DE69101066T2

DE69101066T2 - Fernheizrohr.

Info

Publication number: DE69101066T2
Application number: DE69101066T
Authority: DE
Inventors: Christian Ting Larsen
Original assignee: TARCO ENERGI AS
Current assignee: Logstor Ror AS
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2011-08-31
Also published as: DK0538538T3; ATE100564T1; DE69101066D1; EP0538538A1; EP0538538B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernheizrohr, das folgendes aufweist: ein Rohr aus PP, PB oder vernetztem Polyethylen (PEX) zum Fördern eines Mediums, ein Wärmeisoliermaterial in Form von Polyurethanschaum und ein Kunststoffmantelrohr, wobei das Medium bevorzugt Heißwasser im Temperaturbereich von 60 ºC bis 100 ºC ist.
Kunststoffrohre zum Fördern eines Mediums werden häufig zum Anschließen von Einzelverbrauchern an ein großes Fernheizsystem oder an kleine Verteilerrohre zum Fördern von Heißwasser verwendet. Die Förderrohre bestehen aus einem warmfesten Kunststoffmaterial, wie PP, PB oder vernetztem Polyethylen (PEX), das mit Polyurethanschaum oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial isoliert und an der Außenseite von einem festsitzenden Mantel aus einem Kunststoffmaterial umgeben ist.
Bisher wird das Mantelrohrmaterial aus PEH, PEL oder Copolymerisaten aus Ethylen und Butylacrylat (EBA) hergestellt.
Ferner ist es aus der GB-A-2 181 437 bekannt, Rohre dieses Typs zum Fördern eines Mediums herzustellen, wobei deren Kunststoffmantelrohr mit Silan vernetztes Polyethylen aufweist.
Es ist bekannt, daß sich an der Innenseite des Mantelrohrs unter bestimmten Arbeitsbedingungen eine ziemlich starke Kondensation entwickeln kann.
Das Kondensat lagert sich als eine mehrere Millimeter dicke Schicht von wassergesättigten Zellen in dem Polyurethanschaum ab.
Diese Erscheinung wird dadurch hervorgerufen, daß das verwendete Kunststoffrohr zum Fördern eines Mediums nicht vollkommen wasserdicht ist, mit dem Ergebnis, daß Wasser durch die Wand des Rohrs zum Fördern von Medium diffundiert. Infolgedessen kondensiert das Wasser an der Innenseite des Mantelrohrs.
Bisher besteht die einzige Möglichkeit zur Lösung dieses Problems darin, die Betriebsbedingungen so zu regeln, daß die Temperatur an dem Rohr zum Fördern von Medium niedrig und die Temperatur an dem Mantelrohr möglichst hoch ist, um dadurch die relativen Diffusionsraten zu beeinflussen.
Infolgedessen werden entweder unannehmbar niedrige Arbeitstemperaturen verwendet, oder es ist notwendig, eine gewisse Ansammlung von Wasser in dem Isoliermaterial und dadurch eine Verschlechterung der Isoliereigenschaft im Lauf der Zeit zu akzeptieren.
Die erwähnten Rohrdimensionen sind charakteristisch, so daß der Durchmesser des Rohrs zum Fördern eines Mediums normalerweise 40 mm nicht überschreitet und der Durchmesser des Mantelrohrs normalerweise 110 mm nicht überschreitet, da Rohre mit größerem Durchmesser zu starr sind und es somit nicht möglich ist, sie in großen Aufwickellängen zu handhaben, was ihre Verwendung wiederum teuer macht.
Es ist bisher nicht möglich zu erklären, warum sich an der Innenfläche des Mantelrohrs bei den bisher bekannten Kombinationen aus Rohren zum Fördern eines Mediums und Mantelrohren manchmal Wasserdampf ausbildet und manchmal nicht.
Messungen an typischen Rohren, die Durchmesser von 22 mm zum Fördern von Medium und Mantelrohrdurchmesser von 64 mm aus PEL haben, zeigen jedoch, daß die Diffusion durch das Rohr zum Fördern von Medium ungefähr 0,06 g Wasser pro Tag pro Meter Rohr und ungefähr 0,02 g Wasser pro Tag pro Meter Rohr durch das Mantelrohr beträgt.
Während der Messungen betrug die Temperatur des Rohrs zum Fördern von Medium 80 ºC, und die Temperatur des Mantelrohrs war 23ºC.
Da im Erdreich verlegte Fernheizrohre eine höhere Oberflächentemperatur als das umgebende Erdreich haben, werden diese Rohre häufig in eine Trockensandschicht gelegt, wo die relative Feuchtigkeit geringer als 100 % ist. Selbstverständlich beeinflussen auch die Güte und die allgemeine Feuchtigkeit des Erdreichs den Feuchtigkeitsgrad des an die Rohrwand unmittelbar angrenzenden Erdreichs.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Wasserströmung durch eine Rohrwand dem Diffusionskoeffizienten des Materials proportional, der Druckdifferenz des Wasserdampfs über die Rohrwand proportional und der Dicke der Rohrwand umgekehrt proportional ist und daß der Dampfdruck von Wasser im Bereich der üblichen Arbeitstemperaturen stark von der Temperatur abhängt, ist ersichtlich, daß bereits geringfügige Änderungen der Temperatur der Rohre zum Fördern von Medium in bezug darauf entscheidend sein können, ob sich an der Innenseite des Mantelrohrs eine Kondensation ausbildet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, dieses Problem dadurch zu lösen, daß ein spezielles Material verwendet wird, das eine besonders hohe Wasserdurchlässigkeit hat und das außerdem weitgehend temperaturbeständig und hochflexibel ist, so daß es möglich ist, die genannten Rohre auf zuwickeln.
Dies wird mit dem Fernheizrohr gemäß dem einzigen Patentanspruch erreicht.
Durch die Verwendung eines Mantelrohrs aus mit Silan vernetztem Polyethylen-Butylacrylat-Copolymer, wobei das Copolymer mehr als 8 % Butylacrylat enthält, stellte sich heraus, daß die Wasserdurchlässigkeit zehnmal höher als diejenige der bisher verwendeten Polyethylenmaterialien oder Polyethylen- Butylacrylat-Copolymere ist. Eine Wasserströmung durch das Mantelrohrmaterial von 0,15 g Wasser pro Meter pro Tag wurde in einem Rohr mit der gleichen Konstruktion wie dem oben angegebenen gemessen.
Infolgedessen können Rohre gemäß der Erfindung unter den üblichen Arbeitsbedingungen in einem Fernheizsystem verwendet werden, wobei also die Temperaturen des Mediums zwischen 65 ºC und 85 ºC schwanken und die Feuchtigkeit des Erdreichs mit den Jahreszeiten schwankt, ohne daß sich über einen langen Zeitraum an der Rohrwand eine Kondensation ausbildet.
Unter ungünstigen Bedingungen im Winter bei hohen Arbeitstemperaturen und hoher Feuchtigkeit des Erdreichs entwickelt sich zwar eine geringe Ansammlung von Wasserdampf an der Innenseite des Mantelrohrs, aber diese Ansammlung wird im Sommer, wenn die Arbeitstemperatur niedrig und auch die Feuchtigkeit des Erdreichs gering ist, ausgeglichen.
Bei Betrachtung über eine Reihe von Jahren bleibt das Rohr im allgemeinen trocken, und es findet keine merkliche Verschlechterung der Isoliereigenschaft statt.
Die Verwendung der bisher bekannten Mantelrohrmaterialien, d. h. PEL und PEH, ist mit dem Nachteil behaftet, daß diese Materialien ziemlich unflexibel sind, und daher sind solche Rohre, die in großen Wickellängen geliefert werden, bei kaltem Wetter schwer zu handhaben.
Zusätzlich zu der Lösung des Diffusionsproblems wird durch die Erfindung ein weiterer Vorteil erzielt, indem die neue Konstruktion erheblich flexibler als die bisher bekannte Rohrkonstruktion ist.
Es hat sich gezeigt, daß EBA-Copolymere, die mehr als 8 % Butylacrylat enthalten, einen so niedrigen Elastizitätsmodul haben, daß das Mantelrohr die Flexibilität der Gesamtkonstruktion nicht mehr signifikant beeinflußt.

Claims

1. Fernheizrohr, das folgendes aufweist: ein Rohr aus PP, PB oder vernetztem Polyethylen (PEX) zum Fördern eines Mediums, ein Wärmeisoliermaterial in Form von Polyurethanschaum und ein Kunststoffmantelrohr, wobei das Medium bevorzugt Heißwasser im Temperaturbereich von 60 ºC bis 100 ºC ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr so ausgebildet ist, daß es eine größere Menge von Wasserdampf durch die Mantelrohrwand entweichen läßt, verglichen mit der Menge von Wasserdampf, die von dem Isolierschaum durch die Wasserströmung aufgenommen wird, die durch die Wand des Rohres zum Fördern eines Mediums hindurchgeht, und daß das Mantelrohr aus mit Silan vernetztem Polyethylen-Butylacrylat-Copolymer besteht, wobei das Copolymer mehr als 8 % Butylacrylat enthält.