EP0386169A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer, für das befahren einer verkehrsfläche günstigen oberflächentemperatur - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer, für das befahren einer verkehrsfläche günstigen oberflächentemperatur

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Publication number
EP0386169A1
EP0386169A1 EP19890905084 EP89905084A EP0386169A1 EP 0386169 A1 EP0386169 A1 EP 0386169A1 EP 19890905084 EP19890905084 EP 19890905084 EP 89905084 A EP89905084 A EP 89905084A EP 0386169 A1 EP0386169 A1 EP 0386169A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
heat flow
driving
producing
surface temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19890905084
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Kroll
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0386169A1 publication Critical patent/EP0386169A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
    • E01C11/26—Permanently installed heating or blowing devices ; Mounting thereof

Definitions

  • a heat flow for producing a favorable temperature for driving on the road surface between this and a heat accumulator, in the sense of a heat source or heat sink, is produced, whereby in addition to artificial heating devices, natural heat storage and also several and Different types can be used side by side if means are provided that influence the heat flow in the desired direction, that is, for heating or cooling.
  • Such methods are used to keep roadways passable in winter, especially during take-off and landing at airports, if possible avoiding the use of chemical additives, and to reduce tire wear at higher temperatures.
  • the invention aims at a method which can also be used with existing road surfaces, the installations required for this being simple in terms of the benefits and with which the energy transport is kept as low as possible.
  • the special features of operating a road can be taken into account insofar as a lower heat flow is maintained for less traveled side areas and the size of the partial heat
  • the individual heat blocks of the roadway can be changed and tuned according to the prevailing conditions and requirements.
  • this adaptation to the temperature conditions, both in the road surface and in the heat accumulator, can be carried out over a very wide range. It is particularly advantageous to be able to change the size of the heat flow during operation of the roadway, as a result of which energy-saving methods can be used.
  • the production of uniform temperatures on the road surface is possible by suitable subdivision into heat flow longitudinal sections in the longitudinal direction of the road, the length of which can be adapted to the conditions of the road and the heat transfer and where combined with a simple circulation of the heat transfer medium, a high degree of utilization applied heat flow can be achieved.
  • the pipeline network is used for the implementation of the method in the pavement is arranged in a correspondingly favorable manner, particularly with regard to the depth of the laying and the spacing of the pipes, and is broken down into parts which correspond to the distributions of the heat flow.
  • the subdivision of the pipeline network permits an advantageous arrangement of the pipelines with regard to the distribution of the heat flow in the road surface and thus on the road surface.
  • the supply and discharge lines of the pipeline network can be installed inside or outside the road surface.
  • the arrangement of the pipelines of the pipeline network can be provided according to the geometric and thermal requirements of the carriageway and the requirements for the production of the appropriate heat flow and can be influenced by the piping dimensioning and its laying in the pavement, which is particularly simple if this part of the pavement is retrofitted is applied to an existing road surface, the application of an intermediate layer to be insulated downwards to save energy also being particularly advantageous.
  • the heat flow can also be influenced favorably by the selection of the shape of the pipes and their orientation in the road surface.
  • frost-protected heat transfer medium is favorable for the safe operation of the installation.
  • the supply and discharge lines of the pipeline network are advantageously carried out in a densely packed form because of the small available thickness of the pavement and in order to change as little as possible the heat flow through the road surface in the area of the supply and discharge lines.
  • the purpose of economical use of the installation means can be taken into account by designing and arranging the inlets and outlets to the parts of the pipeline network, the cheapest solution being determined by the conditions of the carriageway, in particular with regard to its dimensions, its position to other carriageways and its climate .
  • the utilization of the heat transport by using a circuit of the pipeline network in which the parts of the pipeline network are connected in series in areas of different partial heat flows of a longitudinal pipeline section is particularly effective.
  • the heat transfer medium can also be used economically if there are two adjacent pipelines along the length sections of the roadway are connected to common heat transfer devices.
  • a simplification of the installation can also be achieved if the supply and discharge lines to the pipeline network alternate between the longitudinal pipe sections, which results in a simpler arrangement of the heat transfer means and the line routing.
  • the arrangement of combined heat and power plants is particularly advantageous in connection with heat pumps, which are also conveniently arranged alternately with only heat pumps, the latter being used to reheat or cool the heat transfer medium before re-entering the pipeline network.
  • Another advantage is the ability to operate the heat pumps with the electrical energy generated by the combined heat and power plants.
  • a detailed regulation is particularly advantageous, which regulates the flow of the heat transfer medium by means of control valves flows and which are controlled by a heat flow controller, depending on certain, essential temperatures and conditions of the overall system.
  • FIG. 1 shows the longitudinal section through a carriageway, schematically showing the heat flow and its division in the longitudinal direction of the carriageway and the heat transfer means when cooling the carriageway surface
  • Fig. 2 is a plan view of a representation of the road, schematically, with the representation of the heat flow and its division in the longitudinal direction of the road and transversely thereto, and the arrangement of temperature sensors and their connecting lines to one
  • Heat flow control means in a block diagram, for heating the road
  • FIG. 3 shows a cross section through a carriageway with a schematic representation of the heat flow and its division, as well as the arrangement of the heat transfer means and the heating devices, as well as the arrangement of the temperature sensors and their supply lines to a heat flow regulating means in a block diagram for cooling the carriageway,
  • Fig. 4 is a plan view of a carriageway in a schematic representation with a representation of a pipeline network in series connection, completely reproduced for one carriageway half and for the second
  • 5 shows a plan view of a carriageway in a schematic representation with a representation of a pipeline network for parallel connection of the pipeline blocks
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a carriageway showing the pipeline network and the schematic division of the heat flow and the pipeline network into longitudinal sections
  • Fig. 7 is a plan view of a carriageway with the representation of a pipeline network and its division, as well as the connecting lines to the heat transfer means and the heating devices, with the schematic representation of the division of the heat flow areas, fully represented for half of the carriageway.
  • the roadway 1 consists of a roadway surface 3, which supports the roadway surface 2 and which is placed on an original roadway surface 39 with the arrangement of an intermediate layer 38, which serves as insulation against the ground in order to be able to influence the heat flow 4 in the roadway surface 3 more effectively.
  • the road surface forms, together with the road surface and a surface for heat transfer in the surface area of the road surface 3, the heat exchange surfaces 7, the temperature difference of which creates the heat flow 4 within the road surface 3 in the required direction in order to keep the road surface at a temperature which is favorable for driving on and which is above the dew point and at least above freezing point and preferably between 6 and 8 degrees C and below 20 C at higher ambient temperatures.
  • the heat flow 4 is divided into partial heat flows 4 ', 4'',4''', 4 ''', in accordance with the division of the road surface Surface 2 in the longitudinal direction 20 of the road 1 in longitudinal heat flow sections 19, 19 ', 19'',19''', which are divided in the transverse direction to the longitudinal direction 20 of the road 1 in heat flow blocks 14, 14 'and 15, 15'.
  • the heat flow blocks 14, 14 'with a higher heat flow density 5, 5' are located in the area 11 of the road surface 2 with a higher frequency of travel, to which the heat flow blocks 15, 15 are located on both sides in the areas 12 with a lower frequency of travel '' with lower heat flux density 5 '', 5 '' '.
  • a heat transfer stage 9 is switched on for influencing and distributing the heat flow.
  • the heat flow is conducted into the subsoil, the groundwater, into wastewater or to facilities for the temperature control of buildings or technical facilities and is removed from these heat stores during heating.
  • the areas 11, 12 with different frequencies of driving on the surface 2 of the road surface are at the beginning and end of each heat flow along the longitudinal section 19, 19 ', 19'',19'''arranged in the individual heat flow blocks 14, 14' and 15, 15 'heat sensor 32 on the surface of the carriageway.
  • Further heat sensors 32 ' are provided for measuring the temperature of the supply lines 28 of the heat transfer devices 13 and the supply lines 40 of the heating devices 43 and the circuit lines 33 of the heat transfer circuit 30, which are connected to a heat flow control means 31 which the heat flow 4 and the partial heat flows 4th ', 4'',4''', 14 '''' controls.
  • the pipes 17 of the pipe network 16 are divided in the longitudinal direction 20 of the road surface 2 in accordance with the heat flow longitudinal sections 19, 19 ', 19'',19''' into a plurality of longitudinal pipe sections 23, 23 ', 23'',23'', which in turn in Pipe blocks 21, 21 ', 21'',21''' corresponding to the heat flow blocks 14, 14 'and pipe blocks 22, 22', 22 '', 22 '''corresponding to the heat flow blocks 15, 15' transverse to the longitudinal direction 20 of the carriageway surface 2 are divided.
  • the beginnings and 24 and the ends 25 of the pipeline blocks 21, 21 ', 21' ', 21' '' and 22, 22 ', 22' ', 22' '' are connected to feed lines 28 and return lines 29 which are transverse to Longitudinal direction 20 led out of the pavement and connected to heat transfer devices 13, which in turn are connected via flow lines 40 and return air lines 41 to heating devices 43 in the form of cogeneration plants 35 or heat pumps 34 or district heating plants.
  • the heating devices 43 are connected to heat stores 10 via circuit lines 33, 33 ′.
  • Circulation pumps 26 for the heat transfer medium are installed in the feed lines 28 and 41 and the circuit lines 33.
  • the heat flow control means 31 are installed in the form of control valves 44 in the flow lines 28, 41 and 33 and controlled by a heat flow controller 42 via the temperature sensors 32, 32 '.
  • the return line of the last longitudinal section of the pipeline is guided to the heat transfer device of the first longitudinal section of the pipeline and is connected to the flow line of this longitudinal section of the pipeline to form a heat transfer circuit.
  • FIG. 5 shows a circuit in which the pipeline blocks 21, 21 ', 21' ', 21' '' and the pipeline blocks 22, 22 ', 22' ', 22' '' of each longitudinal pipe section 23, 23 ', 23rd '', 23 '''with supply and return lines 28, 29 connected to separate heat transfer devices 13, form parallel heat transfer circuits.
  • the supply lines 28 and the return lines 29 are fed alternately between the individual pipe sections 23, 23 ', 23' ', 23' '', so that for two pipe longitudinal sections and for each group of pipe blocks 21, 21 ', 21' ', 21' '' and 22, 22 ', 22' ', 22' ''' only two heat transfer devices 13 are required in total.
  • FIG. 7 shows a circuit in which the pipeline blocks 21, 21 ', 21'',21''' and the pipeline blocks 22, 22 ', 22'',22''' of a pipeline section 23, 23 ', 23'',23'' are connected in series, and after setting the temperature of the heat transfer medium in a heat transfer device 13, this first the pipeline blocks 21, 21 ', 21'',21''' in the heat flow blocks 14, 14 'with the higher heat flow densities 5, 5 'and then after the next correction of the temperature of the heat transfer medium in a further heat transfer supply device 13 is guided through the pipeline blocks 22, 22 ', 22'', 22 "''in the heat flow blocks 15, 15' with the lower heat flow densities 5 '', 5 '''and is returned to the first heat transfer device 13,
  • the block-type thermal power stations are alternately provided with heat pumps 34 and only heat pumps 34, the block-type thermal power stations being able to supply the heat pumps with electrical energy.
  • the heat pumps 34 are connected to heat accumulators 10
  • the heating devices 43 are provided only on one side of the carriageway 1, with feed and return lines 40, 41 leading to heat transfer devices 13 on the other side of the carriageway, in each case between two longitudinal pipe sections.
  • the heat flow density 5, 5 ', 5' ', 5' '' in the heat flow blocks 14, 14 'and 15, 15' can be due to the shape of the pipes 17, which can have a square, triangular, elliptical cross section (not shown), are influenced by the alignment of the pipeline surface to the carriageway surface 2, and also by the depth 37 of the laying of the pipelines 17 and their spacing 36 from one another. Pipes with nominal sizes between 30 and 80 mm are to be used, the heat flux density being influenced by the specific pipe surface or by the flow rate of the heat transfer medium.
  • the indicated distances 36 move between 100 and 400 mm and preferably between 100 and 200 mm for pipeline blocks in areas with higher and lower heat densities.
  • the pipeline longitudinal sections 23, 23 ', 23' ', 23' '' shown can have very different lengths depending on the selected operating conditions, which are between 100 and 250 m, preferably 100 to 200 m being used.
  • the heating device 43 in the area of the roadway 1, it is also possible to use the circuit line 33, 33 ′ to transmit thermal energy over greater distances with the heat transfer medium, but the combination of the transport of heat with a lower temperature difference to the ambient temperature and the production of the temperature difference for the heat flow 4 within the pavement 3 by means of heat pumps because of the use of inexpensive energy and because of the mostly better energy efficiency proves to be more advantageous.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer, für das Befahren einer Verkehrsfläche günstigen
Oberf lächentemperatur
Verf ahren zur Herstellung einer, für das Befahren einer Verkehrsfläche, bestehend aus einer künstlich hergestellten Fahrbahndecke, insbesondere einer Start- und Landebahn für Luftfahrzeuge, günstigen Oberflächentemperatur der Verkehrsfläche, durch deren Heizung und Kühlung.
Mit einem solchen Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wird ein Wärmefluß zur Herstellung einer günstigen Temperatur für das Befahren der Fahrbahnoberfläche zwischen diesem und einem Wärmespeicher, im Sinne einer Wärmequelle oder Wärmesenke hergestellt, wobei neben künstlichen Wärmeeinrichtungen auch natürliche Wärmespeicher und auch solche mehrere und verschiedener Art nebeneinander genutzt werden können, wenn Mittel vorgesehen sind, die den Wärmefluß in der gewünschten Richtung also zum Wärmen oder zum Kühlen beeinflussen.
Solche Verfahren dienen dazu, Fahrbahnen besonders beim Start- und Landebetrieb auf Flugplätzen, möglichst unter Vermeidung der Anwendung von chemischen Hilfsstoffen, im Winter befahrbar zu halten und bei höheren Temperaturen den Reifenabrieb herabzusetzen.
Bei bisher bekannt gewordenen Verfahren dieser Art wird meist einseitig nur das Heizen, teilweise mit sehr teurer Energie, in den Vordergrund gestellt oder die vorgesehenen Verfahrensweisen bedingen sehr aufwendige zusätzliche Installationen mit baulichen Maßnahmen, die nachträglich nicht mehr oder nur schwierig angebracht werden können, wenn nicht der gesamte Fahrbahnaufbau erneuert wird. So wird bei einem bekannten Verfahren die aus der Fahrbahn abgeführte Wärmeenergie in einem unterhalb der Fahrbahn angeordneten Wärmespeicher abgeführt und dort zum Heizen der Fahrbahn wieder entnommen. Das Verfahren bedarf großer baulicher Maßnahmen die einer breiten Anwendung hinderlich sind.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren, das auch bei bestehenden Fahrbahndecken anwendbar ist, wobei die dafür erforderlichen Installationen gemessen an dem Nutzen einfach sind und bei dem der Energietransport möglichst gering gehalten wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Verfahrensmerkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Uhteransprüche, auf die als Teil der Beschreibung hier besonders verwiesen wird, beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und auf die zu dessen Durchführung dienenden Vorrichtungen.
Durch die Aufteilung der Fahrbahnoberfläche quer zu ihrer Längsrichtung, in der sie befahren wird, in mehrere Wärmeblöcke, kann auf die Besonderheiten des Betriebes einer Fahrbahn insoferne Rücksicht genommen werden, als für weniger befahrene Seitenbereiche ein geringerer Wärmefluß aufrecht erhalten wird und die Größe der Tei lwärmef lüsse der einzelnen Wärmeblöcke der Fahrbahn entsprechend den vorherrschenden Bedingungen und Erfordernissen veränderbar und abstimmbar ist.
Durch Einschaltung einer oder mehrerer Wärmeübertragungsstufen in den Wärmefluß kann diese Anpassung an die Temperaturbedingugen, sowohl in der Fahrbahnoberfläche als auch im Wärmespeicher, über einen sehr weiten Bereich vorgenommen werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Veränderung der Größe des Wärmeflusses während des Fahrbahnbetriebes vornehmen zu können, wodurch energiesparend vefahren werden kann.
Für die Regelbarkeit sowohl des Gesamtwärmeflusses als auch der einzelnen Teilwärmeflüsse ist die Aufteilung der Fahrbahnoberfläche in einzelne Wärmeflußblöcke von großem Vortei 1.
Die Herstellung gleichmäßiger Temperaturen auf der Fahrbahnoberfläche ist durch geeignete Unterteilung in Wärmeflußlängsabschnitte in Längsrichtung der Fahrbahn in vorteilhafter Weise möglich, wobei deren Länge an die Bedingungen der Fahrbahn und der Wärmeübertragung angepaßt werden kann und wo verbunden mit einer einfachen Kreislaufführung des Wärmeübertragungsmediums, ein hoher Nutzungsgrad des angewandten Wärmeflusses erzielbar ist.
Dies kommt besonders zum Tragen , wenn eine feinstufige, aufgegliederte Regelung des Wärmeflusses in Abhängigkeit von den Außenbedingungen, vor allem auf der Fahrbahn, vorgenommen werden kann.
Es ist mit dieser aufgegliederten Regelung möglich an bestimmten Teilen der Fahrbahnoberfläche bestimmte Temperaturen herzustellen, durch die das gefahrlose Befahren der Fahrbahn einerseits und ein geringer Reifanabrieb andererseits bei gleichzeitig vertretbarem Aufwand, für die Herstellung des Wärmeflusses, erzielbar ist.
Besonders wichtig ist es die Temperatur in Längsrichtung der Fahrbahn in Bereichen gleicher Befahrungshäufigkeit möglichst konstant zu halten, was durch die Gestaltung des Rohrleitungsnetzes geschehen kann.
Für die einfache kostensparende Anwendung des Verfahrens ist es wichtig, wenn das Rohrleitungsnetz für die Durchführung des Verfahrens in der Fahrbahndecke in entsprechend günstiger Weise, besonders hinsichtlich Tiefe der Verlegung und des Abstandes der Rohrleitungen untereinander, angeordnet und in Teile aufgegliedert ist, die den Aufteilungen des Wärmeflusses entsprechen.
Die Unterteilung des Rohrleitungsnetzes gestattet eine vorteilhafte Anordnung der Rohrleitungen im Hinblick auf die Verteilung des Wärmeflusses in der Fahrbahndecke und damit an der Fahrbahnoberfläche.
Die Installation der Zu- und Ableitungen des Rohrleitungsnetzes kann je nach den Anforderungen die die Fahrbahn und/oder der Wärmespeicher und/oder die Wärmeübertragungsmittel stellen innerhalb oder außerhalb der Fahrbahndecke erfolgen.
Die Anordnung der Rohrleitungen des Rohrleitungsnetzes kann nach den geometrischen und thermischen Erfordernissen der Fahrbahn und den Erfordernissen für die Herstellung des geeigneten Wärmeflusses vorgesehen werden und durch die Rohrleitungsdimensionierung und ihre Verlegung in der Fahrbahndecke beeinflußt werden, was besonders einfach ist, wenn dieser Teil der Fahrbahndecke nachträglich auf eine bestehende Fahrbahndecke aufgebracht wird, wobei auch die Anbringung einer nach unten zu isolierenden Zwischenschicht zur Einsparung von Energie besonders vorteilhaft ist.
Durch die Auswahl der Form der Rohrleitungen und ihre Ausrichtung in der Fahrbahndecke kann der Wärmefluß ebenfalls günstig beeinflußt werden.
Für den sicheren Betrieb der Installation ist die Anwendung von frostgeschützem Wärmeübertragungsmedium günstig.
Die Anwendung von Umwälzpumpen, für jeden Teil des Rohrleitungsnetzes getrenn,, ergibt bei einem höheren Aufwand eine bessere Regelbarkeit und eine bessere Nutzung des Wärmeflusses.
Die Zu- und Ableitungen des Rohleitungsnetzes erfolgen günstigerweise in einer dicht gepackten Form wegen der geringen zur Verfügung stehenden Dicke der Fahrbahndecke und um den Wärmefluß durch die Fahrbahnoberfläche im Bereich der Zu- und Ableitungen möglichst wenig zu verändern.
Je nach den örtlichen Gegebenheiten, besonders hinsichtlich der Fahrbahnabmessungen und Anordnung und Art des oder der Wärmespeicher, sowie der Mittel zur Aufrechterhaltung des Wärmef lusses sind mehrere Schaltungen der Teile des Rohrleitungsnetzes vorteilhaft anwendbar und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten Wärmeflußverteilung, wobei die sparsame Anwendung von Installationsmittel, Wärmeübertragungsmittel, Regelungsmittel und Wärmeeinrichtungen im Vordergrund steht, unter Beachtung der notwendigen Beeinflußbarkeit des Wärmeflusses an der Fahrbahnoberfläche.
Dem Zweck der sparsamen Anwendung der Installationsmittel kann durch Gestaltung und Anordnung der Zu- und Ableitungen zu den Teilen des Rohrleitungsnetzes Rechnung getragen werden, wobei die günstigste Lösung von den Gegebenheiten der Fahrbahn insbesondere hinsichtlich ihrer Abmessungen, ihrer Lage zu anderen Fahrbahnen und ihrer Klimate bestimmt wird.
Besonders wirksam ist die Ausnutzung des Wärmetransportes durch Anwendung einer Schaltung des Leitungsnetzes, bei dem die Teile des Rohrleitungsnetzes, in Bereichen unterschiedlicher Teilwärmeflüsse eines Rohrleitungslängsabschnittes, in Serie geschaltet sind .
Eine sparsame Anwendung der Wärmeübertragungsmittel ergibt sich auch dann, wenn je zwei benachbarte Rohrleitungslängs abschnitte der Fahrbahn an gemeinsame Wärmeübertragungsvorrichtungen angeschlossen sind.
Eine Vereinfachung der Installation kann auch erzielt werden, wenn die Zu- und Ableitungen zum Rohrleitungsnetz zwischen den Rohrleitungslängsabschnitten abwechselnd erfolgt, wodurch sich eine einfachere Anordnung der Wärmeübertragungsmittel und der Leitungsführung ergibt.
In Abhängigkeit von der Breite der Fahrbahn und deren Zuordnung zu anderen Fahrbahnen ergibt es sich, ob Wärmeübertragungsmittel und Wärmeeinrichtungen beiderseits der Fahrbahn oder nur an einer Seite davon eingerichtet werden.
Für eine gute Regelbarkeit des Wärmeflusses ist es von Vorteil, für jeden Rohrleitungs längsabschnitt und in diesem für jeden Rohrleitungsblock eine Wärmeübertragungsvorrichtung vorzusehen, jedoch ist auch eine sparsamere Lösung mit einem geringeren Durchgriff der Regelbarkeit möglich, bei der jeweils einem oder zwei der Rohrleitungs längsabschnitte eine Wärmeübertragungsvorrichtung zugeordnet ist.
Bei hohem Bedarf an Heizwärme ist die Anordnung von Blockheizkraftwerken in Verbindung mit Wärmepumpen besonders vorteilhaft, die günstigerweise auch abwechselnd, nur mit Wärmepumpen angeordnet werden, wobei die Letzteren zum Nachwärmen oder Nachkühlen des Wärmeübertragungsmediums vor dem Wiedereintritt in das Rohrleitungsnetz dienen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Möglichkeit, mit der, von den Blockheizkraftwerken erzeugten, elektrischen Energie die Wärmepumpen zu betreiben.
Für die Verteilung des Wärmeflusses entsprechend den Erfordernissen der Befahrung der Fahrbahnoberfläche ist eine aufgegliederte Regelung von besonderem Vorteil, die mittels Steuerventilen den Strom des Wärmeübertragungsmittels beein flußt und die von einem Wärmeflußregler gesteuert sind, in Abhängigkeit von bestimmten, wesentlichen Temperaturen und Bedingungen des Gesamtsystems.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung einiger Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Fahrbahn, schematisch mit der Darstellung des Wärmeflusses und dessen Aufteilung in der Längsrichtung der Fahrbahn und der Wärmeübertragungsmittel beim Kühlen der Fahrbahnoberf lache,
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Darstellung der Fahrbahn, schematisch, mit der Darstellung des Wärmeflusses und dessen Aufteilung in Längsrichtung der Fahrbahn und quer dazu, sowie die Anordnung von Temperaturfühlern und deren Verbindungs leitungen zu einem
Wärmef lußregelungsmittel in einem Blockschaltbild, für das Beheizen der Fahrbahn,
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Fahrbahn mit schematischer Darstellung des Wärmeflusses und dessen Aufteilung, sowie der Anordnung der Wärmeübertragungsmittel und der Wärmeeinrichtungen, sowie der Anordnung der Temperaturfühler und deren Zuleitungen zu einem Wärmef lußregelungsmittel in einem Blockschaltbild, f ür das Kühlen der Fahrbahn,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn in schematischer Darstellung mit einer Darstellung eines Rohrleitungsnetzes in Serienschaltung, für eine Fahrbahnhälfte vollständig wiedergegeben und für die zweite
Fahrbahnhälfte nur teilweise dargestellt, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn in schematischer Darstellung mit einer Darstellung eines Rohrleitungsnetzes für eine Parallelschaltung der Rohrleitungsblöcke,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Fahrbahn mit Darstellung des Rohrleitungsnetzes und der schematischen Aufteilung des Wärmeflusses und des Rohrleitungsnetzes in Längsabschnitte,
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn mit der Darstellung eines Rohrleitungsnetzes und dessen Aufteilung, sowie der Verbindungsieitungen zu den Wärmeübertragungsmitteln und den Wärmeeinrichtungen, mit der schematischen Darstellung der Aufteilung der Wärmeflußbereiche, für eine Hälfte der Fahrbahn vollständig wiedergegeben.
Die Fahrbahn 1 besteht aus einer Fahrbahndecke 3, welche die Fahrbahnoberfläche 2 trägt und die auf einer ursprünglichen Fahrbahndecke 39 unter Anordnung einer Zwischenschicht 38 aufgelegt ist, die als Isolation gegen den Untergrund dient, um den Wärmefluß 4 in der Fahrbahndecke 3 wirksamer beeinflußen zu können. Die Fahrbahndecke bildet mit der Fahrbahnoberfläche und einer Fläche zur Wärmeübertragung im Oberflächenbereich der Fahrbahndecke 3 die Wärmeaustauschflächen 7, deren Temperaturdifferenz den Wärmefluß 4 innerhalb der Fahrbahndecke 3 in der erforderlichen Richtung herstellt, um die Fahrbahn auf einer Temperatur zu halten, die für das Befahren günstig ist und die oberhalb des Taupunktes und zumindest oberhalb des Gefrierpunktes und vorzugsweise zwischen 6 und 8 Grad C und bei höheren Umgebungstemperaturen unterhalb von 20 C liegt.
Der Wärmefluß 4 ist in Tei 1wärmeflüsse 4' , 4' ', 4' ' ', 4'''' aufgeteilt, entsprechend der Aufteilung der Fahrbahnober fläche 2 in Längsrichtung 20 der Fahrbahn 1 in Wärmeflußlängsabschnitte 19, 19', 19'', 19 ' ' ', die in Querrichtung zur Längsrichtung 20 der Fahrbahn 1 in Wärmeflußblöcke 14, 14' und 15, 15' geteilt sind.
Dabei befinden sich die Wärmeflußblöcke 14, 14' mit höherer Wärmeflußdichte 5, 5' im Bereich 11 der Fahrbahnoberfläche 2 mit einer höheren Häufigkeit der Befahrung, an die sich zu beiden Se iten in den Bereichen 12 mit geringerer Häufigkeit der Befahrung die Wärmeflußblöcke 15, 15' mit geringerer Wärmeflußdichte 5' ' , 5' ' ' anschließen.
Zwischen der Wärmeaustauschf lache 7 im Oberf lächenbereich 6 der Fahrbahndecke 3, die von einer Wärmeübertragungsf lache 8 derRohrleitungen 17 eines Rohrleitungsnetzes 16 gebildet wird und einem Wärmespeicher 10 ist eine Wärmeübertragungsstufe 9 zur Beeinflußung und Verteilung des Wärmeflusses eingeschaltet.
Im Falle der Kühlung wird der Wärmef luß in den Untergund, das Grundwasser, in Abwasser oder zu Einrichtung zur Temperierung von Gebäuden oder technischen Einrichtungen geleitet und beim Heizen von diesen Wärmespeichern entnommen.
Zur Messung der Temperaturen für die Regelung des Wärmeflusses 4 sind den Bereichen 11, 12 mit unterschiedlicher Häufigkeit der Befahrung der FAhrbahnoberf lache 2, sind über diese, am Beginn und Ende jedes Wärmef luß längsabschnittes 19, 19', 19'', 19' ' ' in den einzelnen Wärmeflußblöcken 14, 14' und 15, 15' Wärmefühler 32 an der FAhrbahnoberf lache angeordnet. Weitere Wärmefühler 32' sind zur Messung der Temperatur der Vorlauf leitungen 28 der Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 und der Vorlauf leitungen 40 der Wärmeeinrichtungen 43 und der Kreislauf leitungen 33 des Wärmeübertragungskreislaufes 30 vorgesehen, die mit einem Wärmeflußregelungsmittel 31 verbunden sind, das den Wärmefluß 4 und die Teilwärmeflüsse 4' , 4' ' , 4' ' ' , 14' ' ' ' steuert. Die Rohrleitungen 17 des Rohrleitungsnetzes 16 sind in Längsrichtung 20 der Fahrbahnoberfläche 2 entsprechend den Wärmeflußlängsabschnitten 19, 19 ' , 19' ' , 19 ' ' ' in mehrere Rohrleitungslängsabschnitte 23, 23', 23'', 23''' geteilt, die wiederum in Rohrleitungsblocke 21, 21' , 21' ' , 21' ' ' entsprechend den Wärmeflußblöcken 14, 14' und Rohrleitungsblöcke 22, 22', 22' ', 22 ' ' ' entspechend den Wärmeflußblöcken 15, 15' quer zur Längsrichtung 20 der Fahrbahnkoberfläche 2 unterteilt sind.
Die Anfänge und 24 und die Enden 25 der Rohrleitungsblöcke 21, 21', 21'', 21' ' ' und 22, 22', 22 ' ', 22 ' ' ' sind an Vorlaufleitungen 28 und Rücklauf leitungen 29 angeschlossen, die quer zur Längsrichtung 20 aus der Fahrbahndecke herausgeführt und mit Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 verbunden sind, die ihrerseits über Vorlaufleitungen 40 und Rücklufleitungen 41 an Wärmeeinrichtungen 43 in Form von Blockheizkraftwerken 35 oder Wärmepumpen 34 oder Fernheizwerken angeschlossen sind. Die Wärmeeinrichtungen 43 sind über Kreislaufleitungen 33, 33' mit Wärmespeichern 10 verbunden.
In den Vorlaufleitungen 28 und 41 und den Kreislaufleitungen 33 sind Umwälzpumpen 26 für das Wärmeübertragungsmedium eingebaut.
Die Wärmeflußregelungsmittel 31 sind in Form von Steuerventilen 44 in die Vorlaufleitungen 28, 41 und 33 eingebaut und von einen Wärmeflußregler 42 über die Temperaturfühler 32, 32' gesteuert.
In der Zeichnung sind drei Schaltungsvarianten dargestellt. In Fig. 4 sind die Rohrleitungsblöcke 21, 21', 21'', 21''' der Wärmeflußblöcke 14, 14' mit den höheren Wärmef lußdichten 5, 5' und die Rohrleitungsblocke 22, 22', 22'', 22''' der Wärmeflußblöcke 15, 15' mit den niedrigeren Wärmeflußdichten 5' ' , 5' ' ' in zwei parallelen Wärmeübertragungskreisläufen 00 geführt und untereinander in Serie geschaltet und für jeden Rohr leitungs längsabschnitt 23, 23', 23'', 23''' mit je einer Wärmeübertragungsvorrichtung 13 versehen ist, deren Versorgung über die Kreislaufleitungen 33, 33' von einer zentralen Wärmeeinrichtung (nicht dargestellt) aus erfolgt.
Die Rücklauf leitung des letzten Rohrleitungslängsabschnittes ist an die Wärmeübertragungsvorrichtung des ersten Rohrleitungslängsabschnittes geführt und über diese mit der Vorlaufleitung dieses Rohrleitungslängsabschnittes zu einem Wärmeübertragungskreislauf verbunden.
Von dieser Installation ist nur eine Fahrbahnhälfte dargestellt.
In Fig. 5 ist eine Schaltung wiedergegeben, bei der die Rohrleitungsblöcke 21, 21', 21'', 21''' und die Rohrleitungsblöcke 22, 22', 22'', 22' ' ' jedes Rohrleitungslängsabschnittes 23, 23', 23'', 23' ' ' mit Vor- und Rücklaufleitungen 28, 29 an getrennte Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 angeschlossen, paral lele Wärmeübertragungskreisläufe bilden. Die Vorlaufleitungen 28 und die Rücklaufleitungen 29 sind zwischen den einzelnen Rohrleitungsabschnitten 23, 23', 23'', 23''' abwechselnd zugeführt, wodurch für je zwei Rohrleitungslängsabschnitte und für jede Gruppe von Rohrleitungsblöcken 21, 21', 21'', 21''' und 22, 22', 22'', 22''' insgesamt nur zwei Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 erforderlich sind.
In Fig. 7 ist eine Schaltung dargestellt bei der die Rohrleitungsblöcke 21, 21', 21'', 21'' ' und die Rohrleitungsblocke 22, 22', 22'', 22''' eines Rohrleitungsabschnittes 23, 23', 23'', 23''' in Serie geschaltet sind, wobei nach Einstellung der Temperatur des Wärmeübertragungsmittels in einer Wärmeübertragungsvorrichtung 13 dieses zuerst die Rohrleitungsblöcke 21, 21', 21'', 21''' in den Wärmeflußblocken 14, 14' mit den höheren Wärmeflußdichten 5, 5' und anschließend nach der nächsten Korrektur der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums in einer weiteren Wärmeübertra gungsvorrichtung 13 durch die Rohrleitungsblocke 22, 22', 22' ' , 22" ' ' in den Wärmeflußblöcken 15, 15 'mit den niedrigeren Wärmef lußdichten 5' ', 5' ' ' geführt wird und wieder in die erste Wärmeübertragungsvorrichtung 13 zurückgeleitet wird, womit der Wärmeübertragungskreislauf geschlossen ist. Als Wärmeeinrichtungen 43 sind abwechselnd Blockheizkraftwerke 35 mit Wärmepumpen 34 und nur Wärmepumpen 34 vorgesehen, wobei die Blockheizkraftwerke zur Versorgung der Wärmepumpen mit elektrischer Energie dienen können. Die Wörmepumpen 34 sind über Kreislaufleitungen 33, 33' an Wärmespeicher 10 angeschlossen.
Die Wärmeeinrichtungen 43 sind nur an einer Seite der Fahrbahn 1 vorgesehen, wobei Vor- und Rücklaufleitungen 40, 41 zu Wärmeübertragungsvorrchtungen 13 auf der anderen Seite der Fahrbahn, jeweils zwischen zwei Rohrleitungslängsabschnitten hindurchgeführt sind.
Die Wärmeflußdichte 5, 5', 5'', 5''' in den Wärmeflußblocken 14, 14' und 15, 15' kann sowohl durch die Form der Rohrleitungen 17, die quadratischen, dreieckigen, elliptischen Querschnitt besitzen können (nicht dargestellt), beeinflußt werden, durch Ausrichtung der Rohrleitungsoberflache zur Fahrbahnoberfläche 2, als auch durch die Tiefe 37 der Verlegung der Rohrleitungen 17 und deren Abstand 36 voneinander. Dabei sind Rohrleitugnen mit Nennweiten zwischen 30 und 80 mm anzuwenden, wobei die Wärmeflußdichte durch die spezifische Rohrleitungsoberfläche oder durch die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeübertragungsmediums beeinflußt wird.
In der Zeichnung ist schematisch angedeutet, daß die Rohrleitungen 17 der Rohrleitungsblocke 21, 21', 21'', 21''' in den Wärmeflußblöcken 14, 14' mit höherer Wärmeflußdichte 5, 5' in geringeren Abständen 36 voneinander geführt sind, als in den Rohrleitungsblocken 22, 22', 22'', 22''' in den Wärmeflußblöcken 15, 15'' mit geringerer Wärmeflußdichte 5'', 5'''.
Die angedeuteten Abstände 36 bewegen sich dabei zwischen 100 und 400 mm und vorzugsweise zwischen loo und 200 mm bei Rohrleitungsblocken in Bereichen mit höheren und niedrigeren Wärmedichten.
Die dargestellten Rohrleitungslängsabschnitte 23, 23', 23'', 23' ' ' können je nach den gewählten Betriebsbedingungen sehr unterschiedliche Längen aufweisen, die zwischen 100 und 250 m liegen, wobei vorzugsweise 100 bis 200 m angewendet werden.
An Stelle der Wärmeeinrichtung 43 im Bereich der Fahrbahn 1 ist es auch möglich über die Kreislaufleitung 33, 33' mit dem Wärmeübertragungsmedium Wärmeenergie über größere Entfernungen zu übertragen, wobei sich aber die Kombination des Transportes von Wärme mit geringerer Temperaturdiffernz zur Umgebungstemperatur und die Herstellung der Temperaturdifferenz für den Wärmefluß 4 innerhalb der Fahrbahndecke 3 mittels Wärmepumpen wegen der Nutzung preisgünstilger Energie und wegen des zumeist besseren Energienutzungsgrades als vorteilhafter erweist.
Verzeichnis der Bezugszeichen
1 Verkehrsfläche, Fahrbahn
2 Fahrbahnoberfläche
3 Fahrbahndecke
4 Wärmefluß
4' , 4' ', 4' ' ', 4' ' ' ' Teilwärmeflüsse in den Wärmeflußblocken 14, 14' ...
5, 5', 5'', 5''' Teilwärmeflußdichten
6 Oberflächenbereich der Fahrbahndecke 3
7 Wärmeaustauschfläche
8 Wärmeübertragungsfläche 9 Wärmeaustauschstufe 0 Wärmespeicher 1 Bereich der Fahrbahnoberfläche 2 mit der größten Häufigkeit des Befahrens 2 Bereich der Fahrbahnoberfläche 2 mit geringerer Häufigkeit des Befahrens 3 Wärmeübertragungsvorrichtung
14, 14' ... Wärmeflußblöcke mit höheren Teilwärmeflüssen
4' , 4' '
15, 15' ... Wärmeflußblöcke mit geringeren TeiIwärmeflüssen 4' ' ' 4' ' ' '
16 Rohrleitungsnetz
17 Rohrleitung
18 Motor
19 , 19 ' 19'' Wärmef lußlängsabschnitte
20 Längsrichtung
21 . 21 ' 21'', 21' ' ' Rohrleitungsblocke in den Wärmeblöcken 14, 14'
22 , 22 ' 22' ' , 22' ' ' Rohrleitungsblocke in den Wärmeflußblöcken 15, 15'
23 , 23 ' 23' ' , 23 ' ' ' Rohrleitungslängsabschnitte der Fahrbahnoberfläche 2 24 Anfang eines Rohrleitungsblockes 21 ... oder 22 ...
25 Ende eines Rohrleitungsblockes 21 ... oder 22 ... 26 Umwälzpumpen
27 Generator
28 Vorlaufleitung der Rohrleitungsblöcke 21 ... oder 22 ...
29 Rücklaufleitung der Rohrleitungsblöcke 21 ... oder 22 ...
30 Wärmeübertragungskreislauf
31 Wärmeflußregelungsmittel
32, 32' Temperaturfühler
33, 33' Kreislaufleitungen 34 Wärmepumpe
35 Blockheizkraftwerk
36 Abstand der Rohrleitungen 17 voneinander
37 Tiefe der Verlegung der Rohrleitungen 17 in der Fahrbahndecke 3 38 Zwischenschicht zwischen der Fahrbahndecke 3 und der ursprünglichen Fahrbahndecke 39
39 ursprüngliche Fahrbahndecke
40 Vorlaufleitung der Wärmeübertragungsvorrichtung 13 41 Rücklaufleitung der Wärmeübertragungsvorrichtung 13
42 Wärmeflußregler
43 Wärmeeinrichtung
44 Steuerventil

Claims

A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Herstellung einer, für das Befahren einer Verkehrsfläche, bestehend aus einer künstlich hergestellten Fahrbahndecke, insbesonders einer Start- und Landebahn für Luftfahrzeuge, günstigen Oberflächentemperatur der Verkehrsfläche durch deren Heizung oder Kühlung, mit der ein Wärmefluß im Oberflächenbereich der Fahrbahndecke erzeugt wird, dessen Wärmeäustauschflächen einerseits von der Fahrbahnoberfläche und andererseits von wenigstens einer Wärmeübertragungsfläche gebildet werden, die in einer, der Fahrbahnoberflächennahen Schicht der Fahrbahndecke liegt und mit denen der Wärmefluß durch die Herstellung einer Temperaturdifferenz zwischen der Fahrbahnoberfläche und der wenigstens einen Wärmeübertragungsfläche und zwischen dieser und wenigstens einem Wärmespeicher aufrecht erhalten wird, der vom Untergrund, dem Grundwasser, von Oberflächenwasser, von Abwasser, von Luft oder von Hilfseinrichtungen zur Temperierung von Gebäuden oder technischen Einrichtungen oder einer Wärmeerzeugungseinrichtung gebildet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Größe des Wärmeflusses (4) zwischen den Wärmeaustauschflächen (8) in der Fahrbahndecke (3), nach der vorgesehenen bekannten oder erwarteten, relativen Häufigkeit mit der ein bestimmter Bereich (11, 12) der Fahrbahnoberfläche (2) in Längsrichtung (20) befahren wird, eingestellt wird, wobei im Bereich (11) der größten Häufigkeit der Befahrung die Oberflächentemperatur am günstigsten und damit mit der größten Temperaturdifferenz zur Umgebung und in wenigstens einem, quer zur Befahrung in der Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2). daran angrenzenden Bereich (12) mit geringerer relativer Häufigkeit der Befahrung weniger günstig und damit mit einer geringeren Temperaturdifferenz zur Umgebung eingestellt wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Wärmeflusses (4) in Abhängigkeit von der vorgesehenen Häufigkeit der Befahrung der Fahrbahnoberfläche (2) feinstufig oder im wesentlichen stufenlos eingestellt ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Wärmeflusses (4) zwischen den Wärmeübertragungsflächen (8) in der Fahrbahndecke (3) und dem wenigstens einen Wärmespeicher (10) in wenigstens einer zwischengeschalteten Wärmeübertragungsstufe (9) durch Veränderung des Wärmedurchganges und/oder der Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturniveaus des Wärmeflusses (4) eingestellt wird.
4. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Größe des Wärmeflusses (4) während der Durchführung des Verfahrens veränderbar ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefluß (4) in wenigstens zwei, quer zur Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) nebeneinanderliegende oder aneinandergrenzende Wärmeflußblöcke (14, 14', und 15, 15') geteilt ist, deren Wärmefluß (4) für jeden Wärmef lußblock in Teilwärmeflüsse (4' , 4' ' , 4' ' ' , 4' ' ' ') mit unterschiedlichen Teilwärmeflußdichten (5, 5', 5'', 5''') aufgeteilt und eingestellt ist und insgesamt für alle Wärmeflußblocke gemeinsam geregelt ist, oder deren Teilwärmeflüsse (4', 4' ' , 4' ' ' , 4' ' ' ' ) für jeden Wärmeflußblock gesondert, vorzugsweise zusätzlich, geregelt sind.
6. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefluß (4) in der Fahrbahndecke (3), in der Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) in Wärmeflußlängsabschnitte (19, 19', 19' ', 19 ' ' ' ) geteilt ist, die parallel zueinander mit wenigstens einem Wärmespeicher (10) unmittelbar oder mittelbar verbunden sind.
7. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefluß (4) der Wärmeflußlängsabschnitte (19, 19', 19'', 19''') einzeln gesondert geregelt ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Teilwarmeflüsse (4' , 4'', 4''', 4'''') in den einzelnen Wärmeflußblöcken (14, 14' und 15, 15') und/oder des Wärmeflusses (4) in den einzelnen Wärmeflußlängsabschnitte (19, 19', 19' ', 19 ' ' ' ) eine Oberflächentemperatur der Fahrbahnoberfläche (2) herstellt, die wenigstens im Bereich (11) der größten relativen Häufigkeit der Befahrung in Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) oberhalb des Taupunktes oder zumindest oberhalb des Gefrierpunktes und vorzugsweise bei niedrigen Umgebungstemperaturen bei zwischen 6 bis 8 Grad C und bei höheren Umgebungstemperaturen unterhalb von 20 Grad C gehalten wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Fahrbahnoberfläche (2) über einen Wärmeflußlängsabschnitt (19, 19', 19 ' ' , 19' ' ') wenigstens des Bereiches (11) der Fahrbahnoberfläche (2) mit der größten relativen Häufigkeit der Befah rung, in Längsrichtung (20) zumindest in den in Anspruch 8 angegebenen Grenzen liegt und vorzugsweise eine Temperaturdifferenz zwischen den am weit entfernten Stellen eines Wärmeflußlängsabschnittes aufweist, die wesentlich geringer ist, als die Temperaturdifferenz zwischen der Oberflächentemperatur der Fahrbahnoberfläche (2) und der Umgebungstemperatur in diesem Wärmeflußlängsabschnitt (19, 19', 19' ' 19' ' ').
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Wärmeflusses (4), im Oberflächenbereich (6) der Fahrbahndecke (3), wenigstens ein Rohrleitungsnetz (16) bestehend aus mehreren parallelen Rohrleitungen (17) angeordnet ist, die im wesentlichen oder vorwiegend in Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) verlaufend verlegt sind und die Wärmeübertragungsfläche (8) im Oberflächenbereich (6) der Fahrbahndecke (3) aufweisen.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsflächen (8) in der Fahrbahndecke (3) entsprechend den Wärmeflußblocken (14, 14', und 15, 15') und/oder den Wärmeflußlängsabschnitten (19, 19', 19'', 19' ' ' ) aufgeteilt sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsnetz (16) aus mehreren, quer zur Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) nebeneinander liegenden Rohrleitungsblöcken (21, 21', 21'', 21' ' '), die den Wärmefluß blöcken (14, 14', ...) mit höheren Teilwärmeflußdichten (5, 5') und Rohrleitungsblocken (22, 22', 22''. 22'''), die den Wärmeflußblöcken (15', 15') mit geringeren Teilwärmeflußdichten (5 ' ' , 5' ' ') in der geometrischen Ausdehnung im wesentlichen entsprechen.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsnetz (16) aus mehreren, in Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) hintereinander!iegenden Rohrleitungslängsabschnitten (23, 23', 23'', 23''') besteht, die den Wärmeflußlängsabschnitten (19, 19', 19'', 19'''), in der geometrischen Ausdehnung im wesentlichen entsprechen.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rohrleitungsblock (21, 21', 21'', 21''' und 22, 22', 22'', 22' ' ') aus mehreren Rohrleitungen (17) besteht, die zumindest innerhalb eines Rohrleitungsblockes in gleichen Abständen parallel nebeneinander und in gleicher Tiefe (37) von der Fahrbahnoberfläche (2) verlegt sind und im Parallelström zueinander mit dem Anfang (24) und dem Ende (25) eines Rohrleitungsblockes , vorzugsweise innerhalb der Fahrbahndecke (3) an Vor- und Rücklauf leitungen (28 und 29) angeschlossen sind.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) jedes Rohrleitungsblockes (21, 21', 21'', 21''' und 22, 22', 22''') am Anfang (24) und am Ende (25) desselben aus der Fahrbahndecke (3) quer zur Längsrichtung (20) herausgeführt und, vorzugsweise unmittelbar, neben der Fahrbahn (1) an die Vor- und Rücklaufleitungen (28 und 29) angeschlossen sind.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) eines Rohrleitungblockes (21, 21', 21'', 21'1'), im Bereich eines Wärmeflußblockes (14, 14') mit höherer Teilwärmeflußdichte (5, 5') in geringerem Abstand verlegt sind, als die Rohrleitungen (17) eines Rohrleitungsblockes (22, 22', 22'', 22''') im Bereich eines Wärmeflußblockes (15, 15') mit geringerer TeiIwärmeflußdichte (5' ' , 5' ' ' ).
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsf lächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) eines Rohrleitungblockes (21, 21', 21'', 21 ' ' ' ) im Bereich eines Wärmeflußblockes (14, 14') mithöherer Tei Iwärmef lußdichte (5, 5') eine größere Wärmeübertragungsfläche (8) oder einen größeren Wärmedurchgang aufweisen, als die Rohrleitungen (17) eines Rohrleitungsblockes (22, 22', 22'"', ...) im Bereich eines Wärmeflußblockes (15, 15') mit geringerer Teilwärmeflußdichte (5'', 5''').
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das
Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) unterschiedlicher Rohrleitungblöcke (21, 21', 21'', 21''' und/oder 22, 22', 22'', 22 ' ' ' ) je der Art des Wärmeflusses (4) in unterschiedlichen Tiefen (37) von der Fahrbahnoberfläche (2) in der Fahrbahndecke (3) verlegt sind.
19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahndecke (3) in der das Rohrleitungsnetz (16) der Rohrleitungs längsabschnitte (23, 23", 23 ' ' , 23''') verlegt ist, als oberste Schicht auf einer ursprünglichen Fahrbahndecke (39) aufgebracht ist, vorzugsweise mit einer Zwischenschicht (38) mit geringerem Wärmedurchgang.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) der Rohrleitungsblocke (21, 21', 21' ', 21' ' ' und 22, 22' , 22' ', 22' ' ') aus Formrohren mit nicht kreisförmigen, vorzugsweise quadratischen, dreieckigen oder elliptischen Querschnitt, bestehen.
21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberf lächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) der Rohrleitungsblocke (21, 21', 21' ', 21' '' und 22, 22', 22'', 22''') Durchmesser mit Nennweiten zwischen 30 und 80, vorzugsweise zwischen 40 und 50 mm aufweisen und in Abständen verlegt sind, die zwischen 100 und 400, vorzugsweise zwischen 100 und 200 mm betragen.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21' ', 21' ' ' und 22, 22', 22' ', 22' ' ') mit einem Medium zur Herstellung des Wärmeflusses (4) gefüllt sind, das aus einer Flüssigkeit besteht, die vorzugsweise aus Wasser mit einem Zusatz eines Gefrierschutzmittels besteht, das zur Aufrechterhaltung des Wärmeflusses (4) mittels wenigstens einer Umwälzpumpe (26), vorzugsweise in jedem Rohrleitungs längsabschnitt (23, 23', 23'', 23''') und jeden Wärmeflußblock (14, 14' und 15, 15') wenigstens eine, in den Vorlaufleitungen (28 angeordnet, im Umlauf gehalten ist.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21' ' ' und 22, 22' , 22' ' , 22' ' ') oder die Vor- und Rücklaufleitungen (28 und 29) jeweils wenigstens um einen, vorzugsweise um den eineinhalb bis zweifachen, Rohrdurchmesser versetzt untereinander und bei einer größeren Anzahl von Rohrleitungen (17) vorzugsweise gleichzeitig nebeneinander aus der Fahrbahndecke (3) herausgeführt sind.
24. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (17) von Rohrleitungsblöcken (21, 21', 21'', 21''' und 22, 22', 22'', 22''") aufeinanderfolgender Rohrleitungslängsabschnitte (23. 23', 23'', 23''') an deren einander entsprechenden, zugewandten Anfängen (24) und Enden (25) entweder mit Vorlaufleitungen (28) oder mit Rücklaufleitungen (29) verbunden sind.
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitungen (29) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21''' oder 22, 22', 22'', 22''') eines Wärmeflußblockes (14, 14' oder 15, 15') in einem Rohrleitungslängsab schnitt (23, 23", 23'', 23''') mit den Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21' ', 21' ' ' oder 22, 22', 22'', 22''') des entsprechenden Wärmeflußblockes (14, 14' oder 15, 15') eines benachbarten RohrleitungslängsabSchnittes (23, 23', 23'', 23 ' ' ' ) unter Zwischenschaltung einer Wärmeubertragungsvorrichtung (13) verbunden sind und vorzugsweise die Rücklaufleitungen (29) des letzten Rohrleitungslängsabschnittes mit den Vorlaufleitungen (28) der entsprechenden Rohrleitungsblocke der gleichen Wärmeflußblöcken (14, 14" oder 15, 15") des ersten Rohrleitungslängsabschnittes der Fahrbahnoberfläche (2) unter Bildung eines Wärmeübertragungskreislaufes (30) verbunden sind.
26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitungen C29) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21' ' ' oder 22, 22', 22'', 22''') eines Wärmeflußblockes (14, 14' oder 15, 15') in einem Rohrleitungslängsabschnitt (23, 23', 23'', 23''') mit den Vorlauf leitungen (28) derselben Rohrleitungsblocke desselben Rohrleitungs längsabschnittes unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungsvorrichtung (13) miteinander verbunden sind und einen Wärmeübertragungskreislauf (30) bilden, wobei vorzugsweise für die Rohrleitungsblöcke benachbarter Rohrleitungslängsabschnitte (23, 23', 23'', 23''') in einander entsprechenden Wärmeflußblöcken (14, 14' oder 15, 15') aufeinanderfolgender Wärmeflußlängsabschnitte (19, 19', 19'', 19 ' ' ' ) eine gemeinsame Wärmeübertragungsvorrichtung (30) vorgesehen ist.
27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die
Rücklaufleitungen (29) der Rohrleitungsb locke (21, 21', 21'', 21''') eines Wärmeflußblockes (14, 14') mit höherer Tei lwärmef lußdi chte (5, 5') in einem Rohrleitungs längsabschnitt (23, 23', 23'') mit den Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblocke (22, 22', 22'', 22''') eines Wärmeflußblockes (15, 15') mit niedrigerer TeiIwärmeflußdichte (5'', 5''') des gleichen oder eines benachbarten Rohrleitungslängsabschnittes (23, 23' , 23' ', 23' ' '), vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungsvorrichtung (13) verbunden sind und anschließend die Rücklaufleitungen (29) der Rohrleitungsblöcke (22, 22', 22'', 22''') des Wärmeflußblockes (15, 15') mit niedrigerer Teilwärmeflußdichte (5'', 5''') des einen Rohrleitungslängsabschnittes mit den Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21''') des Wärmeflußblockes (14, 14") mit höherer Teilwärmeflußdichte (5, 5') des gleichen oder des benachbarten Rohrleitungslängsabschnittes der Fahrbahnoberfläche (2) unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungsvorrichtung (13) zu einem Wärmeübertragungskreislaufes (30) verbunden sind.
28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das
Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21 ' ' ' und 22, 22', 22'', 22''') zweier benachbarter Rohrleitungslängsabschnitte (23, 23', 23'', 23''') zwischen diesen und die Rücklaufleitungen (29) zwischen den nächsten benachbarten Rohrleitungslängsabschnitten zugeleitet sind.
29. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das
Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Vor- und Rücklaufleitungen (28, 29) von den beiden Seiten der Fahrbahn (1) zu den Rohrleitungsblocken (21, 21', 21'', 21''' und 22, 22', 22'', 22''') jeweils bis zur Mitte der Fahrbahn, quer zur Längsrichtung (20) gesehen, zugeleitet sind und die zugeordneten Wärmeübertragungsvorrichtungen (13) vorzugsweise an beiden Seiten der Fahrbahn vorgesehen sind.
30. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur HerStellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das
Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsvorrichtungen (13) an einer Seite der Fahrbahn ( 1) angeordnet sind und die Vor- und Rückl auf leitlngen (40,41) zu den Wärmeeinrichtungen, wie Wärmepumpen (34) oder Blockheizkraftwerken (35) oder dgl. im Bereich der Zuleitung der Vor- und Rücklaufleitungen (28, 29) zu den Rohrleitungsblöcken (21, 21', 21'', 21' '' und 22, 22', 22'', 22''') zwischen benachbarten Rohrleitungslängsabschnitten (23, 23', 23' ' , 23' ' ' ) erfolgt.
31. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß für die Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21 ' ' , 21''' und/oder 22, 22', 22' ', 22' ' ') von je zwei aufeinanderfolgenden, benachbarten Rohrleitungslängsabschnitten (23, 23', 23'', 23''') eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) vorgesehen ist.
32. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß für die Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21''' und/oder 22, 22', 22'', 22''') jedes Rohrleitungslängsabschnittes (23, 23', 23'', 23'"') zumindest eine Wärmeübertragungsvorrichtung (13) vorgesehen ist.
33. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehrenen der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß jede Wärmeübertragungsvorrichtung (13) über Vor- und Rücklaufleitungen (40, 41) mit einer Wärmeeinrichtung, wie einer Wärmepumpe (34) oder einem Blockheizkraftwerk (35) verbunden ist.
34. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Rohrleitungslängsabschnitt (23, 23', 23'', 23''') wenigstens die Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblocke (21, 21', 21'', 21' ''und 22, 22', 22'', 22''') und zumindest die Vorlauf leitung (40) der Wärmeübertragungsvorrichtung (13), mit Wärmeflußregelmittel (31), vorzugsweise in Form von Steuerventilen versehen ist, die von einem elektronischen Wärmeflußregler (42) gesteuert sind, der von Temperaturfühlern (32, 32') zur Messung, zumindest der Temperatur der Fahrbahnoberfläche (2) im Bereich eines geregelten Wärmeflußblockes (14, 14' oder 15, 15') und des Mediums in den Rücklaufleitungen (29), sowie des Taupunktes an der Fahrbahnoberfläche (2) und vorzugsweise auch der Temperaturen der Umgebung und der Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblöcke, gesteuert sind.
35. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungslängsabschnitte (19, 19'. 19'', 19''') Längen zwischen 50 und 250, vorzugsweise zwischen 100 und 200 Meter umfassen.
36. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Wärmeflusses (4) zu den Wärmeübertragungs Vorrichtungen (13) abwechselnd Blockheizkraftwerke (35) mit Wärmepumpen und Wärmepumpen (34) angeordnet sind.
37. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (34) über Kreislaufleitungen (33, 33') mit einem Wärmespeicher (10), wie beispielsweise dem Untergrund, dem Grundwasser, Oberflächenwasser, Abwasser, Luft oder von Hilfseinrichtungen der Temperierung von Gebäuden oder technischen Einrichtungen verbunden ist.
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