DE3607207A1

DE3607207A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3607207A1
Application number: DE19863607207
Authority: DE
Inventors: Manfred Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1987-09-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie deren Ausbildungen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Rohrauskleidung ähnlicher Art sind aus der DE 28 54 224.7 bekannt; sie sind als reine Korrisionsschutz-Auskleidungen, vorzugsweise aus Edelstahl, konzipiert.

Diese Ausführung hat jedoch den großen Nachteil, daß sie nur als reine Schutzauskleidung für Beton-Abwasserrohre brauchbar ist und darüber hinaus kein montagefreundliches Befestigungskonzept besitzt. Ferner ist sie in der Hauptsache als Metallausführung konzipiert; Herstellung und Montage sind schwierig für ein Massenprodukt.

Die o. g. Nachteile werden in der vorgestellten Ausführung in der Weise behoben, daß der Wärmetauscher:

- als Rohrschlang mäanderförmig sofort im Betonrohr sitzt und auch gleichzeitig eine korrosionsfeste Innenschicht hat
- als Rohrauskleidung ausgebildet ist und nachträglich, z. B. durch Montageschaum, mit dem Betonrohr fest verbunden wird.

Ferner ist die Rohrauskleidung, in Kunststoff-Ausführung, erheblich wirtschaftlicher herstellbar bzw. montierbar und von daher mindestens eine Zehnerpotenz preiswerter als die Korrosionsschutz-Auskleidung in Metallausführung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, daß in den Abwasserkanälen eine Rohrauskleidung installiert werden soll, die als Wärmetauscher ausgebildet ist, die gleichzeitig:

- ein Teil der Wärmeenergie den Abwässern entzieht
- die Betonrohr-Innenwände dauerhaft vor Erosion schützt.

Durch die o. g. Maßnahmen wird den warmen und aggressiven Abwässern der größte Teil ihrer natürlichen Restwärme entzogen sowie die auftretende Erosion an der Betonrohr- Innenwand gestoppt.

Als Folge dieser Maßnahme werden folgende Vorteile erzielt:

- Energieeinsparung bei der Brauchwasser-Erwärmung sowie der Gebäudeheizung bzw. industrieller Verfahrenskreisläufe, durch Recycling der Abwärme aus den Abwässern
- der Naturwasser-Haushalt wird durch den Entzug von überschüssiger Abwärme entlastet
- das Abwasser-Kanalsystem unterliegt keinem vorzeitigem Verschleiß mehr
- im privaten Bereich erfolgt mindestens eine 20 . . . 30%-tige Energieeinsparung, welche umweltpolitisch von erheblicher Bedeutung ist
- Ankurvung der Konjunktur durch Schaffung zusätzlicher Arbeitsplätze im Tiefbau, Installationsbereich sowie im Maschinenbau (Baumaschinen, Wärmepumpen etc.), was von erheblicher volkswirtschaftlicher Bedeutung ist
- eine Abwasser-Kanalsanierung, speziell in Weinbaugebieten, (Abwässer mit hefeartigen Schadstoffen) wird zeitlich hinausgeschoben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher:

- sofort, z. B. als Rohrschlange, im Betonrohr integriert ist bzw. auf der Betonrohr-Innenwand liegt und eine verschleiß- und korrosionsfeste Schutzschicht besitzt
- nachträglich als Rohrauskleidung in das Betonrohr eingebracht und mittels Montageschaum an der Innenwand des Betonrohres befestigt wird.

Die Rohrschlange, aus Metall oder Kunststoff, kann sofort bei der Betonrohrfertigung, bzw. nachträglich in betonrohrseitig vorgesehene Schlitze eingebracht oder auf die Betonrohr-Innenwand aufgelegt werden. Die verschleiß- und korrosionsfeste Schutzschicht besteht vorzugsweise aus einem modifizierten ungesättigten Polyesterharz mit (ohne) Füllstoffen; je nach Füllstoff-Legierung ist sie streich- oder spritzfähig.

Denkbar sind auch korrosionsfeste Schutzschichten aus keramischen oder metallischen Werkstoffen, die z. B. im Heißspritzverfahren, aufgebracht werden.

Weiterhin ist es denkbar, daß die Rohrschlange auf der Betonrohr-Innenwand angeordnet ist, und als Schutzschicht zusätzlich ein flüssiger- oder folienartiger Innliner aufgebracht wird.

Der dabei entstehende Zwischenraum wird mit Montageschaum ausgeschäumt, sodaß die Rohrschlange in dem Schaum eingebettet ist; der Innliner dient hier nur als innere Begrenzung.

Die Rohrauskleidung wird gebildet, vorzugsweise aus zwei Kunststoff-Folien, die durch ihren noppenartigen Verbund viele Erhöhungen und Vertiefungen besitzen und dadurch Kanäle gebildet werden, die später als Wärmetauscher benutzt werden.

Diese Erhöhungen und Vertiefungen haben:

- sowohl eine kanalverengende Wirkung als Wärmetauscher
- als auch eine verankernde Wirkung als Rohrauskleidung.

Die Befestigung der Rohrauskleidung erfolgt an der Betonrohr-Innenwand durch Ausschäumen der Zwischenräume; dabei werden die Zwischenräume einerseits durch die Betonrohr-Innenwand, andererseits durch die noppenartige äußere Begrenzungswand des Wärmetauschers gebildet. Um den Aufschäumdruck in den Zwischenräumen zu kompensieren, wird der Innenraum der Rohrauskleidung mit einem fluiden Medium, vorzugsweise Druckluft, gefüllt. Die Abdichtung des Innenraums erfolgt durch einen zweiteiligen Montagering sowie einem einteiligen Deckel.

An mehreren Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 den Wärmetauscher als Rohrschlange im Betonrohr.

Fig. 2 den Wärmetauscher als Rohrauskleidung im Betonrohr

Fig. 3 einen Ausschnitt, wie die Rohrschlange in betonrohrseitigen Schlitzen sitzt.

Fig. 4 einen Ausschnitt, wie die Rohrauskleidung mit dem Betonrohr befestigt wird.

Fig. 5 ein Gesamtquerschnitt, wie die Rohrauskleidung durch Ausschäumung des Spaltes mit dem Betonrohr befestigt wird.

Fig. 6 den zweiteiligen Klemmring mit Rastverzahnung.

Fig. 7 den Montagering mit Deckel.

Fig. 8 einen vergrößerten Ausschnitt von der Noppen- und Kanalstruktur der Rohrauskleidung.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung, wie der Wärmetauscher als mäanderförmige Rohrschlange (2) sofort im Betonrohr (1) eingebettet ist. Die Rohrschlange (2) ist vorzugsweise nur im unteren Bereich des Betonrohres (1) angeordnet; die korrosionsfeste Innenschicht (5) dagegen im gesamten Bereich. Die Zu- und Abflußanschlüsse (2.1, 2.2), für das Wärmeübertragungs- Medium, sind vorzugsweise auf der gleichen Seite gegenseitig angeordnet.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung wie der Wärmetauscher als Rohrauskleidung (3) nachträglich in dem Betonrohr (1) durch Montageschaum (4) befestigt wird. Die Rohrauskleidung (3) ist, vorzugsweise nur im unteren Bereich, durch seine noppenartige Verbindung von Außen- und Innenwand, als Wärmetauscher ausgebildet. Denkbar sind jedoch auch Anordnungen, wo die Rohrauskleidung im ganzen Bereich als Wärmetauscher ausgebildet ist. Die Zu- und Abflußanschlüsse (3.1, 3.2) sind vorzugsweise diametral angeordnet.

Fig. 3 zeigt einen radialen Ausschnitt, wie die Rohrschlange (2) nachträglich in betonrohrseitig vorgesehene Schlitze (6) eingebettet ist. Mit Halteklammern (8), bzw. rohrseitigen Nocken, wird die Rohrschlange (2) im Betonrohr (1) fixiert und durch eine Innenbeschichtung (7) befestigt. Die Innenbeschichtung (7) kann aus metallischen-, keramischen-, oder Kunst-Stoffen bestehen. Die Aufbringung solcher Schichten (7) kann mit herkömmlichen Spritztechniken, im Heiß- oder Kaltverfahren, betrieben werden.

Fig. 4 zeigt einen radialen Ausschnitt, wie der Wärmetauscher als Rohrauskleidung (3) mit Montageschaum (4) über den Spalt (10) mit dem Betonrohr (1) verbunden ist. Durch die noppenartige Verbindung der Innen- und Außenwände hat die Rohrauskleidung (3) viele kleine Erhöhungen (9) und (oder) Vertiefungen die gleichzeitig kanalverengende sowie verankernde Wirkungen besitzen.

Fig. 5 zeigt im Gesamtquerschnitt, wie die Rohrauskleidung (3) in einem Betonrohr-Abwasserkanal, in Flußrichtung "F", befestigt wird. Der zur Sanierung anstehende Abwasserkanal wird zuerst gereinigt, gesandstrahlt und getrocknet; danach erfolgt die Einbringung der Rohrauskleidung (3). An den Stoßstellen (11) wird die Rohrauskleidung (3) zunächst mit einem zweiteiligen Montagering (21), mit der Dichtung (22) und dem einteiligen Deckel (20) abgedichtet. Die Durchflußkänale (18) und der Innenraum (19) werden mit einem gasförmigen Medium gefüllt; danach erfolgt die Ausschäumung (4) des Spaltes (10). Die Ausschäumung (4) des Spaltes (10) erfolgt nach herkömmlichen Verfahren; bei der Auswahl des Schäummaterials ist besonders auf die Haft- und Dichtfähigkeit sowie Alterungsbeständigkeit zu achten. Nach der Ausschäumung (4) eines Sektors wird der Montagering (21) mit der Dichtung (22) und dem Deckel (20) demontiert und dafür der Klemmring (12) in die Stoßstellen (11) eingesetzt. Nach dem o. g. Verfahren wird der Abwasserkanal Sektor für Sektor saniert. Sogenannte Hausanschluß-Öffnungen, in den Rohrauskleidungen (3), sind sowohl bauseitig als auch werkseitig herstellbar.

Fig. 6 zeigt in der Draufsicht einen zweiteiligen Klemmring (12), mit (ohne) den Verstärkungsrippen (15), der Rastverzahnung (14) und der Dichtungs-Nut (13). Der Klemmring wird aus einem federnden Material, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyester, hergestellt. Durch die Rastverzahnung (14) und der elastischen Dichtung (22) kann der Klemmring (12) mühelos größere Durchmesser- Toleranzen des Betonrohres (1) ausgleichen.

Fig. 7 zeigt im Querschnitt den Einbauzustand des zweiteiligen Montageringes (21) mit dem einteiligen Deckel (20) sowie dem Dichtring (22), der die Stoßstellen (11) von der Rohrauskleidung (3), fest an das Betonrohr (1) drückt und somit einen dichten Innenraum (19) herstellt.

Fig. 8 zeigt einen vergrößerten axialen Ausschnitt von der Rohrauskleidung (3) und dem Betonrohr (1). Die Rohrauskleidung (3) soll, vorzugsweise aus elastischen Kunststoff-Folien hergestellt werden, wobei die Außenfolie (16) betonrohrseitig mit offenzelligem Schaumstoff beschichtet ist; die Innenfolie dagegen besteht aus einer verschleißfesten, (mit/ohne Gewebeeinlage) resistenten Kunststoff-Folie (17). Durch die zusätzliche Schaumstoffbeschichtung der Außenfolie (16) wird eine bessere Haftung mit dem Montageschaum (4) erzielt. Die Rohrauskleidung (3) ist vorzugsweise nur im unteren Bereich als Wärmetauscher ausgebildet. Die Kanalstruktur (18) des Wärmetauschers, besteht aus ringartigen Figuren, die gebildet werden durch viele kreisrunde noppenartige Verbindungen zwischen der Innen- und der Außenfolie (17, 16). Die dabei entstehenden Erhöhungen (9) haben gleichzeitig eine kanalverengende Wirkung im Wärmetauscher sowie eine verankernde Wirkung bei der Befestigung der Rohrauskleidung (3), die durch die Ausschäumung (4) des Spaltes (10), am Betonrohr (1) erzeugt wird. Um den Verschleiß an der Innenfolie (17) zu begrenzen ist noch denkbar, daß zusätzlich ein sich überlappendes Rohrband eingelegt wird, das sich der noppenartigen Struktur der Innenwand (17) anpaßt.

Claims

1. Wärmetauscher, insbesondere für Betonrohr-Abwasserkanäle, der gleichzeitig Wärmesammler- wie Korrosionschutz- Funktionen übernehmen soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher sofort im Betonrohr (1), vorzugsweise jedoch nur im unteren Bereich, als Rohschlange (2) integriert ist bzw. nachträglich als Rohrauskleidung (3) durch Montageschaum (4) mit dem Betonrohr (1) verbunden wird.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (2) mäanderförmig sofort im Betonrohr (1) eingebettet ist und nachträglich eine korrosions- und verschleißfeste Innenbeschichtung (7) aufgebracht wird.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (7) aus metallischen-, keramischen oder Kunst-Stoffen besteht.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (2) mäanderförmig nachträglich in rohrseitig vorgesehene Schlitze (6) eingelegt und durch die Stoffbeschichtung (7) fixiert wird.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (2) mäanderförmig auf der Betonrohr-Innenwand liegt und die innere Begrenzung von einem Innliner (5) gebildet wird.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrauskleidung (3), durch ihre noppenartige Ausbildung viele kleine Erhöhungen (9) und (oder) Vertiefungen aufweist und dadurch ein Spalt (10) entsteht, der ausgeschäumt, gleichzeitig eine Fixierung sowie Befestigung der Rohrauskleidung (3) an der Betonrohr-Innenwand bewirkt.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 6 dadurch gekennzeicinet, daß die Rohrauskleidung (3) an den Stoßstellen (11) mit einem geteilten Klemmring (12) befestigt wird, der an den Verbindungsstellen Rastverzahnungen (14) besitzt.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrauskleidung (3) als doppelwandiges Rohr, durch seine noppenartige Verbindung viele kleine Erhöhungen (9) (Vertiefungen) hat und dadurch gleichzeitig kanalverengende sowie verankernde Wirkungen erzeugt.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 . . . 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Rohrauskleidung (3) aus einer mit Schaumstoff beschichteten Kunststoff-Folie (16), die Innenwand dagegen nur aus einer verschleißfesten, resistenten Kunststoff-Folie (17) mit (ohne) Gewebeeinlage besteht.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 . . . 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrauskleidung (3) zusätzlich noch mit einer (anpassungsfähigen) Stoffbeschichtung (7) versehen ist.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 . . . 10 dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschäumung des Spaltes (10) die Kanäle (18) und die Innenräume (19) mit einem Medium gefüllt werden.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 . . . 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (19) beidseitig durch einen einteiligen Deckel (20) und einem zweiteiligen Montage-Klemmring (21) abgedichtet wird.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 6 . . . 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen (11), von den Rohrauskleidungen (3), durch elastische Einlagen (22) formschlüssig miteinander verbunden (verklebt) werden.