DE2546882A1

DE2546882A1 - Rohrleitung zum transport von waermeenergie

Info

Publication number: DE2546882A1
Application number: DE19752546882
Authority: DE
Inventors: Manfred Bischoff; Falk-Dieter Jacobsen
Original assignee: JACOBSEN FALK DIETER
Current assignee: JACOBSEN FALK DIETER
Priority date: 1975-10-20
Filing date: 1975-10-20
Publication date: 1977-04-21
Also published as: DE2546882C2

Description

Rohrleitung zum Transport von Wärmeenergie
Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung zum Transport von Energie, insbesondere Wärmeenergie, bestehend aus einem inneren Rohr für den Energieträger, einem das Rohr umgebenden Isoliermantel aus Kunstharzhartschaum, vorzugsweise Polyurethanhartschaum, sowie einem Kunststoffschutzmantel.
Derartige Rohrleitungen werden beispielsweise bei Fernwärmeleitungen verwendet, um Wärmeenergie mit möglichst geringen Verlusten an den Endverbraucher heranzuführen. Aus diesem Grunde ist eine gute Isolierung der Rohrleitungen erforderlich.
Als Isoliermaterial wird hierbei insbesondere Polyurethan-Hartschaum verwendet. Da die Rohrleitungen üblicherweise in der Erde verlegt werden, ist der Isoliermantel zum Schutz gegen äußere Einflüsse mit einem beispielsweise aus Polyäthten bestehenden Kunststoffmantel umgeben.
Hierbei kommt es darauf an, daß der Schutzmantel über die Isolierschicht mit dem Innenrohr fest, das heißt kraftschlüssig verbunden ist, damit bei der auftretenden Wärmeausdehnung keine Relativbewegung zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel stattfinden kann. Diese kraftschlüssige Verbindung wird bei Verwendung von Polyurethan-Hartschaum allein durch das Aufschäumen und die damit verbundene Volumenvergrößerung erzeugt. Hierbei wird der Polyurethan-Hartschaum an Außenmantel und Innenrohr so fest angepreßt, daß die Wärmeausdehnung des Innenrohres praktisch vom Außenmantel übernommen wird, so daß es allenfalls zu einer Relativbewegung zwischen Außenmantel und dem umgebenden Erdreich kommt. Dies setzt voraus, daß die Scherfestigkeit innerhalb des Rohraufbaus größer ist als der Reibungswiderstand zwischen Außenmantel und dem umgebenden Erdreich.
Der wegen seiner guten Isoliereigenschaften bevorzugt verwendete Polyurethanhartschaum hat aber den Nachteil, daß er nur bis maximal 1500 C wärmeverträglich ist. Bei Temperaturen über 1500 C beginnt dieses Material sich langsam zu zersetzen und wird mit der Zeit spröde, sodaß zunachst die Haftwirkung nachläßt und allmählich die Isolierschicht zerstört wird.
Aus wärmewirtschaftlichen Überlegungen ist es jedoch wünschenswert, den Energieträger mit einem größeren Wärmeinhalt zu transportieren, als dies mit den bisher verwendeten Rohrleitungen infolge der mangelnden Temperaturbeständigkeit des Polyurethan-Hartschaumes möglich ist. Im Hinblick auf eine wärmewirtschaftlich bessere Ausnutzung der Fernwärmeleitung wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, die Isolierung der vorerwähnten Rohrleitung so zu gestalten, beziehungsweise zu verbessern, daß die Temperatur des Energieträgers ohne Gefahr für die Verbundwirkung der Rohrleitung bis auf 2000 C gesteigert werden kann.
Dies wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen dem Innenrohr und dem Isoliermantel eine Schicht aus Schaumglas od, dgl, angeordnet ist, wobei das Innenrohr über die umgebenden Isolierschichten mit dem äußeren Schutzmantel kraftschlüssig verbunden ist. Anstelle von Schaumglas kann beispielsweise auch geschäumte Keramikmasse Oo äO verwendet werden.
Die Verwendung von Schaumglas bei erdverlegten Rohrleitungen ist zwar im Prinzip bekannt, Jedoch sind Ausdehnungsbewegungen zwischen Leitungsrohr und Schaumglasisolierung - selbst in Verbindung mit geeigneten Klebern - bei den angestrebten Temperaturbereichen unvermeidbar, da Schaumglas bei dem auStretenden Temperaturgefälle infolge Temperaturspannungen eine unzureichende Scherfestigkeit aufweist0 Erst durch die erfindungsgemäße Kombination von Schaumglas und Polyurethan-Hartschaum und die damit verbundene Bremswirkung auf den Wärme fluß bleibt die zur Erhaltung des Verbundsystems erforderliche ScherSestigkeit im Schaumglas erhalten, sodaß durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Rohrleitung die günstige Wärmedämineigenschaft von Schaumglas wie auch dessen Temperaturbeständigkeit bis 2000 C voll nutzbar gemacht werden können.
Die Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Schaumglas und Leitungsrohr geschieht entweder durch Verwendung geeigneter Haftmittel, welche sowohl Wasserbeständig als auch hinreichend temperaturbeständig sein müssen, oder aber durch Aufschmelzen des Schaumglases, wozu das Leitungsrohr bis an die Schmelz temperatur des Schaumglases, das heißt bis an etwa #0 C erwärmt werden muß. Die Dicke der Schaumglasschicht kann in gewissen Grenzen variieren. Sie sollte Jedoch so stark sein, daß die Temperaturbeanspruchung des umgebenden Polyurethan-Hartschaumes einerseits nicht über 1300 C ansteigt, andererseits aber auch nicht wesentlich darunter liegt. Dieses Ziel läßt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreichen, daß beide Isolierschichten etwa gleich stark ausgebildet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrleitung im Querschnitt dargestellt und soll im folgenden näher erläutert werden.
Im Innern der Rohrleitung befindet sich ein handelsübliches Stahlrohr 1, durch welches der Energieträger, beispielsweise Heißwasser, transportiert wird. Das Leitungsrohr 1 ist von zwei Isolierschichten 2 und 5 umgeben und wird nach außen durch einen Kunststoffschutzmantel 4 abgeschlossen.
Die innere Isolierschicht 2 besteht erfindungsgemäß aus Schaumglas oder aber aus geschäumter Keramikmasse mit gleichwertigen Eigenschaften0 Schaumglas ist ein aus Gla-shergestellter Dämmstoff, der sich aus unzählig vielen, hermetisch geschlossenen Glaszellen zusammensetzt. Diese entstehen beim Aufschäumen des geschmolzenen Glases und anschließender langsamer Abkühlung nach einem genau kontrollierten Verfahren. Schaumglas hat neben seinen hervorragenden Wärmedämmeigenschaften eine hohe Druck- und Scherfestigkeit sowie Formstabilität und ist darüber hinaus in weiten Grenzen temperaturbeständig0 Die Schaumgl3sschicht 2 ist mit dem Innenrohr 1 entweder durch Verwendung geeigneter Haftstoffe oder aber durch AuSschmelzen kraftschlüssig verbunden. Hierzu werden zweckmäßigerweise entsprechend vorgeformte Halbschalen 2 und 2 verwendet e Die Scnaumglasschicht 2 ist von einer weiteren Isolierschicht 3 umgeben, welche aus einem Kunst - :harz-Hartschaum, vorzugsweise Polyurethan-Hartschaum besteht, Die äußere Isolierschicht 3 ist sowohl mit der inneren Schicht 2 als auch mit dem umgebenden Kunststoffmantel 4 kraftschlüssig verbunden, was durch das Auf schäumen und die damit verbundene Volumenvergrößerung erreicht wird 4 L e e r s e i t e

Claims

PatentansprUche: Rohrleitung zum Transport von Energie, insbesondere Wärmeenergie, bestehend aus einem inneren Rohr für den Energieträger, einem das Rohr umgebenden Isoliermantel aus Kunstharz-Hartschaum, vorzugsweise Polyurethan-Hartschaum sowie einem Kunststoffschutzmantel, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Innenrohr (1) und dem Isoliermantel (3) eine Schicht (2) aus Schaumglas oder dgl. angeordnet ist, wobei das Innenrohr (1) über die umgebenden Isolierschichten (2 u. 3) mit dem äußeren Schutzmantel (4) kraftschlüssig verbunden ist.
2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohaumgiassohicht (2) und die Kunstharz-Hartschaumschicht (3) etwa gleich stark ausgebildet sind.