NL8006636A - Uit een buigzame of stijve kunststof bestaande buis voor het transport van een warmtedrager. - Google Patents

Description

^ > <r A

Uit een, buigzame of stijve kunststof bestaande buis voor het transport van een warmtedrager.

De uitvinding betreft een uit een buigzame of stijve kunststof bestaande buis voor het transport van een warmtedrager. Bij deze warmtedrager gaat het om een vloeibaar verwarmings- of koelmiddel, in het algemeen water.

5 Vloerverwarmingen, ook vlakverwarmingen genoemd omvatten een in de vloer gelegde en daarin bevestigde buis voor het transport van de warmtedrager. Daarbij zijn de buizen volgens een bepaald patroon of schema met evenwijdig aan elkaar liggende, rechte stukken, met bochtstukken en dergelijke in de vloer gelegd 10 en op de toe- en afvoerleiding van een centrale verwarmingsinstallatie aangesloten. Daarbij moet de buis aan mechanische en thermische eisen voldoen. De mechanische eisen beogen in het algemeen een voldoende sterkte van de buis. De sterkte neemt toe met de wanddikte. De thermische eisen daarentegen beogen een hoog warmtegeleidingsvermogen.

15 Het warmtegeleidingsvermogen van de buis daalt echter bij toenemende wanddikte. Een hoog warmtegeleidingsvermogen wordt echter beoogd, opdat de verliezen bij de overdracht van warmte verkleind worden en dit het verlagen van de voorlooptemperaturen toelaat. Bij de constructie van de verwarmingsbuizen probeert men daarom, een compromis 20 tussen deze wat betreft hun gevolgen elkaar tegenwerkende eisen te vinden.

In de stand van de techniek past men in hoofdzaak buizen met een cirkelronde dwarsdoorsnede toe. Deze buizen kunnen probleemloos worden vervaardigd en ook betrekkelijk eenvoudig 25 worden gelegd. De diameter en de wanddikte worden veranderd. Tegen het op ideale wijze voldoen aan de beide voorwaarden spreekt echter het feit, dat een cirkel die meetkundige figuur is, die bij het grootste oppervlak de kleinste omtrek heeft. Het oppervlak van de buis en daarmee zijn warmtegeleidingsvermogen respectievelijk de 30 grootte van de warmteoverdracht aan de de buis omgevende vloer zijn daarmee beperkt.

Maakt men om welke reden dan ook de diameter 8006636 • V ' w , 2 van de buis groter, dan moet gelijktijdig de constructiehoogte van de vloer worden vergroot. Dit is nodig, opdat de vloer zijn statische belastbaarheid behoudt. Bij een hogere of dikkere vloer moet echter ook meer vloermassa worden verwarmd. Dit betekent een warmteverlies 5 omdat niet de verwarming van de vloer, maar van de zich boven deze vloer bevindende ruimte wordt beoogd.

Bij een grotere diameter van de buis moet ook de wanddikte daarvan worden vergroot. Anders zou diens statische sterkte verminderen. Bij een grotere wanddikte tracht men ook het in de 10 bochten optredende, gevreesde ovaal worden van de buis tegen te werken. Kunststof nu heeft een betrekkelijk laag warmtegeleidingsvermogen.

Bij een vergroting van de wanddikte daalt het warmtegeleidingsvermogen nog verder. De pogingen, de voorlooptemperatuur lager te maken, blijven daarmee bijna vruchte-loos.

15 Ook buizen met een ovale dwarsdoorsnede zijn bekend. Bij hetzelfde dwarsdoorsnedeoppervlak heeft een buis met een ovale dwarsdoorsnede een groter oppervlak dan een buis met een ronde dwarsdoorsnede. Een buis met een ovale dwarsdoorsnede vereist echter een grotere vloerdikte en/of een grotere wanddikte, om de noodzakelijke 20 sterkte te bereiken. Daarmee wordt het uit het grotere oppervlak voortvloeiende hogere warmtegeleidingsvermogen bijna weer teniet gedaan. Als ongunstige factor komt daar nog bij, dat een buis met een ovale dwarsdoorsnede moeilijk kan worden gelegd. In de bochten bestaat verder het gevaar van dwarsdoorsnedevernauwingen. Ook de appendages 25 zijn moeilijk aansluitbaar en dicht te houden.

Samenvattend kan worden vastgesteld, dat de vergroting van de diameter en de wanddikte, zoals ook een ovale dwarsdoorsnede-vorm alleen voordelen met zich meebrengen, waarbij nadelen op de koop toe moeten worden genomen. Het verbruik aan materiaal 30 en loon is echter hoog en wordt niet door thermische voordelen gecompenseerd.

Uitgaande van deze stand van de techniek heeft de uitvinding ten doel, een buis voor het transport van een warmte-drager te verschaffen, die een groter oppervlak bezit, zonder dat 35 daardoor zijn statische sterkte vermindert of andere bovengenoemde 8006636 \ 3 nadelen optreden. Dit doel wordt bereikt, doordat volgens de uitvinding de buis aan zijn omfcrek is voorzien van in langsrichting verlopende radiale uitdiepingen. Met deze uitdiepingen kan het oppervlak 20 tot 30% worden vergroot. Bij een groter buisoppervlak stijgt de warmte-afgifte.

5 Daarmee dalen de energieverliezen. Ook de voorlooptemperaturen kunnen lager worden.

Als verdere gunstige factor komt daar nog bij dat ook de kemwanddikte respectievelijk de wanddikte van de buis op zijn dims te plaats tot onder de wanddikte van een buis met een ronde 10 dwarsdoorsnede kan worden verkleind. De sterkte van zijn buis aan zijn tussen de radiale uitdiepingen liggende plaatsen is voldoende, om de totale sterkte van de buis ook bij een lage kemwanddikte op een hoge waarde te houden. Er ontstaat een zogenoemd ondersteunend effect Drukproeven aan volgens de uitvinding uitgevoerde buizen hebben 15 ten opzichte van buizen met een cirkelronde dwarsdoorsnede geen merkbaar andere waarden opgeleverd.

Ook bij de vervaardiging van de buis volgens de uitvinding treden voordelen op. Bij zijn extrusie stellen zich als gevolg van het grotere oppervlak in de calibreerinstallaties betere 20 thermische verhoudingen in. Dit leidt tot een grotere maatnauwkeurig-heid. De toleranties kunnen kleiner worden gehouden. Daarmee kan materiaal worden uitgespaard.

Ook bij het leggen kan de buis volgens de uitvinding beter worden gehanteerd dan de bekende buizen met een 25 ronde dwarsdoorsnede. In de hoogten in het legpatroon treden zo goed als geen dwarsdoorsnedevemauwingen op. Dit betekent een relatieve warmtewinst.

In het bijzonder bij het leggen van de buis volgens de uitvinding in estrik heeft de buis voordelige eigenschappen.

30 Dankzij het grotere buisoppervlak worden de binding en de hechting tussen de buis en de estrik beter. Dankzij de volgens de uitvinding toegepaste uitdiepingen respectievelijk de profilering volgens de uitvinding treedt ook een vormsluitende verbinding tussen de buis en de estrik op. De estrik drukt zich in de volgens de uitvinding 35 8006636 4 aangabrachte uitdiepingen. Tussen de estrik en de buis treedt vast-haking op. Als gevolg van de verschillende warmte-uitzettingscoëfficien-ten van kunststof en estrik heeft dit een bijzondere waarde. Bij de volgens de stand vande techniek gelegde buizen met een cirkelronde 5dwarsdoorsnede komt het bij niet-vakkundige vervaardiging vein de estrik als gevolg van de verschillende warmte-uitzettingscoëfficienten tot geringe bewegingen tussen de estrik en de buis. Deze zich voortdurend herhalende onderlinge bewegingen tussen de estrik en de buis zouden tot slijtage van de buis kunnen leiden. Dankzij dé volgens de 10 uitvinding mogelijke vormsluitende verbinding tussen de buis en de estrik worden dergelijke relatieve bewegingen uitgeschakeld.

Voor de fixering in hun gewenste ligging in de vloer worden de buizen in beugels of zogenoemde clips gelegd. Deze beugels bestaan uit zwak verend materiaal. Zij zijn voorzien van 15 insijdingen, waarin de buizen worden geschoven. Voor de fixering van de bekende buizen met een ronde dwarsdoorsnede zijn de beugels voorzien van uitstekende en terugspringende delen. In deze terugspringende delen worden de buizen naar binnen gedrukt. Als gevolg van de elastiditeit van het materiaal van de beugel en de buis treedt bij het inleggen 20 in de beugels een zeker snapeffect op. Daarmee worden de buizen veilig vastgehouden. De volgens de uitvinding aangebrachte uitdiepingen vormen nu zelf inspringende delen, waarin een beugel met uitsteeksels inspringt. Daarmee kunnen de beugels voor het fixeren van de buizen volgens de uitvinding zonder inspringende delen worden vervaardigd.

25 Daarmee wordt het leggen respectievelijk fixeren van de buizen volgens de uitvinding vereenvoudigd en goedkoper gemaakt.

Buizen met een cirkelronde dwarsdoorsnede neigen ertoe, de vorm van een rol, die zij bij het opwikkelen op een haspel of een trommel krijgen, ook na het afwikkelen te behouden.

30 Bij het leggen van buizen met een ronde dwarsdoorsnede leidt dit tot een ineendraaiïng of twist, die het leggen in de gewenste ligging bemoeilijkt. De volgens de uitvinding geprofileerde buizen hebben deze twist niet en kunnen gelijkvormiger en aanzienlijk nauwkeuriger worden gelegd.

35 Samenvattend kan worden vastgesteld, dat de 8006636 5 vervaardiging van een buis volgens de uitvinding slechts de eenmalige aanschaf van een duur extrusiewerktuig vereist, en dat anders bij de vervaardiging, bij het leggen en bij het bedrijf uitsluitend voordelen worden behaald.

5 De uitdiepingen volgens de uitvinding kunnen in praktisch elke vorm worden uitgevoerd. Het is doelmatig gebleken, dat de uitdiepingen in omtreksrichting op gelijke onderlinge afstand aangebrachte troggen zijn. Daarbij kunnen de troggen cirkelboogdelen zijn of een ovale of elke andere bruikbare meetkundige dwarsdoorsnede 10 bezitten. De troggen moeten in elk geval een dwarsdoorsnede bezitten, waarbij niet onder een scherpe hoek in het materiaal wordt ingesneden. Daarmee worden kerfspanningen vermeden.

Boven werd opgemerkt, dat de uitdiepingen bij een doelmatige uitvoeringsvorm - in omtreksrichting van de buis 15 gezien - een gelijkmatige onderlinge afstand hebben. Bij deze uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur, dat tussen de uitdiepingen aan de uitdiepingen complementaire, naar buiten convexe gewelfde ribben zijn aangebracht. Bij deze uitvoeringsvorm kan de omtrek van de buis als een golflijn uit gelijkvormig op elkaar volgende 20 golfbergen en golfdalen worden beschreven.

Daarbij verdient het de voorkeur bij de vormgeving van deze golfbergen en golfdalen erop te letten, dat buisappendages, bijvoorbeeld op de omtrek aan te brengen spanringen, zich aan het profiel van de buis volgens de uitvinding kunnen aanpassen. 25 Daarmee wordt de functie van de spanring gewaarborgd en de dichtheid van de appendage aan de ronde binnenomtrek van de buis gewaarborgd.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening met een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.

Pig. 1 is een perspectivisch aanzicht van 30 een stuk van een volgens de uitvinding uitgevoerde buis en fig. 2 is een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.

De tekening toont een buis 12 met een ronde binnenwand 14 en een geprofileerde buitenwand 16. Deze buitenwand 35 bestaat uit op elkaar volgende uitdiepingen of troggen 18 en gewelfde 8006636 6 ribben 20. Deze verlopen op het buisoppervlak evenwijdig aan diens langsrichting en gaan langs rechte lijnen 22 geleidelijk in elkaar over. Bij het getekende voorbeeld hebben zowel de troggen 18 als de gewelfde ribben 20 de vorm van cirkelboogdelen. Zoals boven reeds 5 is opgemerkt, kunnen zij echter ook een ovale of een andere meetkundige dwarsdoorsnede hebben.

Een volgens de uitvinding uitgevoerde buis wordt door zijn binnendiameter a, zijn kleinste buitendiameter b en zijn grootste buitendiameter c bepaald. Zoals boven reeds is 10 opgemerkt, geldt hier, dat de kernwanddikte respectievelijk (b-a):2, onder de wanddikte van buizen met een ronde dwarsdoorsnede kan liggen, zonder dat daardoor de druksterkte lijdt.

Een blik op de figuren 1 en 2 en eenvoudige berekeningen leren, dat de som van de oppervlakken van de troggen. 18 15 en van de gewelfde ribben 20 groter is dan het oppervlak van een buis, dat een cirkelronde buitenomtrek met de buitendiameter c bezit.

Binnen de uitvinding kunnen de stralen van de troggen 18 respectievelijk de gewelfde ribben 20 binnen een breed traject schommelen. In het algemeen zal deze straal kleiner zijn dan 50% van het verschil c-a.

20 De buis volgens de uitvinding werd met betrekking tot een vloerverwarming beschreven. Hetzelfde geldt voor de toepassing van de buis volgens de uitvinding in een wand- of muur-verwarming, in een installatie voor het opnemen van warmte uit het milieu of ook in inrichtingen, waarin in plaats van warm water 25 een koelmiddel door de buis stroomt.

30 8006636

Claims (6)

1. Uit een buigzame of stijve kunststof bestaande buis voor het transport van een warmtedrager (verwarmings- of koel-middel), met het kenmerk, dat de buis aan zijn omtrek (16) is voorzien van in langsrichting verlopende radiale uitdiepingen.

2. Buis volgens conclusie 1, roet het kenmerk,, dat de uitdiepingen in omtreksrichting op gelijke onderlinge afstand aangebrachte troggen (18) zijn.

3. Buis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk/ dat de troggen (18) zijn gevormd uit cirkelboog-10 delen.

4. Buis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de troggen (18) een ovale dwarsdoorsnede bezitten.

5. Buis volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat tussen de troggen (18) aan de troggen complemen- 15 taire, naar buiten convexe gewelfde ribben (20) zijn aangebracht.

6. Uit een buigzame of stijve kunststof bestaancfe'buis voor het transport van een warmtedrager, in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 20 8006636