DE3616774A1 - Waermeisoliertes leitungsrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmeisoliertes Leitungsrohr, bestehend aus Vor-und Rücklaufleitung, die gemeinsam von einem Außenmantel umgeben sind und einer den Raum zwischen Außenmantel und Vor- und Rücklaufleitung angeordneten Schicht aus Wärmedämmstoff.

Aus der AT-PS 3 05 715 ist ein Fernwärmeleitungsrohr bekannt, bei dem zwei Leitungsrohre, die als Vor- und Rücklaufleitung dienen, innerhalb eines gemeinsamen Außenrohres gelagert sind, wobei der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und Vor- und Rücklaufleitung mit einem aufschäumbaren Kunststoff ausgefüllt ist. Für den Fall, daß es sich um starre Rohre handelt, ist bei der Verlegung darauf zu achten, daß die beim Transport von Fernwärme durch Temperaturerhöhung bedingten Längenänderungen aufgefangen werden können. Handelt es sich wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt um schrauben­ linien- oder ringförmig gewellte Metallrohre als Leitungsrohre, so sind derartige Vorkehrungen nicht vonnöten, da gewellte Rohre Wärmedehnungen in sich selbst kompensieren. Beiden Lösungen ist jedoch gemein, daß bei der Herstellung zwei getrennte Rohre in den umhüllenden Außenmantel eingebracht werden müssen, wodurch sich insbesondere bei der Verwendung von Polyurethanschaum Nachteile ergeben können, die zu einer schlechten Ausbildung des Schaumes führen. Es ist nämlich bekannt, daß Polyurethanschaum nur dann zu einer fehlerfreien Isolierschicht führt, wenn der Schaum sich nahezu ungehindert frei ausdehnen kann. Insbesondere Scherbelastungen während des Aufschäumens führen zu Lunkern. Bei der Herstellung der bekannten Fernwärmeleitung besteht somit die Gefahr, daß die beiden parallel zueinander eingeführten Rohre während der Aufschäumphase gegeneinander nicht stabil sind, so daß die sich zwischen den Rohren bildende Isolierschicht nicht frei aufschäumen kann.

Nachteilig ist bei dieser Konstrunktion ferner, daß die Biegbarkeit des Rohres durch das gerade verlaufende Innenrohr beschränkt ist.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein wärmeisoliertes Leitungsrohr anzugeben, das wirtschaftlich herstellbar, frei von Lunkern ist und bei dem auch im Fall von starren Rohren auf Dehnungsmaßnahmen bei der Verlegung verzichtet werden kann und welches in jeder Richtung gut biegbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Leitungsrohr der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung Vor- und Rücklaufleitung mit großer Schlaglänge miteinander verseilt sind. Durch die Erfindung ist es gelungen, Vorlauf- und Rücklaufleitung so gegeneinander durch die Verseilung zu fixieren, daß eine Veränderung des Abstandes zwischen ihnen nicht möglich ist. Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Verseilung ergibt, liegt darin, daß bei Wärmedehnungen die Auslenkung der Rohre infolge der Verseilung die Längenänderungen aufnehmen kann, so daß auf zusätzliche Dehnungsmaßnahmen, wie Vorspanntechniken oder Dehnungskompensatoren, bei der Verlegung verzichtet werden kann. Weiterhin ist durch die Verseilung eine Biegbarkeit in jeder Richtung sichergestellt.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Leitung von der anderen Leitung umseilt, d. h., eine Leitung verläuft gestreckt in Längsrichtung des Leitungsrohres, während die andere Leitung diese wendelartig umläuft.

Mit besonderem Vorteil beträgt die Schlaglänge zwischen 0,3 und 5 m.

Die Schläglänge ist selbstredend abhängig vom Außendurchmesser der Vor- und Rücklaufleitung. Das Verhältnis von Schlaglänge zum Außendurchmesser von Vor- und Rücklaufleitung liegt vorteilhafter­ weise zwischen 30 und 200.

Die erfindungsgemäße Fernwärmeleitung bietet den Vorteil, daß sie in beliebigen Längen gefertigt und wie ein elektrisches Kabel auf Trommeln gewickelt und verlegt werden kann, wobei der Vorlauf und Rücklauf innerhalb eines Mantels angeordnet sind, insbesondere Zuführungsleitungen zu kleinen Abnehmern technisch und wirtschaftlich herstellbar sind. Insbesondere für den letztgenannten Anwendungsfall der Abzweigleitungen zu Endverbrauchern hat sich eine Konstruktion als vorteilhaft erwiesen, bei der Vor- und Rücklaufleitung aus einem nahtlos gezogenen weichen Kupferrohr bestehen. Ein solches Fernwärmeleitungsrohr ist sehr montagefreundlich, da es durch Techniken verbunden werden kann, die dem Heizungsbauer geläufig sind, wie beispielsweise Kapillarlötung. Alternativ können Vor- und Rücklaufleitung aus je einem thermoplastischen Kunststoffrohr bestehen bzw. aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Hierbei ist es zweckmäßig, daß die thermoplastischen Kunststoffrohre an ihrer inneren und/oder äußeren Wandung oder auch innerhalb ihrer Wandung eine diffusionsdichte Schicht, vorzugsweise eine Metallfolie, aufweisen. Durch die Diffusionsschicht soll verhindert werden, daß Feuchtigkeit in die empfindliche Wärmedämmschicht gelangen kann und diese zerstören kann. Für alle Ausführungsformen ist es sinnvoll bzw. unumgänglich, daß Vor- und Rücklaufleitung voneinander unterscheidbar sind, damit beim Anschluß an die Hauptleitung keine Fehler passieren. Für manche Anwendungsfälle, z. B. wenn die Vorlauftemperatur sehr hoch und die Rücklauftemperatur niedrig ist, können auch für Vor- und Rücklaufleitung unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, z. B. Kupfer für die Vorlauf- und Kunststoff für die Rücklaufleitung.

Mit besonderem Vorteil weisen die Kupferrohre einen Kunststoffmantel auf, der beispielsweise unterschiedlich eingefärbt ist, so daß Vor­ und Rücklaufleitung voneinander unterscheidbar sind. Der Kunststoffmantel besteht zweckmäßigerweise aus gefülltem Polyvinylchlorid und weist nach innen weisende Stege auf, die sich auf der Oberfläche des Kupferrohres abstützen. Solche unter dem Handelsnamen WICU®-Rohr bekannten Rohre erbringen noch den Vorteil, daß infolge der Stege das Kupferrohr sich innerhalb des Kunststoffmantels begrenzt in radialer Richtung ausdehnen kann.

Zu einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gelangt man, wenn für die Vor- und Rücklaufleitung längsnahtgeschweißte und gewellte Metallrohre verwendet werden. Man gelangt auf diese Weise zu einer in jeder Richtung besonders gut biegbaren Rohrkonstruktion.

Vor- und Rücklaufleitung können voneinander unterschiedliche Leitungsquerschnitte aufweisen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich z. B. um den Transport von erwärmtem Brauchwasser handelt, d. h., wo der Vorlauf mengenmäßig größer ist als der Rücklauf.

Insbesondere beim Transport von Medien mit hoher Temperatur, z. B. größenordnungsmäßig über 100°C, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Vor- und Rücklaufleitung im Abstand zueinander zu halten, so daß der Schaum in den Zwischenraum zwischen Vor- und Rücklaufleitung eindringen kann. Daraus resultiert eine bessere Wärmeisolation zwischen Vor- und Rücklauf. Dies kann z. B. dadurch bewerkstelligt werden, daß Vor- und/oder Rücklaufleitung vor der Verseilung mit geeigneten Abstandshaltern versehen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres, das sich dadurch auszeichnet, daß zwei Rohre von jeweils gesonderten Vorratsspulen kontinuierlich abgewickelt, unmittelbar nach dem Abwickeln miteinander mit großer Schlaglänge verseilt, nach der Verseilung mit Abstandshaltern versehen werden, der Verseilverband von einem längseinlaufenden Band umhüllt wird, welches zu einem Schlitzrohr geformt wird, daß in das noch offene Schlitzrohr ein aufschäumbares Kunststoffgemisch auf der Basis von Polyurethan eingebracht wird und daß das Schlitzrohr an seinen Längskanten verschlossen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von Leitungsrohren von nahezu unbegrenzter Länge. Im Falle von Fernwärmeleitungsrohren können diese an der Baustelle von Kabeltrommeln abgezogen werden und wie elektrische Kabel verlegt werden, wobei Vor- und Rücklaufleitung gemeinsam, d. h. in einem Arbeitsgang, verlegt werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Vorratsspulen auf einem um die Längsachse der Fertigungseinrichtung drehantreibbaren Rahmenhalter gelagert sind und im Abstand vom Rahmenhalter ein Paar konkave Rollen vorgesehen ist, in deren Wirkbereich die Verseilung vorgenommen wird. Wesentlich ist hierbei, daß das Rollenpaar die beiden Rohre so gegeneinander festlegt, daß eine Verseilung möglich ist und somit ein "Schlagen" der Rohre gegeneinander vermieden ist.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Nach Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße wärmeisolierte Leitungsrohr aus zwei Innenrohren 1 und 2, die miteinander mit großer Schlaglänge verseilt sind. Dieser Verseilverbund ist von einer Wärmeisolations­ schicht 3 auf Basis von aufgeschäumtem Polyurethan umgeben, die wiederum von einem längsnahtgeschweißten und gewellten Metallrohr 4 umhüllt ist. Das Außenrohr 4 dient während der Herstellung, wie weiter unten beschrieben, als Form für den sich entwickelnden Schaum und nach der Verlegung als Druckschutz zur Aufnahme von Verkehrslasten. Auf dem Außenrohr 4 ist noch ein Außenmantel 5 auf Basis von Kunststoff aufgebracht, der als Korrosionsschutz für den Metallmantel 4 dient. Durch die Verseilung der Innenrohre 1 und 2 besteht die Möglichkeit, daß die Innenrohre 1 und 2 bei thermisch bedingter Längenänderung aus der Mittelachse des Fernwärmeleitungs­ rohres ausgelenkt werden können, so daß spezielle Dehnungskompen­ satoren bzw. Maßnahmen bei der Verlegung zum Ausgleichen der Längenänderungen, wie beispielsweise durch thermisches Vorspannen, vermieden werden können.

Die Innenrohre 1 und 2 können wie das Außenrohr 4 als längsnahtgeschweißte gewellte Rohre ausgebildet sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, hierfür ein glattwandiges Kupferrohr zu verwenden, wie es beispielsweise in der Fig. 1a dargestellt ist. Ein Kupferrohr 6 ist von einem Kunststoffmantel 7 umhüllt, der auf die Oberfläche des Rohres 6 hinweisende Rippen 8 aufweist. Solche unter dem Handelsnamen WICU®-Rohr bekannten Rohre sind auf dem Markt in relativ großen Längen erhältlich und können in einfacher Weise zu dem erfindungsgemäßen Fernwärmeleitungsrohr verarbeitet werden. Die Verwendung eines Kupferrohres hat den Vorteil, daß eine dem Heizungsbauer geläufige Verbindungs- bzw. Anschlußtechnik, beispielsweise durch Löten, angewendet werden kann. Der Kunststoffmantel 7 hat noch den Vorteil, daß Vor- und Rücklaufleitung, die eine unterschiedliche Temperatur aufweisen, gegeneinander isoliert sind. Der Kunststoffmantel 7 kann leicht abisoliert werden, so daß die Anschlußtechnik erleichtert ist. Für die Innenrohre 1 und 2 kann jedoch auch, wie in der Fig. 1b dargestellt, ein Kunststoffrohr verwendet werden. Dieses besteht aus einem inneren Kunststoffrohr 9, vorzugsweise auf der Basis eines vernetzten Polyäthylens, einem äußeren Kunststoffrohr 10 aus Polyäthylen und einer zwischen den Rohren 9 und 10 gelegenen Metallfolie 11. Die Metallfolie 11 hat dabei die Aufgabe, eine Gasdiffusion zu vermeiden. Auch das in der Fig. 1b dargestellte Kunststoffrohr läßt sich in großen Längen herstellen und bietet sich für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Fernwärmeleitungsrohr an. Verwendet man für die Innenrohre 1 und 2 gleichartige Werkstoffe, so ist es sinnvoll bzw. erforderlich, daß diese mit Unterschieds­ merkmalen versehen sind, so daß beim Verlegen keine Fehler passieren können, indem beispielsweise die Vorlaufleitung an die Rücklaufleitung angeschlossen wird. Hier bietet sich vorteilhafter­ weise bei den in der Fig. 1a und Fig. 1b dargestellten Ausführungsbeispielen eine unterschiedliche Einfärbung der Mäntel 7 und 10 an, wie sie beispielsweise aus der Elektrotechnik bekannt ist.

In der Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit der das Fernwärmeleitungsrohr nach der Lehre der Erfindung in besonders wirtschaftlicher Weise herstellbar ist. Die Innenrohre 1 und 2 werden dabei kontinuierlich von Spulen 12 und 13 abgezogen, die auf einem drehantreibbaren Rahmen 14 gelagert sind. Während der Fertigung dreht sich dieser Rahmen 14 in Pfeilrichtung. Die Rohre 1 und 2 werden durch ein Rollenpaar 15 zusammengeführt, so daß hinter dem Rollenpaar 15 die miteinander verseilten Rohre 1 und 2 austreten. Auf die verseilten Innenrohre 1 und 2 werden Abstandshalter 16 aufgesteckt und von einer Vorratsspule 17 ein Papier oder Kunststoffband 18 zugeführt, auf welches aus einer Spritzpistole 19 das aufschäumbare Kunststoffgemisch auf der Basis von Polyurethan aufgesprüht wird. Von einer Vorratsspule 20 wird ein Metallband 21 kontinuierlich abgezogen und mittels einer nicht gesondert dargestellten Formvorrichtung um die Abstandshalter 16 herum zum Schlitzrohr 22 geformt und mittels einer Schweißeinrichtung 23 zum Rohr verschweißt. Mit 24 ist ein Abzug bezeichnet, der das Schlitzrohr 22 durch die Anlage zieht. Das Schlitzrohr 22 wird hinter dem Abzug 24 in eine Wellvorrichtung 25 geführt, die auf dem verschweißten Schlitzrohr eine schraubenlinien- oder ringförmige Wellung erzeugt. Auf das gewellte Rohr wird mittels eines Extruders 26 der Außenmantel 5 aufextrudiert und das fertige Fernwärmeleitungsrohr entweder in Transportlängen geschnitten oder aber auf eine Kabeltrommel 27 aufgewickelt.

Neben dem Vorteil der Längenkompensation hat die Verseilung der Innenrohre 1 und 2 noch den Vorteil, daß nicht zwei Einzelrohre in die Fertigungsanlage eingefahren werden, sondern ein relativ starrer Verseilverbund aus den Innenrohren 1 und 2, der sich vorteilhaft auf die Fertigung, insbesondere auf die Aufschäumung auswirkt.

Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele insbesondere für den Anwendungsfall Fernwärmeleitungsrohr beschrieben. Das erfindungsgemäße Leitungsrohr ist jedoch auch als Brauchwasser- und Zirkulationsleitung vorteilhaft verwendbar. Einsetzbar ist es überall dort, wo erwärmte oder gekühlte Medien mit Vor- und Rücklauf transportiert werden.

Claims (15)

1. Wärmeisoliertes Leitungsrohr, insbesondere Fernwärmeleitungsrohr, bestehend aus Vor- und Rücklaufleitung, die gemeinsam von einem Außenmantel umgeben sind und einer den Raum zwischen Außenmantel und Vor- und Rücklaufleitung angeordneten Schicht aus Wärmedämmstoff, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) mit großer Schlaglänge miteinander verseilt sind.

2. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung (1, 2) von der anderen Leitung (1, 2) umseilt ist.

3. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge zwischen 0,3 und 5 m beträgt.

4. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) aus einem nahtlos gezogenen weichen Kupferrohr (6) bestehen.

5. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) aus je einem thermoplastischen Kunststoffrohr (9, 10, 11) bestehen.

6. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.

7. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.

8. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Kunststoffrohre (9, 10) an ihrer inneren und/oder äußeren Wandung oder auch innerhalb ihrer Wandung eine diffusionsdichte Schicht (11), vorzugsweise eine Metallfolie, aufweisen.

9. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferrohre (6) einen Kunststoffmantel (7) aufweisen.

10. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) aus längsnahtgeschweißten gewellten Metallrohren bestehen.

11. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) unterschiedlich große Leitungsquerschnitte aufweisen.

12. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) voneinander unterscheidbar sind.

13. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (1, 2) voneinander beabstandet sind.

14. Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohre von jeweils gesonderten Vorratsspulen kontinuierlich abgewickelt und unmittelbar nach dem Abwickeln miteinander mit großer Schlaglänge verseilt werden, nach der Verseilung mit Abstandshaltern versehen werden, der Verseilverband von einem längseinlaufenden Band umhüllt wird, welches zu einem Schlitzrohr geformt wird, daß in das noch offene Schlitzrohr ein aufschäumbares Kunststoffgemisch auf der Basis von Polyurethan eingebracht wird und daß das Schlitzrohr an seinen Längskanten verschlossen wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsspulen (12, 13) auf einem um die Längsachse der Fertigungseinrichtung drehantreibbaren Rahmenhalter (14) gelagert sind und im Abstand vom Rahmenhalter (14) ein Paar konkave Rollen (15) vorgesehen ist, in deren Wirkbereich die Verseilung vorgenommen wird.