FI74097B

FI74097B - FJAERRVAERMETRANSPORTANORDNING.

Info

Publication number: FI74097B
Application number: FI830077A
Authority: FI
Inventors: Karl-Evert Dahlin
Original assignee: Dobel Ab
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1987-08-31
Also published as: FI830077L; FI830077A0; FI74097C

Description

7409774097

Kaukolämmön siirtolaiteDistrict heating transfer device

Esillä oleva keksintö käsittää palamattoman, höyry- ja vesitiiviin kanavan, joka on ensisijassa tarkoitettu kuuma-veden siirtoa varten kaukolämpölaitoksista ja sinne takaisin, ja joka on järjestetty maapinnan alapuolelle kaivantoon, joka on luotu umpeen täyteaineella.The present invention comprises a non-combustible, steam and watertight duct primarily for the transfer of hot water from and to district heating plants and arranged below ground in a trench filled with filler.

Tähänastiset tunnetut järjestelyt esim. kaukolämmön siirtoa varten muodostuvat teräsputkista, joista kukin erikseen on varustettu lämpöä eristävällä verhouksella ja jotka tämän jälkeen on suljettu vesitiiviiseen ulkokuoreen. Läramön-eristysaine on tavallisesti polyuretaanivaahtoa ja ulkokuori PVC-muovia. Myöskin paljaat putket, jotka on järjestetty lämpöeristettyihin kanaviin, ovat tunnetut esim. ruotsalaisista patenttijulkaisuista SE 329 975, SE 370 973 ja SE 401 381.The hitherto known arrangements for the transmission of district heat, for example, consist of steel tubes, each of which is individually provided with a heat-insulating cladding and which are then enclosed in a watertight outer shell. Läramö insulation is usually polyurethane foam and the outer shell is PVC plastic. Bare pipes arranged in thermally insulated ducts are also known, for example, from the Swedish patents SE 329 975, SE 370 973 and SE 401 381.

Yksitellen lämpöeristetyt putket on tavallisesti valmistettava valmiina jaksoina erityisissä tiloissa ottaen huomioon monipuoliset varusteet, jotka ovat tarpeen putken ja ulkokuoren yhdistämisessä sekä niiden välitilan täyttämisessä vaahtoavalla ja kovettuvalla muovilla. Näitä putkia jatkettaessa tulee noudattaa erityistä huolellisuutta kahden putkijakson jatkosta eristettäessä, niin että jatkosta peittävästä kuoresta tulee täysin vedenpitävä. Jos vettä sattuisi vuotamaan eristyksen ja putken väliin, syntyy putken ulkopinnassa korroosiota, joka nopeasti aiheuttaa vuodon. Liitettäessä muovieristettyjä putkia hitsaamalla, joka on tavallisin liittämistapa, on putki paljastettava verrattain laajalti jatkoskohdassa, jotta ei muovieristys vahingoittuisi hitsauksen aiheuttamasta lämmöstä, niinikään tulee sellaiset putket, jotka vuotojen vuoksi joutuvat korjauksen kohteeksi, suurelta osalta vapauttaa eristyksestä .Individually insulated pipes usually have to be manufactured in ready-made sections in special rooms, taking into account the versatile equipment needed to connect the pipe and the outer shell and to fill the space between them with foamable and curable plastic. When extending these pipes, special care must be taken when insulating the extension of the two pipe sections so that the shell covering the extension becomes completely waterproof. Should water leak between the insulation and the pipe, corrosion will form on the outside of the pipe, which will quickly cause a leak. When connecting plastic-insulated pipes by welding, which is the most common method of joining, the pipe must be exposed relatively widely at the joint to prevent damage to the plastic insulation from the heat generated by welding, and pipes that need to be repaired due to leaks must be largely free of insulation.

2 740972 74097

Kanavissa, jotka sisältävät eristämättömiä putkia ja joissa kanavat sinänsä voivat olla lämpöä eristäviä, on ympärillä olevasta maasta sisäänvuotavan veden aiheuttamia ongelmia ratkaistu siten, että kanava on ainakin alaosaltaan tehty vesihöyryä läpäiseväksi. Mahdollinen sisäänvuotanut vesi höyrystyy sen tunkeutuessa kanavaan ja poistuu kanavasta kanavan sisällä ja vastaavasti sen ulkopuolella vallitsevan höyryn osittaispaineen eron ansiosta. Tämän kanavan haittapuoli on, että sen itsekuivaava ominaisuus tuottaa lämpöhukan.In ducts which contain uninsulated pipes and in which the ducts themselves can be heat-insulating, the problems caused by water entering from the surrounding ground have been solved by making the duct permeable to water vapor at least at the bottom. Any infiltrated water evaporates as it enters and leaves the duct due to the difference in partial pressure of steam inside and outside the duct, respectively. The disadvantage of this channel is that its self-drying property produces heat loss.

Muihin tarkoituksiin kuin kaukolämmön siirtoon olevia kanavia tunnetaan monina eri ratkaisuina. US-patenttijui kai su 1 511 769 kuvaa erään kanavan, joka muodostuu U-muotoisesta teräsievykuo-resta, joka on järjestetty avoin puoli alaspäin ja sopivimmin asetettu betoniselle pohjalevylle. Täyteaine voidaan sijoittaa välittömästi kuoren ulkopuolta vasten, mutta vaihtoehtona kuori voidaan varustaa ympäröivällä betonivalulla, jotta se esim. kestäisi suurta maakuormitusta, jolloin kuori toimii ns. hukkamuot-tina, ts. valuun jäävänä muottina.Channels for purposes other than district heating transfer are known as many different solutions. U.S. Pat. No. 1,511,769 describes a channel consisting of a U-shaped steel sheet shell arranged with the open side down and preferably placed on a concrete base plate. The aggregate can be placed immediately against the outside of the shell, but as an alternative the shell can be provided with a surrounding concrete casting so that it can, for example, withstand a large ground load, in which case the shell acts as a so-called as a waste mold, i.e. as a mold remaining in the casting.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kanava, jossa ei esiinny tunnettujen kanavien epäkohtia. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että kanavakaivannon pohjalla olevasta pohjaa kohden suunnatusta, pohjaltaan avoimesta, teräslevystä valmistetusta kuoresta, jonka alareunat ovat varustetut kanavasta ulospäin suunnatuilla laipoilla ja jonka yläsivu on varustettu suljettavissa olevilla aukoilla, ja se, että kuori on täytetty palamattomalla, höyry- ja vesitiiviillä umpihuokoi-sella vaahtobetoni 11 a, joka on valmistettu sementistä, vedestä ja ; kaksikomponenttivaahdonmuodostajasta sekä joka kovettumisen jälkeen saavuttaa kimmokertoimen vähintään 500 MPa, 1iukukertoimen vähintään 250 MPa, puristuslujuuden 0,3-3 MPa, tiheyden 200-600 3 2 kg/m sekä 1ämmönläpäisykertoimen 0,06 - 0,10 W/m .K.It is an object of the present invention to provide a channel which does not suffer from the disadvantages of known channels. To achieve this, the invention is characterized in that the bottom-facing, open-bottomed steel plate shell at the bottom of the channel trench, the lower edges of which are provided with flanges directed outwards from the channel and the upper side of which is provided with closable openings, and the shell is filled with non-combustible and waterproof closed-cell foam foam concrete 11a made of cement, water and; of a two-component foam former and which, after curing, has a modulus of elasticity of at least 500 MPa, a coefficient of at least 250 MPa, a compressive strength of 0.3-3 MPa, a density of 200-600 3 2 kg / m and a heat transfer coefficient of 0.06 to 0.10 W / m.

Keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto ilmenee patenttivaatimuksesta 2.A preferred embodiment of the invention appears from claim 2.

l· 3 74097l · 3 74097

Keksintö kuvataan seuraavassa sovellutusesimerkin muodossa viitaten oheisiin kuvioihin.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää poikkileikkausta umpeenluodussa kanavakai-vannossa olevasta kanavasta kuvioon 2 piirrettyä viivaa A-A pitkin.Fig. 1 shows a cross-section of a channel in a closed duct winding along the line A-A drawn in Fig. 2.

Kuvio 2 esittää pituusleikkausta samasta kanavasta kuvion 1 viivaa B-B pitkin, jolloin osa kanavan kuoresta ja sen sisäinen eristys on poistettu, niin että putket sekä kannak-keet ovat esillä.Fig. 2 shows a longitudinal section of the same duct along the line B-B in Fig. 1, with a part of the duct shell and its internal insulation removed, so that the pipes and brackets are exposed.

Kuvio 3 esittää kanavakaivannon pohjalle asennetun kanavan, jossa kaivanto on luotu umpeen kuoren yläosaa myöten jolloin kuori täytetään eristävällä aineella.Figure 3 shows a channel installed at the bottom of a channel trench, in which the trench is closed down to the top of the shell, whereby the shell is filled with an insulating substance.

Kuvioiden 1 ja 2 mukainen kanava on asennettu maapinnan alapuolelle kanavakaivannon 2 pohjalle 1 ja se käsittää pohjalla 1 olevan, pohjastaan avoimen kuoren 3, joka ulot-tuu pitkin kaivantoa ja jonka sisälle on asennettu kaksi Y: putkea 4, jotka ulottuvat kuoren pituussuunnassa ja jotka kauttaaltaan ovat kannatetut välimatkan päässä toisistaan olevilla kannakkeilla 5. Kuori 3 on täytetty vaahtobetonilla 6, joka täytettäessä on nestemäistä mutta tämän jälkeen kovettuu kiinteään muotoon ja sulkee sekä putket 4 että kan-__ nakkeet 5 sisäänsä. Kana vaka ivanto 2 on luotu umpeen täyte- '**' aineella 7.The channel according to Figures 1 and 2 is mounted below the ground on the bottom 1 of the channel trench 2 and comprises a shell 3 on the bottom 1, open at the bottom, extending along the trench and inside which two Y pipes 4 are installed, extending in the longitudinal direction of the shell and extending are supported by spaced brackets 5. The shell 3 is filled with foam concrete 6 which, when filled, is liquid but then hardens into a solid form and encloses both the pipes 4 and the lugs 5. Chicken stable ivanto 2 has been created with filler '**' substance 7.

Kuori 1 tehdään mieluimmin n. 1 mm vahvuisesta galvanoidusta ohutlevystä ja poikkileikkaus lähinnä suorakaiteen muotoon. Kuoren sivut ovat varustetut kuoresta ulkonevalla laipoilla 8, jotka ovat sivujen alareunan tasossa ja jotka pitävät kuoren 3 halutussa asennossa täytettä 6 täytettäessä, jolloin laippoja 8 kuormittaa täyteaine 7. Putket 4 koostuvat osista, jotka on valmistettu käsittelemättömästä hiiliteräksestä, jonka seinämävahvuus on n. 5 mm. Osat 74097 4 liitetään toisiinsa hitsaamalla. Kannakkeet 5 ovat vaahtobe-toniiiarkkoja, jotka on valmistettu ennen niiden sijoitusta kaivantoon. Kannekkeiden 5 vaahtobetoni omaa etupäässä samat fysikaaliset ominaisuudet kuin täytteen 6 vaahtobetoni kovettumisen jälkeen.The shell 1 is preferably made of a galvanized sheet metal of about 1 mm thickness and the cross-section is mainly rectangular. The sides of the shell are provided with flanges 8 projecting from the shell, which are in the plane of the lower edge of the sides and keep the shell 3 in the desired position when filling the filler 6, the flanges 8 being loaded by filler 7. The tubes 4 consist of parts made of untreated carbon steel with a wall thickness of approx. . Parts 74097 4 are joined together by welding. The brackets 5 are foam-tonic sheets made before they are placed in the trench. The foam concrete of the brackets 5 has essentially the same physical properties as the filling 6 of the foam concrete after hardening.

Menettely kaukolämpökanavan rakentamisessa kuvioiden 1 ja 2 mukaan on sellainen, että kannakkeet 5 asetetaan kaivupoh-jalle 1, jonka jälkeen putket 4 sijoitetaan kannakkeissa 5 oleviin uriin ja hitsataan jatkoksissa kauttaaltaan yhteen. Tämän jälkeen asetetaan kuori 3 tasasuhtaisesti putkien 4 ja kannakkeiden 5 yli, leväten laipoillaan 8. Kuori 3 pysyy paikallaan siten, että täyteaine 7 luodaan alas kuoren 3 molemmille ulkopuolille niin, että se kuormittaa laippoja 8 siten kuin kuvio 3 osoittaa. Kuoren 3 yläsivussa olevien aukkojen 9 kautta täytetään sitten vaahtobetoni 6 kuoreen 3 täyttötorven 10 avulla, joka voidaan pitää aukosta sisään-käännettynä tävttöprosessin aikana. Aukko 9 voidaan täytön jälkeen sulkea esim. muovikannella jotta täyte 6 ei tunkeutuisi ulos kun korkeammalla sijaitsevia kanavanosia 3 täytetään, siksi kunnes täyte 6 on kovettunut. Kovettumisen jälkeen täytetään uupuva täyteaine 7 kaivantoon 2, jonka jälkeen kaukolämpökanava on valmis.The procedure for constructing a district heating duct according to Figures 1 and 2 is such that the brackets 5 are placed on the excavation base 1, after which the pipes 4 are placed in the grooves in the brackets 5 and welded together in joints. The shell 3 is then placed evenly over the tubes 4 and the brackets 5, resting on its flanges 8. The shell 3 remains in place so that the filler 7 is created down on both sides of the shell 3 so as to load the flanges 8 as shown in Fig. 3. Through the openings 9 on the upper side of the shell 3, the foam concrete 6 is then filled into the shell 3 by means of a filling horn 10, which can be kept turned-in from the opening during the filling process. After filling, the opening 9 can be closed, e.g. with a plastic lid, so that the filling 6 does not penetrate when the higher channel parts 3 are filled, therefore until the filling 6 has hardened. After curing, the exhaustable filler 7 is filled into the trench 2, after which the district heating channel is completed.

Kuori 3 on valmistettu osista, jotka liitetään toisiinsa peittoliitoksella, joka ruuvataan kiinni itseporaavalla pel-tiruuvilla taikka pop-niittaamalla. Kytkentöjä tehtäessä venttiiliasemiin, kiinteistöihin taikka muihin vastaaviin, varustetaan kuori 3 päädyllä, jota ei ole näytetty kuvioissa. Myös pääty joko ruuvataan taikka niitataan kuoreen 3.The shell 3 is made of parts which are connected to each other by a cover joint which is screwed on with a self-drilling sheet metal screw or pop riveting. When making connections to valve stations, buildings or the like, the shell 3 is provided with an end which is not shown in the figures. The end is also either screwed or riveted to the shell 3.

Täyte 6 on vaahtobetonia, joka valmistetaan siten, että se-menttivesiliuokseen lisätään kaksikomponentti-vaahdonmuo-dostaja, jonka jälkeen ilmaa pakotetaan seokseen, ja jolla on se etu, että se kovettuu itsestään kun se on täytetty kuoreen 3. Niin kutsuttu kaasubetoni, jolla valmiissa muodossa on samantapainen ulkonäkö ja samankaltaiset ominaisuudet li 5 74097 kuin vaahtobetonilla, pitää sitävastoin karaista erikois-muoteissa suurpaineen ja korkean lämpötilan vallitessa, minkä vuoksi se ei ole sovelias yhdistää Vvsvmyksessä olevaan keksintöön.Filler 6 is foamed concrete prepared by adding a two-component foamer to the cementitious aqueous solution, after which air is forced into the mixture, and has the advantage that it hardens on its own when filled into shell 3. So-called aerated concrete with finished form has a similar appearance and properties similar to foam concrete, on the other hand, keeps hardened in special molds under high pressure and high temperature, and is therefore not suitable for incorporation into the present invention.

Vaahtobetonin asemasta voidaan täytteenä 6 käyttää kovettuvaa vaahtomuovia, esim. polyuretaania, jolloin aukot 9 voidaan tehdä hyvin pieniksi. Vielä eräs vaihtoehto vaahtobeto-nille on lämpöä eristävä rakeinen aine, kuten esim. perliit-ti taikka paisuva rakeistettu masuunikuona, aineet, jotka eivät kovetu vaan pysyvät paikallaan kuoren 3 avulla, joka näinollen kiinnitetään asemaansa kannakkeisiin 5 nähden, esim. niin että nämä muotoillaan kuoren 3 sivuseiniä tukemaan. Koska eri täytteillä 6 on erilaiset lujuusominaisuudet voidaan niiden avulla valita kaukolämpökanavalle eri kestävyydet maapainetta vastaan. Kaukolämpökanavaa vedettäessä raskaasti liikennöityjen teiden ja katujen alla pidetään kovettuvaa vaahtobetonia suositeltavampana.Instead of foamed concrete, a curable foam, e.g. polyurethane, can be used as the filling 6, whereby the openings 9 can be made very small. Another alternative to foam concrete is a heat-insulating granular material, such as perlite or swell granulated blast furnace slag, materials which do not harden but remain in place by means of a shell 3, which is thus fixed in position relative to the supports 5, e.g. 3 side walls to support. Since the different infills 6 have different strength properties, they can be used to select different resistances against the ground pressure for the district heating channel. When drawing a district heating duct under heavily trafficked roads and streets, curable foam concrete is preferred.

Claims

74097

A non-combustible, steam and waterproof district heat transfer device (Figures 1 and 2) having at least one tubular structure (4) in its longitudinal direction, supported throughout by brackets (5), characterized by a base (1) at the bottom of the duct trench (2) a shell (3) made of sheet steel, open towards the bottom (1), the lower edges of which are provided with flanges (8) directed outwards from the channel and the upper side of which is provided with closable openings (9), and that the shell (3) is filled non-combustible, vapor- and water-tight closed-cell foam concrete made of cement, water and a two-component foam former, which, after curing, reaches a modulus of elasticity of at least 500 MPa, a slip factor of at least 3

250 MPa, compressive strength 0.3-3 MPa, density 200-600 kg / m 2 and heat transfer coefficient 0.06 - 0.10 W / m * K.

Method for constructing a district heat transfer device according to claim 1, characterized in that the brackets (5) are placed on the bottom (1) of the trench (2), the tubular structures (4) are placed in grooves on the brackets, the shell (3) is lowered on the bottom of the trench (2) (1) so as to enclose the tubular structures (4) on the brackets (5), after which the channel trench is filled with filler on both sides of the shell (3), after which the foam concrete is placed in the shell through the openings (9). i>