DE4425785A1

DE4425785A1 - Kunststoffrohrmatte als Wärmetauscher zu Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität

Info

Publication number: DE4425785A1
Application number: DE4425785A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Bauke; Bechir Chahed; Hans-Eberhard Schmidt; Reinhard Sobczyk
Original assignee: SCHMIDT HANS EBERHARD
Current assignee: CLINA HEIZ- UND KUEHLELEMENTE GMBH, 13435 BERLIN,
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-01-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffrohrmatte als Wärmetauscher zum Kühlen und Heizen von Gebäuden.

Zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Raumtemperatur werden Wärmetauscher in Form von Kunststoffrohrmatten eingesetzt. Ihre flächenmäßige Auslegung, ihre thermische Kapazität und ihre Anordnung werden bestimmt durch die auf einen Raum einwirkenden und dort angeordneten Wärmequellen.

Bekannt sind Kunststoffrohrmatten mit einer Vielzahl von Kunststoffrohren, die in Zu- und Ableitungen münden und über Anschlüsse mit Versorgungsleitungen in Verbindung stehen. Nach dem zur Zeit bekannten Stand der Technik sind die Abstände der Kunststoffrohre an den Zu- und Ableitungen gleich und betragen 25 mm. Bei einer Wirkung von Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität hat dies zur Folge, das sich unterschiedliche thermische Verhältnisse aufbauen, die durch besondere Maßnahmen kompensiert werden müssen. Um diesen Mangel zu beheben, werden zu einem Bereich höherer thermische Belastung die Kunststoffrohrmatten in Form von Schlaufen angeordnet. Dadurch wird zwar die Anzahl der Kunststoffrohre für eine vorgegebene Breite verdoppelt, aber bei den angeordneten Schlaufen stellt sich ein höherer Strömungswiderstand ein, der sich leistungsmindernd zu der Verdopplung der Kunststoffrohre auswirkt.

Von Nachteil ist außerdem, daß sich in den Schlaufen Zug- und Druckspannungen aufbauen, die die Lebensdauer der Kunststoffrohre herabsetzen.

Die DE 36 05 538 zeigt einen Heiz- und Kühlkörper in Flachbauform mit einer Anordnung aus flexiblen Kunststoffrohren und Einrichtungen zum Abschalten von Bereichen der Heiz- und Kühlflächen zur Anpassung an die jeweilige Raumfläche. Die Kunststoffrohre sind parallel und in gleichen Abständen angeordnet. Ihr Durchmesser ist mit 2 mm angegeben. Durch die im gleichen Abständen angeordneten Kunststoffrohre besteht über den gesamten Wirkbereich gleiche Leistung.

In ihrer baulicher Ausdehnung sind Kunststoffrohrmatten durch den Strömungswiderstand des Innendurchmessers der Kunststoffrohre begrenzt. Nach dem zur Zeit bekannten Stand der Technik werden Kunststoffrohre mit einem Außendurchmesser von etwa 2 mm (siehe Prosp. Wasserkabel GmbH, Datenblatt Nr.: 7051/01) verwendet. Es hat sich gezeigt, daß dadurch in Verbindung mit der zu realisierenden Wanddicke der Kunststoffrohre, Mattenflächen bis 25 m² erreicht werden können. Im praktischen Anwendungsfall ist diese Mattenfläche nicht immer ausreichend. Infolgedessen müssen weitere Versorgungsleitungen mit Kunststoffrohrmatten parallel angeordnet werden.

Bei einem Außendurchmesser von etwa 2 mm für Kunststoffrohre und einer entsprechenden Wanddicke treten beim Anschweißen an den Zu- und Ableitungen thermische Schäden auf, die zu Undichtheiten an den Verbindungsstellen und zu Verengungen im Innendurchmesser der Kunststoffrohre führen. Diese Nachteile führen zu Produktionsverlusten und einem Ansteigen des Strömungswiderstandes in den Kunststoffrohrmatten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kunststoffrohrmatte so auszubilden, daß sie zu einer Anzahl Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität, angepaßte Kapazitäten zum Kühlen und Heizen aufweist.

Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, Elemente der Kunststoffrohrmatten so zu dimensionieren, daß sie eine hohe Belastbarkeit und Formbeständigkeit beim Schweißen aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Zu einer Anzahl Wärmequellen mit unterschiedlicher Kapazität werden einer Kunststoffrohrmatte Bereiche mit unterschiedlichen Abständen der Kunststoffrohre zugeordnet. Die Anzahl der Bereiche kann sich hier ergeben aus einer Zusammenfassung von Wärmequellen gleicher Kapazität, als auch auch von einzelnen Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität.

Innerhalb eines Bereiches einer Kunststoffrohrmatte beträgt der Abstand der Kunststoffrohre an der Zu- und Ableitung 5 bis 20 mm. Der Außendurchmesser der Kunststoffrohre wird mit 3,4 mm ausgeführt. Die Wanddicke beträgt hierbei 0,55-0,6 mm.

Die Zu- und Ableitungen besitzen in ihrer Längsachse angeordnete Anschlüsse, die mit den Versorgungsleitungen in Verbindung stehen.

Die Zu- und Ableitungen werden vorteilhafter Weise rohrförmig als auch rechteckig ausgeführt.

Die Vorteile der Lösung sind darin zu sehen, daß durch die Aufteilung einer Kunststoffrohrmatte in Bereiche mit unterschiedlichen Abständen der Kunststoffrohre, eine den Wärmequellen zugeordnete gleichwertige Kühl-/Heizleistung beigeordnet werden kann. Bedingt durch den Außendurchmesser von 3,4 mm und der Wanddicke von 0,55-0,6 mm für die Kunststoffrohre lassen sich stabile Schweißverbindungen an den Zu- und Ableitungen herstellen. Die größere Wanddicke führt beim Schweißen zu keiner Verengung des Innendurchmessers, so daß der Strömungswiderstand nicht erhöht wird.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung wird folgendes aufgezeigt:
Eine Kunststoffrohrmatte 1 mit den Kunststoffrohren 2, die in einer Zuleitung 3 und einer Ableitung 4 münden und mit diesem verschweißt sind. Die gesamte Breite der Kunststoffrohrmatte 1 ist in die Bereiche A₁-A_n unterteilt. Innerhalb der Bereiche A₁-A_n sind die Abstände a₁-a_n der Kunststoffrohre 2 gleich angeordnet, aber zu den einzelnen Bereichen A₁, A_n unterschiedlich.

Bedingt durch eine modulare Anordnung bzw. Einzelanordnung von Wärmequellen mit unterschiedlicher Kapazität, werden den Modulen die entsprechenden Bereiche A₁, A_n zugeordnet. Die Abstände a₁, a_n der Kunststoffrohre 2 werden bestimmt durch die Kapazität der angeordneten Wärmequellen. So wird bei einer hohen Wärmestrahlung der Abstand a₁ - wie dargestellt - kleiner sein als der Abstand a_n mit einer geringeren Wärmestrahlung. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kunststoffrohrmatte 1 in zwei Bereiche aufgeteilt. Entsprechend anderer Anordnung von Wärmequellen mit anderen Kapazitäten, ist die Anzahl der Bereiche sowie auch die Abstände der Kunststoffrohre 2 veränderbar.

In axialer Richtung der Zuleitung 3 und Ableitung 4 sind Abgänge 5 angeordnet. Diese dienen der Verbindung zu den nicht dargestellten Versorgungsleitungen.

Die Zu- und Ableitungen 3, 4 sind sinnvollerweise rund ausgeführt und können aber auch bei Bedarf eine rechteckige Form einnehmen. Dann z. B., wenn mehrere Kunststoffrohrmatten übereinander angeordnet werden müssen.

Bezugszeichenliste

1 Kunststoffrohrmatte
2 Kunststoffrohre
3 Zuleitung
4 Ableitung
5 axialer Anschluß
A₁ Bereich
A_n Bereich
a₁ Abstand
a_n Abstand

Claims

1. Kunststoffrohrmatte als Wärmetauscher zu Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität, wobei eine Kunststoffrohrmatte aus Kunststoffrohren besteht, die parallel und in Abständen angeordnet und durch Schweißen mit einer Zu- und Ableitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß zu einer Anzahl Wärmequellen mit unterschiedlicher Kapazität Bereiche A₁-A_n an der Kunststoffrohrmatte (1) zugeordnet sind.
- daß den Bereichen A₁-A_n Abstände a₁-a_n der Kunststoffrohre (2) von 5 bis 20 mm zugeordnet sind.
- daß einem Außendurchmesser der Kunststoffrohre (2) von 3,4 mm eine Wanddicke von 0,55-0,6 mm zugeordnet ist.

2. Kunstoffrohrmatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zu- und Ableitungen (3, 4) axiale Anschlüsse (5) angeordnet sind.

3. Kunstoffrohrmatten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungen (3, 4) rohrförmig ausgeführt sind.

4. Kunstoffrohrmatten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Ableitungen (3, 4) rechteckig ausgeführt sind.