DE6903113U

DE6903113U - PREFABRICATED PIPE FOR LARGE AREA HEATING

Info

Publication number: DE6903113U
Application number: DE6903113U
Authority: DE
Inventors: Hermann Lohoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-28
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1969-11-27

Description

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Hermann Lohoff 4630 Bochum, Wasserstraße 424Hermann Lohoff 4630 Bochum, Wasserstraße 424

"Vorgefertigter Rohrstrang für eine Großflächenheizung""Prefabricated pipe string for large area heating"

Die Neuerung betrifft einen vorgefertigten Rohrstrang für eine Großflächenheizung, insbesondere Fußboden-, Wand- und Deckenheizung, der aus einem in der zu beheizenden Baukörperschicht unterzubringenden Vorlauf- und Rücklaufstrang besteht, deren Durchflußkanäle vorzugsweise von einem Warmwassersatz zu durchströmen sind·The innovation relates to a prefabricated pipe run for large area heating, in particular underfloor, Wall and ceiling heating consisting of a flow and There is a return line, the flow channels of which are preferably to be flowed through by a hot water set

Es sind Rohrstränge obiger Art für Fußbodenheizungen bekannt, die aus mehreren in bestimmten Abständen zu einer Rohrharfe bzw· zu einer Rohrschlange zusammengesetzten Rohren bestehen. Diese Rohre werden in eine unter dem Fußbodenbelag befindliche Estrichschicht verlegt, wobei zwischen letzterer und dem tragenden Betonuntergrund gewöhnlich noch eine aus Pappe oder Aluminium-Folie bestehende Dampfdiffusionssperrschicht sowie eine weitere Schicht aus Kunststoff, Mineralwolle oder Asche zur Trittschall- und Wärmeisolation angeordnet sind. Zur Beheizung wird in den Vorlaufstrang beispielsweise einer Rohrschlange aus einem Ö4- oder koksgefeuerten Kessel warmes Wasser von relativ hoher Vorlauftemperatür geschickt, das sich beim Durchlauf des VorlaufsOranges und des darin kontinuierlich übergehenden Rücklaufstranges unter Wärmeabgabe an die Estrichschicht abkühlt und mit entsprechend geringerer Rücklauftemperatur den Rücklaufstrang der Rohrschlange wieder verläßt. Derartige Rohrstränge haben jedoch den Nachteil, daß sie infolge der relativ hohen, jedoch zur Abgabe der notwendigen Wärmemenge erforderlichen Temperaturdifferenz zwischen ihres kontinuierlich ineinander übergehenden Vorlauf- und Rücklaufteiles in der Estrichschicht ein Wärmefeld von recht unterschiedlichem Temperaturniveau aufbauen, was einerseitsThere are pipe strings of the above type for underfloor heating known, which consist of several pipes assembled at certain intervals to form a pipe harp or a pipe coil. These tubes are in a sub The screed layer located on the floor covering is laid, with a vapor diffusion barrier layer made of cardboard or aluminum foil and a vapor diffusion barrier between the latter and the load-bearing concrete substrate another layer of plastic, mineral wool or ash for impact sound and heat insulation are arranged. To the A pipe coil from an oil or coke-fired boiler, for example, is heated in the flow line warm water with a relatively high flow temperature is sent, which is under the passage of the flow orange and the continuously merging return line Heat dissipation to the screed layer cools down and the return line with a correspondingly lower return temperature the pipe coil leaves again. However, such pipelines have the disadvantage that they are due to the relatively high temperature difference between their continuously merging flow and return parts in the screed layer, which is necessary to give off the necessary amount of heat, build up a heat field of quite different temperature levels, which on the one hand

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den Behaglichkeitsgrad der sich über einer solchen Fußbodenheizung aufhaltenden Personen stark beeinträchtigt und andererseits nicht unerhebliche Wärmespannungen in der betreffenden Baukörperschicht bewirkt. Besonders der schlechte Behaglichkeitsgrad hat dazu geführt, daß derartige Rohrstränge zur Beheizung von Baukörperschichten bislang in nur recht bescheidenem Umfang benutzt werden.the degree of comfort of such underfloor heating residing people severely impaired and on the other hand not inconsiderable thermal stresses in the affected building structure causes. Especially the one poor degree of comfort has led to the fact that such pipe runs for heating layers of building structures so far can only be used to a modest extent.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rohrstrang der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist, vielmehr mit einfachen und kostensparenden baulichen Mitteln das Heizmedium, vorzugsweise Wasser, so führt, daß dadurch in der Baukörperschicht ein Temperatür feld von nahezu gleichem Niveau aufgebaut wird und somit eine über die gesamte äußere Fläche dieser Baukörperschicht gleichmäßige Wärmeabgabe gewährleistet ist.The innovation is therefore based on the task of creating a pipe string of the type mentioned above, which does not have the aforementioned disadvantages, but rather the heating medium with simple and cost-saving structural means, preferably water, so that it results in a temperature field of almost the same in the building structure layer Level is built up and thus a uniform heat emission over the entire outer surface of this building structure layer is guaranteed.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchflußkanäle des Vor- und Rücklaufstranges unmittelbar nebeneinander liegen und einen Gegenstromwärmeaustauscher bilden. Auf diese Weise entsteht durch die unmittelbare, hautenge Nähe der Durchflußkanäle des Vor- und Rücklaufstranges zwischen ihnen ein Wärmeaustausch im Gegenstrom, wobei einerseits stets der heißeste Teil des Vorlaufstranges unmittelbar neben dem kältesten Teil des Rücklaufstranges liegt und andererseits die in ihrem Temperaturen nur gering voneinander abweichenden Teile ebenfalls nebeneinander angeordnet sind. Demzufolge wird durch Überlagerung der Wärmefelder zweier Gegenströme des vorzugsweise mit Warmwasser beaufschlagten Rohrstranges über die gesamte Oberfläche der Baukörperschicht ein nahezu konstantes mittleres Temperatürfeld aufgebaut.This object is achieved according to the invention in that the flow channels of the supply and return line are directly lie next to each other and form a counterflow heat exchanger. In this way, through the immediate, skin-tight proximity of the flow channels of the flow and return line between them a heat exchange in countercurrent, whereby on the one hand always the hottest part of the flow line immediately next to the coldest part of the return line and on the other hand the parts, which differ only slightly from one another in their temperatures, are also next to one another are arranged. As a result, by superimposing the heat fields of two countercurrents, the preferably with hot water loaded pipe string over the entire surface of the structure layer an almost constant mean Temperaturfeld built.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Neuerung sind die Durchflußkanäle des Vorlauf- und Rücklaufstranges inAccording to an advantageous feature of the innovation, the flow channels of the flow and return line are in

einem einzigen Gegenstromrohr angeordnet, das vorzugsweise aus warmfestem Kunststoff besteht. Durch diese Unterbringung der Durchflußkanäle in einem kontinuierlichen vorgefertigten Gegenstromrohr braucht in arbeitssparenderweise lediglich ein einziges zusammenhängendes Rohr in der Baukörperschicht verlegt zu werden, das darüber hinaus einen ausgezeichneten Wärmeaustausch zwischen dem Vorlauf- und dem Rücklaufkanal sicherstellt. Hierzu eignet sich sowohl fertigungstechnisch als auch hinsichtlich der Verlegung in ganz besonderem Maße Kunststoff, dessen Warmfestigkeit den geforderten Bedingungen entsprechend angepaßt werden kann.arranged in a single countercurrent pipe, which is preferably made of heat-resistant plastic. Through this placement the flow channels in a continuous prefabricated countercurrent pipe needs in a labor saving manner only a single coherent pipe to be laid in the building structure layer, the beyond ensures excellent heat exchange between the flow and return ducts. This is suitable both in terms of production technology and in terms of laying, plastic, its heat resistance, is particularly important can be adapted to the required conditions accordingly.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Neuerung besteht das Gegenstromrohr aus zwei ineinandersteckenden kreisrunden Rohren, wobei zur Beibehaltung der Strömungsgeschwindigkeit der Durchflußkanal des Innenrohres den gleichen lichten Querschnitt wie den des noch verbleibenden Durchflußkanals des Außenrohres besitzt«, Auf diese Weise wird durch einfaches Ineinanderstecken zweier herkömmlicher kreisrunder Rohre mit aufeinander abgestimmten Querschnitten ein Gegenstromrohr geschaffen, das sowohl fertigungstechnische als auch festigkeitsmäßige Vorzüge besitzt.According to a further advantageous feature of the innovation, the counterflow tube consists of two nested tubes circular tubes, with the flow channel of the inner tube to maintain the flow rate has the same clear cross-section as that of the remaining flow channel of the outer tube «, on this Way becomes more conventional by simply plugging two into each other circular pipes with coordinated cross-sections created a counterflow pipe that both manufacturing and strength advantages owns.

Besonders gute Festigkeits- und Wärmeleiteigenschaften besitzt ein kreisrundes Gegenstromrohr, das diametral durch eine S-förmige die innere Wärmeaustauschfläche zwischen beiden Kanälen erhöhende Trennwand in zwei Durchflußkanäle gleichen Querschnittes unterteilt ist.Particularly good strength and thermal conductivity properties possesses a circular counterflow tube, which is diametrically through an S-shaped the inner heat exchange surface between The partition wall increasing the two channels is divided into two flow channels of the same cross section.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Neuerung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen:Several embodiments of the innovation are shown in the drawing. Show:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen in einer Baukörperschicht verlegten vorgefertigten Rohrstrang, 1 shows a cross section through a prefabricated pipe string laid in a structural layer,

Fig. 2 einen Ουerschnitt durch ein aus zwei ineinander steckenden kreisrunden Rohren bestehendes Gegenstromrohr, 2 shows a cross-section through a counterflow pipe consisting of two circular pipes plugging into one another,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 2, Fig. 3 is a section along the line III - III of Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Gegenstromrohr mit S-förmiger Trennwand und 4 shows a cross section through a counterflow pipe with an S-shaped partition and

Fig. 5 ein vorteilhaftes Verlegungsbeispiel für den neuen Rohrstrang. 5 shows an advantageous example of laying the new pipe string.

Der neuerungsgemäße Rohrstrang nach Fig. 1 besteht aus dem Vorlaufstrang 1 und dem Rücklaufstrang 2, deren Durchflußkanäle 1· und 2' den gleichen Querschnitt besitzen. Dieser vorgefertigte Rohrstrang ist in der Baukörperschicht 3 verlegt, die sich im wesentlichen aus der tragenden Betonschicht 3', der Trittsc hall- und Wärmeisolationsschicht 3'·, der Dampfdiffusionssperrschicht 3¹¹¹ und der Estrichschicht 3 zusammensetzt. In dem dargestelltenThe tubing according to the invention according to FIG. 1 consists of the flow line 1 and the return line 2, the flow channels 1 'and 2' of which have the same cross section. This prefabricated pipe run is laid in the structural layer 3, which is essentially composed of the load-bearing concrete layer 3 ', the step sound and thermal insulation layer 3', the vapor diffusion barrier layer 3 ¹¹¹ and the screed layer 3. In the illustrated

IV Beispiel sind die Rohre in der Estrichschicht 3 oberhalb der Dampfdiffusionssperrschicht 3¹¹¹ angeordnet, wobei es jedoch ebenso gut möiflich ist, daß sie beispielsweise für einen Deckenheizung auch in einer anderen Schicht mit entsprechender Speicherkapazität, z. B. in der Betonschicht 3' unterzubringen ist.IV example, the pipes are arranged in the screed layer 3 above the vapor diffusion ^{barrier layer 3 111} , but it is just as possible that they are, for example, for ceiling heating in another layer with a corresponding storage capacity, e.g. B. is to be accommodated in the concrete layer 3 '.

In Fig. 2 ist der Vorlaufstrang 1 in einem entsprechend größer bemessenen Rücklaufstrang 2 derartig angeordnet, daß der DurchfIv. kanal 1' des Vorlaufstranges 1 den gleichen lichten Querschnitt wie den des noch verbleibenden Durchflußkanals 2' des Rücklaufstranges 2 besitzt. Zur Vermeidung von DruckSprüngen und der damit zusammenhängenden Kavitationsgefahr sind aufeinander abgestimmte Durchflußquerschnitte 1! und 2' unerläßlich, worauf besonders an derIn Fig. 2, the leader 1 is in a corresponding manner larger sized return line 2 arranged in such a way that the DurchfIv. channel 1 'of the flow line 1 the same clear cross-section like that of the remaining flow channel 2 'of the return line 2. To avoid pressure jumps and the associated risk of cavitation are mutually coordinated flow cross-sections 1! and 2 'indispensable, whereupon especially in the

Übergangsstelle 4* des G eg en s tr omr ohr es 4 geachtet werden muß. An dieser Stelle 4' ist das Gegenstromrohr 4 gemäß der Fig. 3 mit einem entsprechend verstärkten Umlenkungsverschluß 4*· versehen.The transition point 4 * of the counter flow tube 4 must be respected got to. At this point 4 'is the countercurrent pipe 4 according to FIG. 3 with a correspondingly reinforced deflection lock 4 * · provided.

In Fig. 4 ist ein Gegenstromrohr 5 dargestellt, das durch eine diametral angeordnete, S-förmige Trennwand 5* in den Durchflußkanal 1· des Vorlaufstranges 1 und in den Durchflußkanal 2' des Rücklaufstranges 2 unterteilt ist. Hierbei hat die Erfahrung gezeigt, daß das in der umgebenden Baukörperschicht aufgebaute Temperaturfeld umso gleichmäßiger ist, je besser' der Wärmedurchgang zwischen den Kanälen I¹, 2' des Vorlaufstranges 1 bzw. Rücklaufstranges 2 ist.4 shows a counterflow pipe 5 which is divided into the flow channel 1 of the flow line 1 and into the flow channel 2 ′ of the return line 2 by a diametrically arranged, S-shaped partition wall 5 *. Experience has shown that the temperature field built up in the surrounding building structure is more uniform, the better the heat transfer between the channels I ¹ , 2 'of the flow line 1 and return line 2.

In Fig. 5 ist ein vorteilhaftes Verlegungsschema in Form einer Spirale des neuen Rohrstranges gemäß den Fig. 1 bis 4 dargestellt, wobei die durchgehende Linie den Vorlaufkanal 1* und die strichpunktierte Linie den Rücklaufkanal 2* darstellt, während,mit 4'· ein Umlenkungsstück bezeichnet ist. Wie aus diesem Verlegungsbeispiel hervorgeht, ist es zur Erzielung der gewünschten Heizeigenschaft des neuen vorgefertigten Rohrstranges nicht unbedingt erforderlich, den Vorlauf- und den Rücklaufkanal 1', 2* hauteng (gemäß den Fig. 2 bis 4) nebeneinander anzuordnen, sondern es kann auch eine äquidistanäe Anordnung dieser Kanäle I¹, 2* gemäß der Fig. 5 den gewünschten Zweck erfüllen.In Fig. 5, an advantageous transfer scheme in the form of a spiral of the new pipe string 1 to 4 in accordance with the FIGS., Where the solid line the flow channel 1 * and the dashed line the return channel 2 * represent alternate t, while, with 4 '· a deflection piece is designated. As can be seen from this installation example, it is not absolutely necessary to achieve the desired heating properties of the new prefabricated pipe string to arrange the flow and return ducts 1 ', 2 * skin-tight (according to FIGS. 2 to 4) next to each other, but it can also be one equidistant arrangement of these channels I ¹ , 2 * according to FIG. 5 fulfill the desired purpose.

Es versteht sich, daß die dargestellten Ausführungsbeispiele zahlreiche Variationen zulassen. Auch kann der neuerungsgemäße Rohrstrang nicht nur in Wandflächen, sondern ebenso gut in anderen Baukörpern wie z. B. in Säulen angeordnet werden und darüber hinaus gleichfalls zur Beheizung der Baukörperschichten von Fluglandepisten, Sportplätzen oder sonstigen schnee- und eisfrei zu haltenden Großflächen Verwendung finden.It is understood that the illustrated embodiments allow numerous variations. The pipe string according to the innovation can also be used not only in wall surfaces, but also in just as well in other structures such as B. arranged in columns and also for heating the structural layers of airstrips and sports fields or other large areas to be kept free of snow and ice.

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Claims

Protection claims

1. Prefabricated pipe run for large area heating, in particular underfloor, wall and ceiling heating, which consists of a flow and return pipe to be accommodated in the structural layer to be heated, the flow channels of which are preferably flowed through by a hot water set, characterized in that the flow channels ( ¹ I ', 2

2. Prefabricated pipe string according to claim 1, characterized characterized in that the flow channels (1 ·, 2 ') of the flow and return line (1, 2) in a single countercurrent pipe (4 or 5) are arranged, which is preferably made of heat-resistant plastic consists. (Fig. 2 to 4)

3. Prefabricated pipe string according to claims 1 and 2, characterized in that the countercurrent pipe (4) consists of two ineinandeifsteekenden circular pipes (1, 2), wherein to maintain the flow rate of the flow channel (I ¹ ) of the inner pipe (1) the same clear cross-section like that of the remaining flow channel (2 ¹ ) of the outer tube (2). (Fig. 2 and 3)

4. Prefabricated pipe string according to claims 1 and 2, characterized in that the countercurrent pipe (5) consists of a circular pipe diametrically through an S-shaped partition (5 ·) in two flow channels (I ¹ , 2 ') of the same cross-section is divided. (Fig. 4)