DE4425785A1

DE4425785A1 - Synthetic material tubular mat as heat exchanger for heat sources of different capacity

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

Abstract

The mat has regions (A1-An) on the tubular mat (1) are allocated to a number of heat sources with different capacities. Tube spacings (a1-an) of 5 to 20mm are allocated to the aforementioned regions. A wall thickness of 0.55-0.6mm is allocated to an external diameter of tube of 3.4mm. Axial connections (5) are located on the feed and drain lines (3,4) which are tubular or rectangular in form.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffrohrmatte als Wärmetauscher zum Kühlen und Heizen von Gebäuden.The invention relates to a plastic tube mat as a heat exchanger for cooling and heating of buildings.

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.Heat exchangers are used to maintain a constant room temperature Form of plastic pipe mats used. Their layout, their thermal Capacity and its arrangement are determined by the and acting on a room heat sources arranged there.

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.Plastic pipe mats are known with a variety of plastic pipes in and out Discharge leads and are connected to supply lines via connections. According to the currently known state of the art, the distances between the plastic pipes are at Inlets and outlets are the same and are 25 mm. With an effect of heat sources different capacity has the consequence that different thermal Build conditions that must be compensated for by special measures. Around To remedy this deficiency will become an area of higher thermal stress Plastic pipe mats arranged in the form of loops. This does indeed increase the number of Plastic pipes doubled for a given width, but with the loops arranged there is a higher flow resistance, which reduces the performance Doubling the plastic pipes affects.

Von Nachteil ist außerdem, daß sich in den Schlaufen Zug- und Druckspannungen aufbauen, die die Lebensdauer der Kunststoffrohre herabsetzen.Another disadvantage is that tensile and compressive stresses build up in the loops, which reduce the lifespan of the plastic pipes.

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.DE 36 05 538 shows a heating and cooling body in a flat design with an arrangement flexible plastic pipes and devices for switching off areas of heating and Cooling areas to adapt to the respective room area. The plastic tubes are parallel and arranged at equal intervals. Their diameter is given as 2 mm. Through the im Plastic pipes arranged at equal distances exist over the entire effective range same performance.

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.In terms of their structural extension, plastic pipe mats are characterized by the flow resistance of the Limited inside diameter of the plastic pipes. According to the currently known state of the Technology are plastic pipes with an outer diameter of about 2 mm (see prosp. Wasserkabel GmbH, data sheet no .: 7051/01) is used. It has been shown that in Connection with the wall thickness of the plastic pipes to be realized, mat areas up to 25 m² can be achieved. In practice, this mat surface is not always sufficient. As a result, more supply lines with plastic pipe mats be arranged in parallel.

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.With an outer diameter of about 2 mm for plastic pipes and a corresponding one Wall thickness occurs when welding on the supply and discharge lines, thermal damage that to leaks at the connection points and to constrictions in the inside diameter of the Guide plastic pipes. These disadvantages lead to production losses and an increase the flow resistance in the plastic pipe mats.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kunststoffrohrmatte so auszubilden, daß sie zu einer Anzahl Wärmequellen unterschiedlicher Kapazität, angepaßte Kapazitäten zum Kühlen und Heizen aufweist.The object of the invention is to design a plastic tube mat so that it has a number Heat sources of different capacities, adapted capacities for cooling and heating having.

Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, Elemente der Kunststoffrohrmatten so zu dimensionieren, daß sie eine hohe Belastbarkeit und Formbeständigkeit beim Schweißen aufweisen. Furthermore, it is an object of the invention to elements of the plastic tube mats dimension that they have a high resilience and dimensional stability when welding exhibit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.According to the invention the object is achieved by the features listed in claim 1 solved.

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.A number of heat sources with different capacities become one Areas with different distances between the plastic pipes assigned. The number of areas can result from a summary of Heat sources of the same capacity, as well as from different heat sources Capacity.

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.The distance between the plastic pipes is within an area of a plastic pipe mat 5 to 20 mm at the inlet and outlet. The outer diameter of the plastic pipes is with 3.4 mm executed. The wall thickness is 0.55-0.6 mm.

Die Zu- und Ableitungen besitzen in ihrer Längsachse angeordnete Anschlüsse, die mit den Versorgungsleitungen in Verbindung stehen.The supply and discharge lines have connections arranged in their longitudinal axis, which with the Supply lines are connected.

Die Zu- und Ableitungen werden vorteilhafter Weise rohrförmig als auch rechteckig ausgeführt.The feed and discharge lines are advantageously tubular as well as rectangular executed.

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.The advantages of the solution can be seen in the fact that by dividing one Plastic pipe mat in areas with different distances between the plastic pipes, one Equivalent cooling / heating capacity assigned to heat sources can be assigned. Due to the outside diameter of 3.4 mm and the wall thickness of 0.55-0.6 mm for The plastic pipes can be stable welded connections on the supply and discharge lines produce. The larger wall thickness does not lead to a narrowing of the Inner diameter so that the flow resistance is not increased.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The invention is explained using an exemplary embodiment.

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.The following is shown in the accompanying drawing:
A plastic tube mat 1 with the plastic tubes 2 , which open into a feed line 3 and a discharge line 4 and are welded to it. The entire width of the plastic tube mat 1 is divided into the areas A₁-A _n . Within the areas A₁-A _n , the distances a₁-a _{n of} the plastic pipes 2 are arranged identically, but different from the individual areas A₁, A _n .

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.Due to a modular arrangement or individual arrangement of heat sources with different capacities, the modules are assigned the corresponding areas A 1, A _n . The distances a₁, a _{n of} the plastic tubes 2 are determined by the capacity of the heat sources arranged. Thus, with a high heat radiation, the distance a 1 - as shown - will be smaller than the distance a _n with a lower heat radiation. In this exemplary embodiment, a plastic tube mat 1 is divided into two areas. According to a different arrangement of heat sources with different capacities, the number of areas and also the spacing of the plastic pipes 2 can be changed.

In axialer Richtung der Zuleitung 3 und Ableitung 4 sind Abgänge 5 angeordnet. Diese dienen der Verbindung zu den nicht dargestellten Versorgungsleitungen.Outlets 5 are arranged in the axial direction of supply line 3 and discharge line 4 . These are used to connect to the supply lines, not shown.

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.The supply and discharge lines 3 , 4 are expediently round and can also assume a rectangular shape if required. Then e.g. B. if several plastic pipe mats have to be arranged one above the other.

BezugszeichenlisteReference list

1 Kunststoffrohrmatte
2 Kunststoffrohre
3 Zuleitung
4 Ableitung
5 axialer Anschluß
A₁ Bereich
A_n Bereich
a₁ Abstand
a_n Abstand 1 plastic tube mat
2 plastic tubes
3 supply line
4 derivative
5 axial connection
A₁ area
A _n area
a₁ distance
a _n distance

Claims

1. Plastic tube mat as a heat exchanger for heat sources of different capacities, a plastic tube mat consisting of plastic tubes which are arranged in parallel and at intervals and are connected by welding to an inlet and outlet, characterized in that

- That areas A₁-A _n on the plastic tube mat ( 1 ) are assigned to a number of heat sources with different capacity.
- That the areas A₁-A _n distances a₁-a _{n of} the plastic pipes ( 2 ) from 5 to 20 mm are assigned.
- That an outer diameter of the plastic pipes ( 2 ) of 3.4 mm is assigned a wall thickness of 0.55-0.6 mm.

2. Plastic pipe mats according to claim 1, characterized in that axial connections ( 5 ) are arranged on the supply and discharge lines ( 3 , 4 ).

3. Plastic pipe mats according to claim 1 and 2, characterized in that the supply and discharge lines ( 3 , 4 ) are tubular.

4. plastic pipe mats according to claim 1 to 3, characterized in that supply and discharge lines ( 3 , 4 ) are rectangular.