier grob zwischen
Grund- und Sammelleitungen. Grundleitungen transportieren die häuslichen
oder industriellen Abwässer
im Bereich des entsprechenden (Privat-)Grundstücks, und leiten es zumeist
außerhalb
des Grundstücks
in die öffentliche
Sammelleitung ein. Abwässer
sind bekanntermaßen
ein Abfallprodukt häuslicher
und industrieller Prozesse und demzufolge erwärmt. Diese Wärme, die
nach einer Studie in Japan einerseits durchschnittlich 40% der städtischen
Abwärme
enthält, und
andererseits auch von der oberflächennahen Erdwärme gespeist
wird, kann daher als nachhaltige Energiequelle bezeichnet werden,
und wird neuerdings zur umweltfreundlichen Energiegewinnung genutzt,
indem Wärmetauschereinrichtungen
in die Sohle bzw. die Gerinne der Abwasserkanalstrecken eingebaut
werden.
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Aus der Schrift
DE 35 21 585 A1 ist eine
Vorrichtung zur Gewinnung der Schmutzwasser-Abwärme bekannt, die eine Rohranordnung
besitzt, die im Inneren der Wandung des Abwasserrohres oder in einem
das Abwasserrohr lagernden Betonsohle liegt, Hierbei wird dem Fachmann
nahegelegt, dass diese Rohranordnung bzw. Wärmetauschereinrichtung schon
vorteilhafterweise bei der bestimmungsgemäßen Herstellung in die Wandung
eines jeden Bauteils miteingebaut bzw. eingegossen wird. Aus diesem Grund
können
diese Abwasserrohre nur im offenen Graben verlegt werden, weil bei
der Verlegung der Abwasserrohre bzw. Betonsohlen die einzelnen Rohranordnungen
miteinander mit Muffen handwerklich verbunden werden müssen. Dies
bedeutet einen erheblichen zusätzlichen
Aufwand gegenüber
der konventionellen Herstellungs- und Verlegeweise. Konstruktionsbedingt
hat diese Vorrichtung daher den gravierenden Nachteil, dass die
Rohranordnung nicht direkt mit dem Abwasser in Kontakt steht, die Wärme des
Abwassers also erst durch das sehr schlecht wärmeleitende Rohrmaterial auf
die Rohranordnung indirekt übertragen
werden muß,
was einen wirtschaftlichen Wärmeertrag
sehr einschränkt und
somit in Frage stellt.
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Des weiteren ist eine Patentschrift
DE 197 19 311 C2 bekannt,
die eine Abwärme-Installation für Abwasser
in der Ausführung
einzelner hintereinander angeordneter Wärmetauscherelemente beschreibt, die
als Wärmetauscherplatte
in Form einer „Trockenwetterrinne" ausgebildet sind,
und diesmal vorteilhafterweise direkt mit dem Abwasser in Berührung stehen.
Diese Plattenwärmetauscherelemente
können einerseits
schon bei der bestimmungsgemäßen Herstellung
der Betonrohr-Fertigteile in diesen mitvorgesehen bzw. eingegossen
sein und auf der Baustelle beim Verlegen dieser Teile handwerklich
im Graben zusammengeschlossen werden. Auch in diesem Fall bedeutet
dies einen erheblichen zusätzlichen
Aufwand gegenüber
der konventionellen Herstellungs- und Verlegeweise von Kanalrohren.
Eine grabenlose Verlegung dieser Fertigrohreinheiten ist sicherlich auszuschließen. Andererseits
können
diese Elemente schon in konventionell fertig verlegten Rohrstrecken
nachträglich
einzeln in die Kanalrohre handwerklich eingebracht, auf der Sohle
montiert und zusammengeschlossen, und anschließend in ein Mörtelbett
eingelassen werden. Dies kann daher nur in begehbaren Kanalrohrdimensionen
erfolgen. Dies ermöglicht
zwar eine konventionelle Abwasserrohrverlegung, bedeutet aber einen
erheblichen Aufwand bei der nachträglichen Installation der Wärmetauscherelemente,
wobei dann der bestimmungsgemäße Kanalinnenquerschnitt
erst durch den Einbau der Wärmetauscherelemente
unweigerlich immer die Ausformung einer Trockenwetterrinne erfährt, und was
auch immer aufgrund des sehr hohen Aufbaus mit einer erheblichen
hydraulischen Einengung des Kanals verbunden ist. Dies hat den folgenden
Nachteil: Diese Abwärme-Installation
kann nur in solche Kanalstrecken eingebaut werden, wo ein entsprechend
groß-
bzw. überdimensionierter
Kanal vorhanden ist oder extra dafür neuverlegt wird, und eine Ausformung
der Kanalsohle mit einer Trockenwetterrinne aus kanalbetriebstechnischer
Sicht bewusst gewollt ist. In allen übrigen Fällen wird der betreffende Kanalbetrieb
aufgrund der kanaltechnischen Belange von einem zusätzlichen
Einbau dieser Installation Abstand nehmen, weil der bestimmungsgemäße Kanal
mit diesem zusätzlichen
artfremden Einbau zu sehr hydraulisch eingeengt werden würde.
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Ausgehend von dem vorstehend angegebenen
Stand der Technik und der damit verbundenen Problematik, liegt der
vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil bzw.
Bauwerk in Art und Form eines Freispiegelrohres oder Kanals bereitzustellen,
das weiterhin zur konventionellen Leitung von Wasser bzw. Abwasser
bestimmt ist, und auch zusätzlich
im Gerinne mit einer Wärmetauschereinrichtung
zur Wärmerückgewinnung
ausgestattet werden kann, jedoch ohne mit den vorgenannten Nachteilen
des genannten Standes der Technik behaftet zu sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Bauteil bzw. Bauwerk mit den Merkmalen der Schutzansprüche 1 bis
9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt
darin, bei geringst möglichem
Aufwand und einer besonders flexiblen und rationellen Herstellungsweise
mit den bisher bekannten Herstellungsverfahren und Materialien weitestgehend
alle bekannten Freispiegelkanäle,
seien es vor Ort hergestellte Kanalbauwerke oder entsprechend werksvorgefertigte
Kanalfertigteile, bei der Herstellung zusätzlich so modifizieren zu können, dass
sie anschließend,
entweder im Anschluß an
deren werkseitige Fertigung oder erst vor Ort auf der Baustelle
nach Fertigstellung der Kanalstrecke, mit einer leistungsfähigen Wärmerückgewinnung
in den unterschiedlichsten Varianten so ausgestattet werden können, dass
deren bestimmungsgemäße hydraulische
Querschnittsform und Dimension nicht oder nur im tolerierbaren Rahmen
durch den zusätzlichen
Einbau der Wärmetauschereinrichtung
verändert
oder eingeengt wird. Wichtig für
die Kanalrohrverlegung ist, dass diese auch weiterhin sowohl in
der konventionellen offen, als auch in der geschlossenen Bauweise
geschehen kann. Der Einbau der Wärmetauschereinrichtung
sollte auch so erfolgen können,
dass die entsprechende Wärmetauschertläche vorzugsweise
direkt mit der Wärmequelle
Wasser im Kanal in Kontakt steht. Auch soll die Erfindung die Voraussetzung
schaffen, Wärmerückgewinnungsanlagen
in theoretisch allen bestimmungsgemäßen Kanaldurchmesser und -formen
installieren zu können,
wobei insbesondere die vorteilhafte Montage in der neu verlegten
Kanalstrecke ermöglicht
werden soll. Auch soll der Einbau insbesondere bei nicht-begehbaren
Kanalstrecken, was ab ca. einer Kanalrohrdimensionen kleiner einem
Innendurchmesser von 800 – 1000
mm der Fall ist, insoweit rationalisiert werden, dass die Wärmetauschereinrichtung(en) über die
Kanalschächte
in die verlegte Kanalstrecke eingebracht werden kann (können), ohne
hierbei das Kanalrohr betreten zu müssen. Das schließt nicht
aus, dass größere Kanaldimensionen aus
anderen baupraktischen Überlegungen
weiterhin vom Montagepersonal begangen werden. Auch schließt dies nicht
aus, dass weiterhin Kanalfertigteile, jedoch diesmal ausgestattet
mit der erfinderischen Modifikation, schon vor der Verlegung mit
entsprechenden Wärmetauscherelementen
ausgerüstet werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass der Baustelle, z.B. anlässlich einer Kanalneuverlegung,
bestimmungsgemäße Bauteile bzw.
ein Bauwerk nach Bedarf in jeglicher Art, Form und Dimension eines
konventionellen Freispiegelrohres oder Kanals zur Leitung von Wasser
bzw. Abwasser zur Verfügung
stehen bzw. steht, wo das Rohr- bzw. Kanalgerinne eine zusätzliche
zum Fördermedium
hin offene im Gerinneverlauf durchgehende Aussparung aufweist. Diese
Aussparung ist dazu geeignet, nachdem die Rohr- bzw. Kanalsirecke
konventionell verlegt ist, eine entsprechende Wärmetauschereinrichtung aufzunehmen.
Nach der Montage der Wärmetauschereinrichtung
ist diese Montageaussparung wieder beseitigt bzw. verfüllt. Das
ein solches Bauteil oder Bauwerk sogar im Gerinne eine solche Montageaussparung
aufweist war bisher in dieser Fachbranche undenkbar, ja sogar auf
Grund kanaltechnischer Anforderungen nicht erlaubt. Somit ist diese
besondere Ausgestaltung in diesem Zusammenhang neu und erfinderisch,
weil sie trotzdem die konventionellen kanaltechnischen Anforderungen uneingeschränkt erfüllt, weil
sie vor Wiederinbetriebnahme des Kanals nach Aufnahme der Wärmetauschereinrichtung
wieder beseitigt ist.
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Das Vorhandensein einer solchen Montageaussparung
in einem damit ausgestatteten Kanalbauteil bzw. Bauwerk hat den
Vorteil, dass die entsprechende Wärmetauschereinrichtung entweder schon
im Werk, oder insbesondere erst auf der Baustelle in schon fertigverlegte
Rohr- bzw. Kanalstrecken in die vorbereitete Montageaussparung sehr
rationell eingebaut und gegenüber
dem bestimmungsgemäßen Kanalinnenquerschnitt
weitestgehend versenkt werden kann. Auf der Baustelle kann dies
idealerweise grabenlos über
die Kanalschächte
geschehen, indem z.B. einzelne Platten-Wärmetauscherelemente außerhalb
des Kanals oder im Kanalschacht aneinander gekoppelt und als Reihe
in den Kanal eingezogen oder eingeschoben werden, oder parallel angeordnete
Wärmetauscherrohre
außerhalb
des Kanals vormontiert und dann über
die jeweiligen Kanalschächte
in die gesamte Kanalstrecke in einer Länge eingezogen werden. Mit
dieser Installationsmethode und der erfinderischen Montageaussparung wird
die Installation von Wärmetauschereinrichtungen
in Kanälen
gegenüber
dem Stand der Technik erheblich rationalisiert, vereinfacht, konstruktiv
verbessert, und wirtschaftlich optimiert, ohne andere gravierende
Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Eine Begehung der Kanalrohrstrecke durch das Montagepersonal kann
weiterhin erfolgen, ist aber nicht unbedingt erforderlich, sodaß auch nicht-begehbare
Kanalrohre kleiner und kleinster Dimension für die Installation einer Wärmetauschereinrichtung
erschlossen werden können,
was nach dem Stand der Technik auf diese Weise bisher nicht machbar
war.
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Es ist vorteilhaft, wie im Anspruch
2 näher beansprucht,
wenn es Bauteile bzw. zum Beispiel Kanalfertigteile gibt, die schon
werksseitig mit einer entsprechenden Montageaussparung ausgestattet
sind, sodaß sie
als verlegefertige Produkte der Baustelle beigestellt werden können. Die
werksseitige Ergänzung
konventioneller Fertigteile durch einfache Aussparungen bedeutet
heute produktionstechnisch keinen großen Aufwand, und können in
allen Fertigteilformen und Dimensionen vorzugsweise aus zementgebundenen
Materialien berücksichtigt
werden. Aber auch der Einsatz anderer bekannter Materialien ist durchaus
denkbar. Die spezielle Ausgestaltung der Aussparung selbst ist abhängig von
der bedarfsweise gewählten
Ausführung
der darin zu montierenden Wärmetauschereinrichtung
und kann entsprechend angepasst werden. Derzeit gibt es für diesen
Zweck eine Platten- und eine Röhren-Wärmetauscherversion
auf dem Markt. Gemäß Anspruch
4 können
solche Fertigteile schon vor der Verlegung mit einer Wärmetauschereinrichtung,
bzw. entsprechenden Wärmetauscherelementen
ausgerüstet
werden, sodaß danach
die Montageaussparung wieder beseitigt ist, und die kompletten Systemelemente
der Bausteile zur Verfügung
gestellt werden können.
Dies sollte vorzugsweise gleich im Anschluß nach der Herstellung des
Fertigteils im Werk geschehen.
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Zieht man es vor, die Wärmetauschereinrichtungen
erst auf der Baustelle in die verlegte Kanalstrecke einzubauen,
dann ist nach Anspruch 5 die Montageaussparung erst nach der Verlegung
beseitigt. Insbesondere im letztgenannten Fall können die Fertigteile dann auf
der Baustelle konventionell, d.h. im offenen Graben oder im geschlossenen
Vortrieb verlegt werden. Handelt es sich z.B. um Sonder-Fertigteile
in Form einer „Trockenwetterrinne", können auch
diese konventionell in die vorhandene, entsprechend groß dimensionierte
Kanalrohrstrecke stückweise
eingeschoben oder eingezogen werden. Es ist nur dabei darauf zu
achten, dass die Fertigteile so hintereinander verlegt werden, dass
die Aussparungen in der Flucht zueinander liegen und im Verbindungsbereich
der Fertigteile keinen nennenswerten Versatz haben.
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Die Ausführung der Montageaussparung wird
im Anspruch 3 näher
spezifiziert, indem sie ausschließlich dafür bestimmt und speziell bemessen
ist, eine Wärmetauschereinrichtung
gänzlich
oder zumindest zu einem großen
Teil aufzunehmen, um dem Freispiegelrohr bzw. dem Kanal dadurch
wieder weitestgehend seine eigentliche bestimmungsgemäße konventionelle
Art, Form und Dimension zurückzugeben.
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Da Plattenwärmetauscherelemente, siehe hierzu
auch die eingangs zum Stand der Technik erwähnte Schrift
DE 197 19 311 C2 , meist
konstruktiv einen sehr umfangreichen bzw. hohen Aufbau bzw. Unterbau
für die
Unterbringung der Vor- und Rücklauf-Zirkulationsleitungen,
Unterstützungen
etc. erfordern, ist gut vorstellbar, diese Konstruktion weitestgehend
in der erfinderischen Aussparung aufzunehmen bzw. zu versenken,
sodaß die
Wärmetauscherplatte
eng in der eigentlichen Rohrsohle zum Anliegen kommen kann. Es sind
natürlich
auch andere Varianten denkbar, z.B. das die Wärmetauschereinrichtung in der
Montageaussparung verschwindet, bündig mit ihr abschließt, oder
entsprechend erhaben aus dieser herausschaut. Ohne Frage ist natürlich die
bündige
Version aus den eingangs zum Stand der Technik näher erklärten Kanalbetriebsanforderungen
möglichst
vorzuziehen.
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Nach Anspruch 6 ist die Montageaussparung erst
dann beseitigt, wenn darin die Wärmetauschereinrichtung
aufgenommen, und in einem Bett aus einer aushärtbaren viskosen Masse, z.B.
vorzugsweise einer Mörtelmasse,
eingelassen und nach der Aushärtung
befestigt ist. Auch andere Verfüllmassen sind
denkbar. Bei begehbaren Kanälen
oder Kanalfertigteilen kann es sinnvoll sein, ein entsprechendes Mörtelbett
vor der Montage der Wärmetauschereinrichtung(en)
in den Kanal einzubringen, und dann erst die Wärmetauschereinrichtung(en)
in das Bett einzulegen. Es kann aber auch umgekehrt geschehen, indem
erst die Wärmetauschereinrichtung(en) montiert
werden, und dann erst das Mörtelbett
hergestellt wird.
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Bei nicht-begehbaren Kanälen ist
es sinnvoll, nämlich
weil diese Rohre nicht begangen werden können, immer erst die Wärmetauschereinrichtung
in kompletter Länge
in das entsprechende Kanalstück einzuziehen
oder einzuschieben, und dann erst den Mörtel, der pumpbar sein sollte,
von einem der Rohr- bzw. Kanalenden aus in das Bett bzw. die Montageaussparung
einzubringen. Da der Mörtel
in diesem Fall fließfähig sein
muß, ist
es erforderlich, den bestimmungsgemäßen hydraulischen Kanalrohrquerschnitt
von Innen her gegenüber
der Montageaussparung und der Wärmetauschereinrichtung
zu verschalen, sodaß keine überschüssige Mörtelmasse unkontrolliert
in den hydraulischen Innenraum des Kanalrohres eindringen kann.
Für die
Verschalung und die Einbringung des Mörtels werden bekannte Methoden
aus der grabenlosen Kanalsanierung verwendet bzw. kombiniert, indem
für die
Verschalung ein sogenannter wiederverwendbarer, an den Enden verschlossenere
Stütz-
oder Kalibrierschlauch verwendet wird. Dieser Schlauch ist dehnbar,
wird in den Kanal in der gewünschten
Länge eingezogen
oder eingeschoben oder eingestülpt,
und presst sich letztendlich dann unter Innendruck gegen die Kanalinnenwand,
und deckt dabei die Montageaussparung und die darin aufgenommene
Wärmetauschereinrichtung
dicht gegenüber
dem übrigen
Kanalraum ab. Der Mörtel
kann nun bei Verwendung z.B. des Injektionsverfahrens, von einem
Rohrende aus in die im Bereich der Montageaussparung verbliebenen
Hohlräume
zwischen der Kanalwand und dem Schlauchmantel hineingepumpt werden,
bis der Mörtel
am anderen Rohrende austritt. Bei Betonfertigteilen kann die Montageaussparung
mit Wärmetauschereinrichtung
noch im Werk senkrecht z.B. mit Mörtel aufgefüllt werden. Der Mörtel füllt in diesem
Fall die Montageaussparung mit der enthaltenen Wärmetauschereinrichtung gegenüber dem
hydraulischen Kanalinnenraum auf, und bettet die Wärmetauschereinrichtung
darin formschlüssig
ein. Dieser Zustand wird solange beibehalten, bis der Mörtel soweit
fest geworden ist, das der Schlauch dem Kanalstück wieder entnommen werden
kann. Bei verlegten Kanälen kann
diese Prozedur rationellerweise in einem Arbeitsgang von Kanalschacht
zu Kanalschacht geschehen. Auch ein anderes prinzipiell dafür geeignetes
Verfahren, das sogenannte „Schwemmverfahren", kann in der Schrift
DE 102 00 030 A1 näher studiert
werden, sodaß an
dieser Stellen nicht mehr im Einzelnen darauf eingegangen werden
braucht. Wenn dann die Wärmetauscheranlage
im Unterbau der Kanalschächte
an die Vor- und
Rücklaufleitungen zu
dem in der Nähe
liegenden Wärmeabnehmer
angeschlossen und die Schachtsohlen für den Kanalbetrieb wieder hergerichtet
sind, kann die Kanalstrecke in Betrieb genommen werden.
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Der Anspruch 7 und 8 beschreibt genauer die
Eigenschaft der Beseitigung der Montageaussparung. Wie schon eingangs
zum Stand der Technik näher
erklärt,
fordert der Kanalbetrieb ein bestimmungsgemäßes Kanalbauwerk, dass weitestgehend bzw.
vorrangig der für
die Abwasserentsorgung ermittelten Auslegung zu entsprechen hat.
Demzufolge sollte sich, trotzdem sich eine zusätzliche Montageaussparung mit
darin montierter Wärmetauschereinrichtung
im Kanal befindet, der ursprüngliche
hydraulische Querschnitt (Rohrinnenquerschnitt) nicht verändern, d.h.
sich nicht vergrößern und
auch nicht verkleinern, denn diese Dimension wurde mal auf die zu
erwartenden Wassermengen hin berechnet und festgelegt Gleiches gilt
für die
Form bzw. das Innenprofil des Kanalrohres. Es gibt in der Kanaltechnik
die unterschiedlichsten Profilformen, z.B. Rund-, Ei- oder Maulprofil,
die alle für
unterschiedliche Einsatzzwecke bestimmt sind, sich bewährt haben,
und nicht verändert
werden dürfen.
Das Trockenwetterrinnenprofil gehört auch dazu.
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Auch vorstehenden Teile oder Löcher und Absätze in der
Kanalwand sind unerwünscht,
weil sie ein Hindernis für
den ungestörten
Abwasserfluß bedeuten,
und meist die Ursache für
entstehende Ablagerungen von Feststoffen sind und über Kurz
oder Lang zu Kanalverstopfungen führen. Der Vorteil der erfinderischen
Montageaussparung ist nun, dass sie derart ausgestaltet ist, dass
grundsätzlich
alle im Bezug auf die Installation einer Wärmetauschereinrichtung notwendigen
zusätzlichen
Einbauten, einschließlich
der aushärtbaren,
viskosen Verfüll-
und Montagemasse, in der Aussparung aufgenommen, und bündig, glatt
und weitestgehend übergangsfrei, insbesondere
bedingt durch die alles auffüllende
Verfüllmasse,
mit der bestimmungsgemäßen Kanalwand ausgeglichen
sind. Das kann in begehbaren Kanälen sehr
gut handwerklich durch entsprechendes Verputzen, oder in nicht-begehbaren
Kanälen
mit Hilfe der zuvor näher
beschrieben Schlauchtechnik geschehen. Bedingung ist nur, dass die
Wärmetauschereinrichtung
konstruktiv zumindest nicht höher
baut, als die Aussparung tief ist.
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Gemäß Anspruch 7 ist die Montageaussparung
so tief im Kanalgerinne hergestellt, dass eine konstruktiv passende
Wärmetauschereinrichtung
darin so aufgenommen werden kann, dass ihre dem Abwasser entgegengebrachte
Wärmetauscherfläche soweit
aus der Montageaussparung herausschaut, dass sie direkt mit dem
Abwasser in Kontakt kommt. Dies kann Idealerweise dadurch gegeben
sein, dass die Wärmetauschertläche bündig so
mit der Montageaussparung bzw. der Verfüllmasse bzw. mit der Kanalinnenwand
abschließt,
dass keine Verfüllmasse
die Wärmetauschertläche überdeckt.
Der direkte Kontakt der Wärmetauschertläche mit
dem Abwasser optimiert in idealer Weise die Wärmeabgabe vom Abwasser an den
Wärmetauscher,
und dient der Maximierung des Wärmeertrags
bzw. der Wirtschaftlichkeit des Wärmetauschers.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Die dazugehörigen
Zeichnungen zeigen in
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1A den
Erfindungsgegenstand als Frontansicht in Form eines runden, werksvorgefertigten, konventionellen
Abwasser-Betonrohres mit einer zusätzlichen zum Rohrinneren offenen
Montageaussparung in entsprechender Breite und Tiefe in der Wandung
der Rohrsohle.
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1B das
Betonrohr entsprechend 1A,
jedoch als geschnittene Seitenansicht, um den durchgängigen Verlauf
der Montageaussparung über
die gesamte Rohrlänge
hinweg deutlicher zu vermitteln.
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2 den
Erfindungsgegenstand entsprechend 1A und 1B als Bauwerk bzw. Kanalstrecke
nach seiner Verlegung bzw. der Hintereinanderverlegung von mehreren
Fertigbauteilen gemäß 1A und 1B im Erdreich.
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3 die
erdverlegte Kanalstrecke entsprechend 2 nach
der zusätzlichen
Installation der Wärmetauschereinrichtung,
die bündig
im bestimmungsgemäßen Rohrwandquerschnitt
des Betonrohres in einem Mörtelbett
eingelassen ist.
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Ein Bauteil in Art und Form eines
konventionellen Freispiegel-Abwasserkanalrohres 1 ist neben seiner
eigentlichen Bestimmung Abwasser zu transportieren, auch vorteilhaft
dazu geeignet, zusätzlich im
Gerinne 2 mit einer Wärmetauschereinrichtung 6 zur
Wärmerückgewinnung
ausgestattet zu werden, wenn es, wie in 1A und 1B gezeigt,
schon als Betonfertigteil zusätzlich
eine zum Rohrinneren bzw. zum später
darin fließenden
Abwasser hin offene Montageaussparung 3 in der Gerinnewandung 2 mit der
entsprechenden Breite und Tiefe aufweist. Es handelt sich hierbei
vorzugsweise um ein handelübliches
Abwasserrohr mit einem Regelprofil mit Fuß 4, dass in den unterschiedlichsten
Dimensionen und Längen
weltweit in großen
Stückzahlen
hergestellt und verlegt wird, und dessen Kreisquerschnitt ausschließlich auf
die Belange des ordnungsgemäßen bzw.
bestimmungsgemäßen Abwassertransports
hin ausgelegt ist. Der Fuß 4 hat
neben der runden Variante, die natürlich auch verwendet werden
kann, den Vorteil, dass das Rohr im Rohrgraben mit dem Fuß 4 exakt
auf einem entsprechenden Unterbau oder Fundament 5 aufgesetzt
und ausgerichtet werden kann. Entsprechend maschinell rationalisiert
und preisgünstig
werden diese Rohre hergestellt. Der Aufwand für die zusätzliche Ausstattung mit einer
Montageaussparung 3 ist kaum nennenswert. Die Montageaussparung 3 verläuft vorzugsweise
mittig im Gerinne bzw. in der Gerinnewandung 2, siehe 1A, und längs entlang
der gesamten Rohrlänge,
siehe 1B. Diese Rohrfertigteile
werden üblicherweise im
Rohrgraben oder auch grabenlos, z.B. unter Einsatz des Rohrvortriebs-
oder Einzugsverfahrens, auf der Baustelle verlegt, indem sie hintereinander
angeordnet zusammengesteckt werden, bis die gewünschte Länge der Kanalstrecke erreicht
ist. Jede Kanalstrecke beginnt und endet meist in einem Kanalschacht.
Ist diese Maßnahme
in der Grabenbauweise erfolgt, wird der Graben anschließend wieder mit
Erdreich verfüllt.
Wird nun eine solche Kanalstrecke mit Fertigbauteilen des erfinderischen
Freispiegel-Abwasserkanalrohres 1 verlegt,
entsteht ein erfinderischen Bauwerk in Form eines Kanals bzw. Freispiegel-Abwasserkanalrohres 1 mit
einer durchgehenden Montageaussparung 3 im Gerinne 2 zur zusätzlichen
Aufnahme einer Wärmetauschereinrichtung 6 von
Kanalschacht zu Kanalschacht. Diesen Bauzustand zeigt 2. als Schnitt durch ein
erdverlegtes Kanalrohr quer zur Kanaltrasse. Bei der Verlegung solcher
Baufertigteile ist darauf zu achten, daß die Montageaussparungen 3 in
den jeweiligen Baufertigteilen so exakt wie möglich in der Flucht zueinander
verlegt sind, daß anschließend eine
formschlüssige
und gerade Einbettung bzw. Einpassung einer Wärmetauschereinrichtung 6 darin
problemlos möglich
ist. Diese Anforderung kann unter konventionellen Verlegebedingungen
dadurch unterstützt
werden, daß man
handelsübliche
Freispiegel-Abwasserkanalrohre 1 mit Fuß 4 verwendet und
diese auf einem Unterbau 5 in der entsprechenden Flucht
von Kanalschacht zu Kanalschacht ausrichtet.
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Ist das erfinderische Kanalbauwerk
soweit ordnungsgemäß erstellt,
wird die Wärmetauschereinrichtung 6 von
einem der Kanalenden bzw. Kanalschächte aus in die gesamte Kanalstrecke
vorzugsweise so von Schacht zu Schacht eingezogen, dass sie bündig in
der Montageaussparung 3 positioniert ist. Wie schon gesagt,
stehen hierfür
unterschiedliche Wärmetauschertypen
zur Verfügung.
In diesem Beispiel wurde die Röhren-Wärmetauscher-Variante gewählt, weil
sie sowohl im Bezug auf den Montageaufwand sehr einfach gehandhabt,
konstruktiv sehr preisgünstig
hergestellt, als auch von ihrer Form her sehr passgenau und flach
in die Montageaussparung 3 eingelassen werden kann. Die
Wärmetauscherrohre
aus Edelstahl, die vorzugsweise das Profil eines Vierkantrohres
haben, werden oberirdisch in kompletten Längen konventionell zusammengeschweißt, einzeln über einen
Kanalschacht, dessen konisches Oberteil noch nicht aufgesetzt ist,
in die Kanalstrecke eingezogen und in der Montageaussparung 3 vorzugsweise
parallel auf Stoß aneinandergereiht
und im Unterteil der Kanalschächte
in Reihe oder parallel als komplette Wärmetauschereinrichtung 6 zusammengeschaltet.
In den Schächten werden
dann die Vor- und Rücklaufsammelleitungen an
die Wärmetauschereinrichtungen 6 angeschlossen,
die dann unterirdisch zu den jeweiligen in der Nähe liegenden Wärmeabnehmern
führen.
Abschließend
wird mit Hilfe des oben beschrieben Schlauchverfahrens das Mörtelbett
in die Montageaussparung 3 eingebracht und auch die Schachtsohle
mit einem ordnungsgemäßen Gerinne
wiederhergestellt. Damit ist die Montageaussparung 3 wieder
beseitigt und der Kanalabschnitt kann für die Abwasserentsorgung in Betrieb
genommen werden.
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- 1
- Freispiegel-Abwasserkanalrohres
- 2
- Gerinne
bzw. Gerinnewandung
- 3
- Montageaussparung
- 4
- Fuß
- 5
- Unterbau
oder Fundament
- 6
- Wärmetauschereinrichtung