NL1013331C2

NL1013331C2 - Pavement construction with heat exchanger.

Info

Publication number: NL1013331C2
Application number: NL1013331A
Authority: NL
Inventors: Petrus Cornelis Hopman
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-04-19
Also published as: WO2001029321A1; AU1310601A

Description

Plaveiselconstructie met warmtewisselaarPavement construction with heat exchanger

De uitvinding betreft een plaveiselconstructie, bijvoorbeeld voor een weg, parkeerplaats en dergelijke, omvattende tenminste een funderingslaag waarop zich 5 tenminste een oppervlaktelaag uit asfaltbeton bevindt, alsmede warmtewisselingsmiddelen die een medium voeren voor het verwarmen of koelen van die tenminste ene oppervlaktelaag.The invention relates to a paving construction, for instance for a road, parking space and the like, comprising at least a foundation layer on which there is at least one surface layer of asphalt concrete, and heat exchange means which carry a medium for heating or cooling said at least one surface layer.

Een dergelijke plaveiselconstructie is bekend uit het artikel "Energie ligt op straat", De Ingenieur, No. 13, pag. 28-31,26 augustus 1998. Bij deze bekende 10 plaveiselconstructies zijn in het dichte asfaltbeton leidingbuizen opgenomen, waar doorheen water wordt gepompt voor het winnen van warmte. Daarnaast kan men het water gebruiken voor het koelen of verwarmen van de verschillende lagen. In de zomer blijft daardoor de schade aan het wegdek beperkt: er treedt minder spoorvorming op in het warme, en daardoor minder stabiele asfaltbeton. Het andere voordeel is dat in de 15 winter gladheidbestrijding kan plaatsvinden door warmte toe te voeren aan de plaveiselconstructie.Such a pavement construction is known from the article "Energy is on the street", De Ingenieur, No. 13, p. August 28-31, 26, 1998. In these known pavement constructions, conduit pipes are incorporated in the dense asphalt concrete, through which water is pumped for heat recovery. In addition, one can use the water for cooling or heating the different layers. In summer, the damage to the road surface is therefore limited: less rutting occurs in the warm, and therefore less stable, asphalt concrete. The other advantage is that in the winter, anti-slipperiness can take place by applying heat to the paving construction.

Deze bekende plaveiselconstructie heeft verschillende nadelen. Allereerst vormen de leidingbuizen een verstoring van het homogene karakter van de constructie. In de praktijk komt dat neer op een verzwakking die vooral ernstig is bij zware 20 belastingen zoals die voorkomen bij wegdekconstructies. Bovendien moet de aanleg met de nodige zorgvuldigheid door extra geschoold personeel geschieden, daar anders de werking van de warmtewisselingsmiddelen door beschadigingen en dergelijke verloren gaat. In dat verband is het ook minder gunstig dat de leidingbuizen bij het aanleggen van de constructie worden blootgesteld aan het hete dekasfalt.This known paving construction has several drawbacks. First of all, the conduit pipes disturb the homogeneous nature of the construction. In practice, this amounts to a weakening that is especially serious with heavy loads such as those that occur with road surface constructions. In addition, the construction must be carried out with the necessary care by extra trained personnel, otherwise the functioning of the heat exchange means will be lost due to damage and the like. In that respect it is also less favorable that the conduit pipes are exposed to the hot deck asphalt when the construction is being laid.

25 Doel van de uitvinding is een plaveiselconstructie te verschaffen die deze nadelen mist. Dat doel wordt bereikt doordat de warmtewisselingsmiddelen tenminste een laag open asfaltbeton omvatten, welke laag open asfaltbeton aan de bovenzijde en de onderzijde is begrensd door fluïdumdichte lagen die een door de open ruimte in de ten minste ene laag asfaltbeton bepaald reservoir insluiten waarin zich het medium 30 bevindt.The object of the invention is to provide a paving construction which does not have these disadvantages. This object is achieved in that the heat exchange means comprise at least a layer of open asphalt concrete, which layer of open asphalt concrete is bounded at the top and the bottom by fluid-tight layers which enclose a reservoir defined by the open space in the at least one layer of asphalt concrete, in which the medium 30 located.

Bij de plaveiselconstructie volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van de reeds in het open asfaltbeton aanwezige reservoirruimte, om het medium te geleiden. Het oorspronkelijk dragende skelet van het open asfaltbeton blijft derhalve geheel 1013331 2 intact, zodat geen verzwakking van de plaveiselconstructie zal optreden. Bovendien is het aanleggen van deze plaveiselconstructie eenvoudig, aangezien grotendeels met . standaardmateriaal en standaardtechnieken kan worden gewerkt.In the paving construction according to the invention, use is made of the reservoir space already present in the open asphalt concrete to guide the medium. The original supporting skeleton of the open asphalt concrete therefore remains completely intact, so that no weakening of the paving construction will occur. In addition, the construction of this paving construction is easy, as largely with. standard equipment and techniques can be worked.

Een verder voordeel is dat de afstand tussen het vrije oppervlak van de 5 plaveiselconstructie, en het reservoir vrij beperkt blijft, waardoor een betere warmtewisseling wordt verkregen. Bij toepassing van de bekende leidingbuizen moet, om verzwakking van de toplaag te voorkomen, een vrij grote afstand van die leidingbuizen tot het oppervlak worden gekozen.A further advantage is that the distance between the free surface of the paving structure and the reservoir remains fairly limited, so that a better heat exchange is obtained. When using the known conduit pipes, a relatively large distance from those conduit pipes to the surface must be chosen to prevent weakening of the top layer.

De warmtewisseling wordt bovendien gunstig beïnvloed door het zeer grote 10 contactoppervlak dat geboden wordt door de skeletconstructie van dat open asfalt beton.The heat exchange is moreover favorably influenced by the very large contact surface provided by the skeletal construction of that open asphalt concrete.

Het reservoir is aan zijn omtrek begrensd door afsluitmiddelen, welke tenminste een toevoer en een afVoer bezitten voor het medium; dit reservoir omvat tenminste een laag (zeer) open asfalt beton, bij voorkeur zeer open asfaltbeton.The reservoir is bounded at its periphery by closing means, which have at least one inlet and one outlet for the medium; this reservoir comprises at least a layer of (very) open asphalt concrete, preferably very open asphalt concrete.

15 Het reservoir kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Als voorbeeld wordt genoemd een reservoir dat tenminste een laag zeer open asfalt beton 4/16 of 4/22 omvat. Asfaltbeton 4/16 heeft een samenstelling met steenachtige materiaal dat een gemiddelde diameter heeft variërend tussen 4 en 16 millimeter. Verder kan dit reservoir een tweede laag zeer open asfalt beton 2/6 omvatten die zich bevindt op de laag zeer 20 open asfalt beton van de samenstelling 4/16 of 4/22, terwijl het reservoir tevens is bedekt door een laag super mastiek asfalt (SMA) of dicht asfalt beton (DAB).The reservoir can be designed in various ways. An example is mentioned as a reservoir which comprises at least a layer of very open asphalt concrete 4/16 or 4/22. Asphalt concrete 4/16 has a composition with a stony material that has an average diameter ranging between 4 and 16 millimeters. Furthermore, this reservoir can comprise a second layer of very open asphalt concrete 2/6 which is located on the layer of very open asphalt concrete of the composition 4/16 or 4/22, while the reservoir is also covered by a layer of super mastic asphalt ( SMA) or dense asphalt concrete (DAB).

Aan de omtrek kan het reservoir aan de omtrek vloeistofdicht zijn afgesloten door middel van bitumen, gietasfalt of dicht asfalt beton.On the periphery, the reservoir can be liquid-tightly closed on the periphery by means of bitumen, poured asphalt or dense asphalt concrete.

Tenslotte kan de plaveiselconstructie aan de bovenzijde een laag zeer open asfalt 25 beton omvatten. Deze laag staat echter niet in verbinding met het reservoir, en vormt derhalve een normale, hemelwater afvoerende toplaag.Finally, the paving construction at the top can comprise a layer of very open asphalt concrete. However, this layer is not in communication with the reservoir, and therefore forms a normal rainwater-draining top layer.

Zoals reeds genoemd kan de aan de plaveiselconstructie onttrokken warmte nuttig worden gebruikt, bijvoorbeeld voor verwarmingsdoeleinden in huizen en dergelijke.As already mentioned, the heat extracted from the paving construction can be usefully used, for example for heating purposes in houses and the like.

30 Verder kan het reservoir door middel van tenminste een toevoerleiding en een afvoerleiding aangesloten zijn op een warmte-accumulator, zoals een aardlaag. Bij voorkeur is in dat geval het reservoir via een warmtewisselaar aangesloten op de warmte-accumulator.Furthermore, the reservoir can be connected to a heat accumulator, such as an earth layer, by means of at least one supply line and a discharge line. In that case the reservoir is preferably connected to the heat accumulator via a heat exchanger.

1013331 31013331 3

Eventueel in het reservoir aanwezige of binnendringende verontreinigingen kunnen dan niet in het milieu terechtkomen.Any contaminants present or penetrating into the reservoir cannot then be released into the environment.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht onder verwijzing naar een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures.

5 Figuur 1 toont een principeschets van de plaveiselconstructie volgens de uitvinding.Figure 1 shows a principle sketch of the paving construction according to the invention.

Figuur 2 toont een aanzicht in perspectief.Figure 2 shows a perspective view.

Figuur 3 toont een detail.Figure 3 shows a detail.

De in figuur 1 weergegeven plaveiselconstructie 1 omvat een funderingslaag 2, 10 waarop zich een tweetal lagen 3,4 zeer open asfalt beton bevindt. Bovenop dit pakket lagen 3,4 zeer open asfalt beton bevindt zich een laag vloeistofdichte asfalt beton 5.The paving construction 1 shown in figure 1 comprises a foundation layer 2, 10 on which two layers 3,4 of very open asphalt concrete are located. On top of this package 3,4 very open asphalt concrete layers is a layer of liquid-tight asphalt concrete 5.

De lagen zeer open asfalt beton 3,4 zijn afgesloten door fundatie 2 en de deklaag 5, alsmede door de afsluitranden 7, 8. In deze afsluitingen 7,8 zijn een toevoer respectievelijk afvoer 10 voorzien, door middel waarvan een warmte transporterend 15 medium zoals water in het reservoir 6 zoals bepaald in de ruimten van de lagen zeer open asfalt beton 3,4, gebracht kan worden.The layers of very open asphalt concrete 3,4 are closed by foundation 2 and the covering layer 5, as well as by the closing edges 7, 8. In these closures 7,8, a supply or discharge 10 is provided, by means of which a heat-transporting medium such as water can be introduced into the reservoir 6 as determined in the spaces of the layers of very open asphalt concrete 3,4.

Bij verwarming van de deklaag 5 door middel van bijvoorbeeld zonnestraling 11, wordt het zich in het reservoir 6 bevindende water verwarmd. Via de afvoer 10 kan vervolgens, bijvoorbeeld door middel van een pomp 12, het warme water naar een 20 warmtewisselaar 13 worden gevoerd. Via retourleiding 14 kan het afgekoelde water toegevoerd worden aan de toevoer 9, waarna opnieuw verwarming van het water kan plaatsvinden.When the cover layer 5 is heated by means of, for example, solar radiation 11, the water contained in the reservoir 6 is heated. The hot water can then be fed to a heat exchanger 13 via the drain 10, for example by means of a pump 12. The cooled water can be supplied to the supply 9 via return pipe 14, after which the water can be heated again.

Door middel van de warmtewisselaar 13 kan het water bijvoorbeeld toegepast worden voor de verwarming van huizen, andere gebouwen en dergelijke. Ook kan door 25 middel van de warmtewisselaar 13 een warmte-accumulator worden gevoed, bijvoorbeeld een daartoe geschikte aardlaag.By means of the heat exchanger 13, the water can for instance be used for heating houses, other buildings and the like. A heat accumulator can also be fed by means of the heat exchanger 13, for instance a suitable earth layer.

Bij koeling van deklaag 5 is het warmtetransport tegengesteld aan die in het geval van verwarming van deze deklaag.When the cover layer 5 is cooled, the heat transport is opposite to that in the case of heating this cover layer.

In de perspectivische weergave van figuur 2 is te zien dat het reservoir is 30 ingesloten tussen de lagen 2, 5, en de afdichtingen 7,8,15. Hierbij kan de toplaag van de fundatielaag 2 een vloeistofdichte laag omvatten, zoals een laag super mastiek asfalt (SMA) of een tussenlaag, zoals een membraan, die optredende spanningsverschillen absorbeert, een zogenaamde “stress absorbing membrane interlayer” (SAMI). Het is 101333 1 4 ook mogelijk, bijvoorbeeld in het geval van een wegdek op een brugconstructie, dat fundatielaag 2 alleen uit een vloeistofdichte laag bestaat, die op een betonnen of stalen brugconstructie is aangebracht.The perspective view of Figure 2 shows that the reservoir is enclosed between layers 2, 5 and seals 7,8,15. The top layer of the foundation layer 2 can herein comprise a liquid-tight layer, such as a layer of super mastic asphalt (SMA) or an intermediate layer, such as a membrane, which absorbs occurring voltage differences, a so-called "stress absorbing membrane interlayer" (SAMI). It is also possible, for example in the case of a road surface on a bridge construction, that foundation layer 2 consists only of a liquid-tight layer, which is applied on a concrete or steel bridge construction.

Het detail van figuur 3 laat zien dat bijvoorbeeld de toevoer 9 zich uitstrekt tot in 5 het reservoir 6 via de afdichting 7. Door middel van de massa 17 kan een goede afdichting worden verzekerd.The detail of figure 3 shows that, for example, the feed 9 extends into the reservoir 6 via the seal 7. A good seal can be ensured by means of the mass 17.

Het in het reservoir 6 reikende eind 18 van de toevoerbuis 9 kan bijvoorbeeld zijn voorzien van gaatjes 19, en ook eventueel van dwarsbuizen 20 met eventuele gaatjes 19 voor het gelijkmatig verdelen van het water over het reservoir 6.The end 18 of the supply pipe 9 reaching into the reservoir 6 can for instance be provided with holes 19, and optionally also with cross tubes 20 with any holes 19 for evenly distributing the water over the reservoir 6.

10 Afvoerbuis 10 kan op dezelfde wijze als toevoerbuis 9 zijn uitgevoerd, betreffende het gedeelte dat zich in reservoir 6 bevindt.Drain pipe 10 can be designed in the same way as supply pipe 9, with regard to the part that is located in reservoir 6.

Indien toevoerbuis 9 of afvoerbuis 10 in het reservoir 6 voorzien is van een dwarsbuis 20 zijn deze buizen goed verankerd in het reservoir, waardoor zij niet gemakkelijk uit het reservoir 6 getrokken kunnen worden. Dit laatste is vooral van 15 belang bij het aanbrengen van het warme asfalt, dat op dat moment zeer plastisch is.If supply pipe 9 or discharge pipe 10 in reservoir 6 is provided with a cross tube 20, these pipes are well anchored in the reservoir, so that they cannot be easily pulled out of reservoir 6. The latter is especially important when applying the warm asphalt, which is very plastic at that time.

10133311013331

Claims

Paving construction (1), for example for a road, parking space and the like, comprising at least a foundation layer (2) on which there is at least a surface layer (5) of concrete, such as asphalt concrete, as well as heat exchange means (6) carrying a medium for heating or cooling at least one surface layer (5), characterized in that the heat exchange means (6) comprise at least one layer (3,4) of open asphalt, which top layer comprises at least one layer (3,4) of open asphalt concrete and the underside is bounded by fluid-tight layers (2,5) which enclose a reservoir (6) defined by the open spaces in the at least one layer of asphalt concrete (3,4) in which the medium is located.

Construction according to claim 1, wherein the reservoir (6) is circumference bounded by closing means (7, 8,15 which have at least one inlet (9) and one outlet (10) for the medium.

Construction according to claim 2, wherein the reservoir (6) comprises at least one layer (3,4) of open asphalt concrete. 20

Construction according to claim 3, wherein the reservoir comprises at least one layer (3, 4. open asphalt concrete 4/16 or 4/22.

Construction according to claim 4, wherein the reservoir comprises a second layer (3) of very open asphalt concrete 2/6 which is located on the first layer (4) of open asphalt concrete 4/16 or 4/22.

Construction according to any one of claims 3 to 5, wherein the asphalt concrete is a very open asphalt concrete. 30

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the reservoir is covered by a layer of super mastic asphalt (SMA) or dense asphalt concrete (DAB) (5). 1013331

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the foundation layer (2) comprises standard asphalt concrete (STAB).

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the reservoir (6) is circumferentially closed (7, 8, 15) by means of bitumen, poured asphalt or solid asphalt concrete.

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the top layer (5) at the top comprises very open asphalt concrete. 10

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the reservoir (6) is connected to a heat accumulator, such as an earth layer, by means of at least one supply pipe (9) and a discharge pipe (10).

Construction according to claim 11, wherein the reservoir (6) is connected to the heat accumulator via a heat exchanger (13).

Construction according to any one of the preceding claims, wherein a plurality of interconnected reservoirs (6) are provided, which are connected in series. 20

Construction according to any one of claims 1-12, wherein a plurality of reservoirs (6) are provided which are connected in parallel.

Construction according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the layers comprises metal fibers, such as steel fibers.

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the part of the supply pipe (9) and / or the discharge pipe (10) which is located in the reservoir (6) is provided with holes smaller than the internal diameter of the pipe concerned. 30

Construction according to any one of the preceding claims, wherein the part of the supply pipe (9) and / or the discharge pipe (10), which is located in the reservoir (6), is provided with at least one transverse pipe (20). 1013331