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Wärmetauscher in Decken von StraBen, Brücken, Flugpisten oder dergleichen
oder in Gebäuden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen von Decken von Straßen,
Brücken, Flugpisten oder dergleichen oder zum Heizen oder Kühlen von Böden, Decken
oder Wänden VOli Gebäuden unter Verwendung von Rohrleitungen zur Aufnahme eines
dem Wärmeaustausch dienenden flüssigen Mediums. Ihr iel ist - rner, ein geeignetes
Material zu finden, in welches die ohrleitungen eingebettet werden.
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5 ist ein in der Praxis anerkanates Problem, die Wärme d in den Rohrleitungen
zirkulierenden flüssigen Mediums in die jeweilige Deckschicht einzuleiten und von
dort rasch und
mit möglichst geringem Wärmeverlust an der Oberfläche
der Deckschicht, z.B. einer Straße oder einer Flugpiste abzugeben. Im Falle der
Beheizung von Decken, von Straßen, Brücken, Flugpisten oder dergleichen soll die
Wärme zum Abtauen von Schnee und Eis verwendet werden. Durch den Einbau von Rohrleitungen
in Böden, Decken oder Wände von Gebäuden soll eine Gebäudeheizung bzw.-Kühlung erzielt
werden Zum Beheizen von Straßen, Brücken uiid Rollbahnen ist es aus Versuchen bekannt
die Rohrleitungen in eine Asphalt-oder Bitumenschicht einzubetten. Die Versuche
haben gezeigt, daß auf diesem Wege eine wirtschaftliche Lösung des Problems nicht
erzielt werden kann. Wegen der wärmeisolierenden Wirkung der Asphlat- bzw. Bitumenschicht
konnten die erforderlichen Wärmemengen nicht an die Oberfläche der beheizten Decken
gebracht werd-en. Die Wärme wurde vielmehr im Inneren der Decke gespeichert was
neben den Wärmedehnungen der Rohrleitungen für Verwerfungen der Decke ursächlich
war.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen
Stoff für die Verlegung und Einbettung der Rohrleitungen zu finden, die einen guten
Wärmetransport an die Oberfläche der Decke, in der die Rohrleitungen verlegt sind,
ermöglichen; die Decke muß dabei so ausgebildet sein, daß sie stärksten Verkehrsbelastungen
standhält und gegenüber Wärmebelastungen unempfindlich ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Verwendung von kunstharz oder
Kunstharzmörtel, z.B. aus bzw. mit Polyesterharz oder Epoxidharz, zum Befestigen
und oder Umhüllen von-auf einer Trägerfläche verlegten Rohrleitungen für dem Wärmeaustausch
dienende flüssige Medien, , insbesondere
von ein Heizmedium führenden
Rohrleitungen in Decken von Straßen, Brücken, Flugpisten oder dergleichen oder von
ein Heiz- oder Kühlmedium führenden Rohrleitungen in Böden, Decken oder Wänden von
Gebäuden Die erfindungsgemäß verwendeten. Materialien eignen sich gleichermaßen
zum Befestigen der Rohrleitungen auf einer beliebigen Unterlage und zum Einbetten
der Rohrleitungen.
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Als Unterlage kommen beispielsweise Beton, unbehandelter Erdboden,
Kiesschichten, Mauerwek oder dergleichen in rage Die Befestigung der Rohrleitungen,
cie z.B. in Form von Rohrmatten verlegt werden können, geschieht durch Verkleben
bzw. Vernetzen der Rohrleitungen mit der Trägerfläche, wonach die Rohrleitungen
mit Kunstharz bzw. mit Kunstharzmörtel vergossen bzw. verstrichen werden. Die Rohrleitungen
können aus Eisen, Stahl, Kupfer oder einem sonstigen gut wärmeleitenden Metall,
aber auch aus einem Kunststoff mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. Dei
Verwendung von Kunstoffrohrleitungen muß darauf geachtet werden, daß diese ausreichend
wärmebeständig sind, wobei eine Wärmebeständigkeit bis zu 800 C im allgemeinen ohne
weiteres ausreicht.
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Da die erfindungsgemäß verwendeten Materialie insbesoncere Polyesterharz,
einerseits eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und andererseits nach ihrer
Verfestigung eine große Härte aufweisen ist es vorteilhaft, die Rohrleitungen mit
einer Schicht aus Kunstharz oder Kunstharzmörtel abzudecken.
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Die dabei gebildete Schicht, in welche die Rohrleitungen versenkt
eingebaut sind, ist genügend hart, um den Belastungen selnbst schwerster Fahrzeuge
stand halten zu können.
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Versucne haben gezeigt, daß bei in der Wärmetechnik üblichen Temperaturunterschieden
zwischen der Außentemperatur und dem Heizmedium eine nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Straßendecke so stark aufgeheizt werden kann, daß es selbst
bei starken Schnee fall nicht zur Bildung einer Schneeschicht auf der Straße kommt.
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Um eine besonders gute Verbindung der die Rohrleitungen enthaltenen
Deckschicht mit der Trägerfläche der Unterlage zu bekommen, schlägt die Erfindung
vor, daß die Trägerfläche vor dem Aufbringen des Kunstharzes oder Kunstharzmörtels
tiefenkonserviert wird, d.h. einer Oberflächenbehandlung mittels eines die Poren
in der Trägerfläche verstopfenden und die Vernetzung mit de Kunstharz oder Kunstharzmörtel
fördernden Mittels unterworfen wird. Damit das Mitteymöglichst tief in die in der
Unterlage vorhandenen Poren eindringen kann, schlägt die Erfindung vor, daß dem
Mittel ein Emulgator beigemischt wird, der das in den Kapillaren der Unterlage enthaltene
Wasser bindet.
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Zur Tiefenkonservierung, beispielsweise von Beton, werden in an sich
bekannter Weise Epoxidharze in Verbindung mit Lösungsmitteln wie Xylol mit Nethylisobuthylketon
bzw.
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I.ethylacetate oder Methylaethylketone verwendet.
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besonders vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die damit
verbundene einfache Montagemöglichkeit der Rohrleitungen. Die Rohrleitungen werden,
beispielsweise in gerollte rorm antransportiert und auf der Trägerfläche In Abständen
verlegt, die klein genug sind, um ein Festsetzen
von Schnee und
Eis im Bereich ihrer Zwiscnenraume zu vermeiden. Sowohl das Befestigen der Rohrleitungen
mit der mrägerfläche der Unterlage als auch die Einbettung der Rohrleitungen kann
mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kunstharz oder Kunstharzmörtel geschehen.
Es ist ohne weiters möglich, dasselbe Verfahren auch zur Kühlung oder Beheizung
von Gebäuden zu verwenden, beispielsweise als Decken- oder Fußbodenheizung. Die
Kühlung größerer Hallen kann ebenfall., vorteilhaft durch Einbau einer nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Decke bewirkt werden.
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Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schnee-und Eisfreihaltung
von Start-, Lande- und Rollbahnen auf Flugplätzen hat noch einen weiteren sehr bedeutungsvollen
Effekt. Bei einer genügend starken Beheizung gelingt es, die Wärmeabgabe von der
Oberfläche der beheizten Decke an die darüber befindliche Luft so ståk zu steigern,
daß diese mit erwärmt wird. Durch eine solche Erwärmung der Luft ist die Möglichkeit
ihrer Entnebelung gegeben. Dabei genügt es, wenn über der Landebahn eine Luftschicht
von wenigen Metern Dicke nebelfrei gehalten werden kann.
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Bei den bisherigen Versuchen wurde ein im Handel unter der Bezeichnung
S 10 erhältliches Polyesterharz verwendet, dem ein im Handel unter der Bezeichnung
BP 50 erhältlicher Härter beigemischt war. Als Zuschlagstoff wurde Sand oder Lehm,
mit Stein vermischt, verwendet. Als Katalysatoren wurden der Mischung Benzolperoxyd
und Polybutylen beigefügt.
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Es wurden Rohrleitungen aus Kupfer verwendet.
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Heizversuche haben gezeigt, daß selbst bei starkem Schneefall eine
Matschbildung auf der Oberfläche eines aus dem oben genannten Materialien hergestellten
Deckenelements gänzlich vermieden wird, d.h. der fallende Schnee wird sofort in
Wasser umgesetzt. Die Entfernung von auf dem Deckenelement
erzeugten
Eisschichten gelang in kürzester Zeit.
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Der große wirtschaftliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt sich bei dessen Anwendung zur Schnee- und Eisfreihaltung von Flugpisten. Es
werden für diesen Zweck heute in größtem Umfang Schneeräumgeräte eingesetzt; trotzdem
gelingt es nicht, die Flugpisten stets in einem für den Flugverkehr tauglichen Zustand
zu halten. Es müssen neben den hohen Aufwendungen für die konventionelle Schnee-
und Eisfreihaltung mittels entsprechender Räumgeräte enorme durch die Sperre der
Flugpisten wegen Schneefalls und EisbildunOm bedingte Ausfall zeit für den Flugverkehr
hingenommen werden.
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- Patentansprüche -