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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING A FAVOURABLE SURFACE TEMPERATURE FOR DRIVING ON A TRAFFIC AREA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/010451
Kind Code:
A1
Abstract:
Process for producing a favourable surface temperature for driving on a traffic area, in particular for take-off and landing runways for aircraft, in which the runway surface (2) is subdivided perpendicular to the longitudinal direction (20) of the runway into heat flow blocks (14, 14', 15, 15'), the heat flow density of said blocks being controlled in function of the temperature of the runway surface (2). The runway surface (2) is subdivided in the longitudinal direction (20) into longitudinal heat flow sections (19, 19', 19'', 19'''). The subdivisions of the heat flow (4, 4', 4'', 4''') correspond to subdivisions of a piping network (16) incorporated in the runway surface (3). The piping network (16) ensures the heat flow (4) between heat accumulators (10) and the runway surface (2) by means of heaters (43) and heat exchangers (13).

Inventors:
KROLL WALTER (DE)
Application Number:
PCT/EP1989/000450
Publication Date:
November 02, 1989
Filing Date:
April 25, 1989
Export Citation:
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Assignee:
KROLL WALTER (DE)
International Classes:
E01C11/26; (IPC1-7): E01C11/26
Foreign References:
DE3407927A11985-09-05
DE3217155A11983-07-14
DE2909321A11980-09-18
FR2128565A11972-10-20
US4646818A1987-03-03
DE7225312U1972-11-16
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Claims:
1. A N S P R Ü C H E Verfahren zur Herstellung einer, für das Befahren einer Ver¬ kehrsfläche, bestehend aus einer künstlich hergestellten Fahrbahndecke, insbesonders einer Start und Landebahn für Luftfahrzeuge, günstigen Oberflächentemperatur der Verkehrs¬ fläche durch deren Heizung oder Kühlung, mit der ein Wärme fluß im Oberflächenbereich der Fahrbahndecke erzeugt wird, dessen Wärmeäustauschfl chen einerseits von der Fahrbahn¬ oberfläche und andererseits von wenigstens einer Wär eübei— tragungsfl che gebildet werden, die in einer, der Fahrbahn— oberflächennahen Schicht der Fahrbahndecke liegt und mit denen der Wärmefluß durch die Herstellung einer Temperatur— differenz zwischen der Fahrbahnoberfläche und der wenigstens einen Wärmeübertragungsfläche und zwischen dieser und wenig¬ stens einem Wärmespeicher aufrecht erhalten wird, der vom Untergrund, dem Grundwasser, von Oberflächenwasser, von Ab wasser, von Luft oder von Hilfseinrichtungen zur Temperie¬ rung von Gebäuden oder technischen Einrichtungen oder einer Wärmeerzeugungs inrichtung 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 Fahrbahn decke (3) , nach der vorgesehenen bekannten oder erwarteten, relativen Häufigkeit mit der ein bestimmter Bereich (11, 12) der Fahrbahnoberfl che (2) in Längsrichtung (20) befahren wird, eingestellt wird, wobei im Bereich (11) der größten Häufigkeit der Befahrung die Oberflächentemperatur am güns tigsten und damit mit der größten Temperaturdiff renz zur Umgebung und in wenigstens einem, quer zur Befahrung in der Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) . daran an¬ grenzenden Bereich (12) mit geringerer relativer Häufigkeit der Befahrung weniger günstig und damit mit einer geringeren Temperaturdifferenz zur Umgebung eingestellt wird. η Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem¬ peratur für das Befahren von Verkehrsflachen, nach dem vor¬ hergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Wärmeflusses (4) in Abhängigkeit von der vorgesehenen Häufigkeit der Befahrung der Fahrbahnoberfläche (2) fein¬ stufig oder im wesentlichen stufenlos eingestellt ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem¬ peratur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Wärmeflusses (4) zwischen den Wärmeübertragungsflachen (8) in der Fahrbahndecke (3) und dem wenigstens einen Wärmespeicher (10) in wenigstens einer zwischengeschalteten Wärmeübertragungsstufe (9) durch Veränderung des Wärmedurchganges und/oder der Temperaturdif¬ ferenz zwischen den Temperaturniveaus des Wärmeflusses (4) eingestellt wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem peratur für das Befahren von Verkehrsfl chen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einstellung der Größe des Wärmeflusses (4) während der Durchführung des Verfahrens veränderbar ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem peratur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Wärmefluß (4) in wenigstens zwei, quer zur Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) nebeneinander liegende oder aneinandergrenzende Wärmeflußblöcke (14, 14', und 15, 15') geteilt ist, deren Wärmefluß (4) für jeden Wärmeflußblock in Teilwärmeflüsse (4' , 4' ' , 4' ' ' , 4' ' ' ') mit unterschiedlichen Teilwärmeflußdichten (5, 5' , 5' ', 51 ' ') aufgeteilt und eingestellt ist und insgesamt für alle Wärmeflußblocke gemeinsam geregelt ist, oder deren Teil¬ wärmeflüsse (4', 4' ' , 4' ' ' , 4' ' ' ' ) für jeden Wärmeflußblock gesondert, vorzugsweise zusätzlich, geregelt sind. Iß .
5. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem¬ peratur für das Befahren von Verkehrsflachen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Wärmefluß (4) in der Fahrbahndecke (3) , in der Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) in Wärme— flußlängsabschnitte (19, 19' , 19' " , 19 ' ' ' ) geteilt ist, die parallel zueinander mit wenigstens einem Wärmespeicher (10) unmittelbar oder mittelbar verbunden sind.
6. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem¬ peratur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Wärmefluß (4) der Wärmeflu längsabschnitte (19, 19' , 19' ', 19' ' *) einzeln gesondert geregelt ist.
7. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberflächentem¬ peratur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, 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 Ober¬ flächentemperatur 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 Umgebungs¬ temperaturen bei zwischen 6 bis 8 Grad C und bei höheren Umgebungstemperaturen unterhalb von 20 Grad C gehalten wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer günstigen Oberf lächentem— peratur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Oberflächentemperatur der ' Fahrbahnober fläche (2) über einen Wärmeflußlängsabschnitt (19, 19' , 19 ' ' , 19' ' ') wenigstens des Bereiches (11) der Fahrbahnober¬ fläche (2) mit der größten relativen Häufigkeit der Bef h '3 rung, in Längsrichtung (20) zumindest in den in Anspruch 8 angegebenen Grenzen liegt und vorzugsweise eine Temperatur¬ differenz zwischen den am weit entfernten Stellen eines Wär¬ mef lußlängsabschnittes aufweist, die wesentlich geringer ist, als die Temperaturdifferenz zwischen der Oberflächen¬ temperatur der Fahrbahnoberfläche (2) und der Umgebungstem¬ peratur in diesem Wärmef lußlängsabschnitt (19, 19' , 19' ' 19' * ' ) .
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Hei— Stellung einer günstigen Oberf lächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennze chnet, daß im Bereich des Wärmeflusses (4) , im Oberflächenbereich (6) der Fahrbahndecke (3) , wenigstens ein Rohrleitungsnetz (16) be¬ stehend aus mehreren parallelen Rohrleitungen (17) angeord¬ net ist, die im wesentlichen oder vorwiegend in Längsrich¬ tung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) verlaufend verlegt sind und die Wärmeübertragungsfläche (8) im Oberf lächenbereich (6) der Fahrbahndecke (3) aufweisen.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsf l chen (8) in der Fahrbahndecke (3) ent¬ sprechend den Wärmef lußblocken (14, 14' , und 15, 15') und/oder den Wärmef lußlängsabschnitten (19, 19' , 19' ' , 19' ' ' ) aufgeteilt sind.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Hei— Stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflachen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsnetz (16) aus mehreren, quer zur Längsrichtung (20) der Fahrbahnoberfläche (2) nebeneinanderliegenden Rohr¬ leitungsblöcken (21, 21' , 21' ' , 21' 1 ') , die den Wärmef luß lo blöcken (14, 14', ...) mit höheren Teilwärmeflußdichten (5, 5') und Rohrleitungsblocken (22, 22', 22''. 22'*'), die den Wärmeflußblöcken (15', 15') mit geringeren Teilwärmeflu߬ dichten (5 ' ' , 5' ' ') in der geometrischen Ausdehnung im wesentlichen entsprechen.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Fahrbahnoberfl che (2) hintereinander!iegenden Rohrlei¬ tungslängsabschnitten (23, 23', 23' ', 23'1 ') besteht, die den Wärmeflußlängsabschnitten (19, 19', 19' ', 19'' '), in der geometrischen Ausdehnung im wesentlichen entsprechen.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 zumin¬ dest innerhalb eines Rohrleitungsblockes in gleichen Ab¬ ständen parallel nebeneinander und in gleicher Tiefe (37) von der Fahrbahnoberfläche (2) verlegt sind und im Parallel— ström zueinander mit dem Anfang (24) und dem Ende (25) eines Rohrleitungsblockes , vorzugsweise innerhalb der Fahrbahn¬ decke (3) an Vor— und Rücklaufleitungen (28 und 29) an¬ geschlossen sind.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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', 22r' ') am Anfang (24) und am Ende (25) desselben aus der Fahrbahndecke (3) quer zur Längsrichtung 2.1 (20) herausgeführt und, vorzugsweise unmittelbar, neben der Fahrbahn (1) an die Vor und Rücklaufleitungen (28 und 29) angeschlossen sind.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberf lächentemperatur 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 Rohrleitungs¬ blockes (22, 22' , 22' ' , 22' ' ') im Bereich eines Wärmef luß blockes (15, 15') mit geringerer Tei Iwärmef lußdichte (5 ' ' , 5' ' ' ) .
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsf lachen, 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') mit¬ höherer Tei Iwärmef lußdichte (5, 5') eine größere Wärmeüber¬ tragungsfläche (8) oder einen größeren Wärmedurchgang auf weisen, als die Rohrleitungen (17) eines Rohrleitungsblockes (22, 22' , 22' " ' , ...) im Bereich eines Wärmeflußblockes (15, 15') mit geringerer Teilwärmeflußdichte (5' ' , 5' ' ') .
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Hei— Stellung 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. 12. .
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Rohr— leitungslängsabschnitte (23, 23", 23' ' , 23' ' ') verlegt ist, als oberste Schicht auf einer ursprünglichen Fahrbahndecke (39) aufgebracht ist, vorzugsweise mit einer Zwischenschicht (38) mit geringerem Wärmedurchgang.
19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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' ' ') Durchmesser mit Nennweiten zwischen 30 und 80, vorzugsweise zwischen 40 und 50 mm auf¬ weisen und in Abständen verlegt sind, die zwischen 100 und 400, vorzugsweise zwischen 100 und 200 mm betragen.
21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Her¬ stellung des Wärmeflusses (4) gefüllt sind, das aus einer Flüssigkeit besteht, die vorzugsweise aus Wasser mit einem Zusatz eines Gefrierschutzmittels besteht, das zur Aufrecht¬ erhaltung des Wärmeflusses (4) mittels wenigstens einer Umwälzpumpe (26) , vorzugsweise in jedem Rohrleitungslängsab¬ schnitt (23, 23', 23' ', 23' ' ') und jeden Wärmeflußblock (14, 14' und 15, 15') wenigstens eine, in den Vorlaufleitungen (28) angeordnet, im Umlauf gehalten ist.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Rück1auf leitungen (28 und 29) jeweils wenigstens um einen, vorzugs weise um den eineinhalb bis zweifachen, Rohrdurchmesser ver¬ setzt untereinander und bei einer größeren Anzahl von Rohr¬ leitungen (17) vorzugsweise gleichzeitig nebeneinander aus der Fahrbahndecke (3) herausgeführt sind.
23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Rohr leitungslängsabschnitte (23. 23', 23' ', 23' ' ') an deren einander entsprechenden, zugewandten Anfängen (24) und Enden (25) entweder mit Vorlaufleitungen (28) oder mit Rücklauf¬ leitungen (29) verbunden sind.
24. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Hei— Stellung 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 Wärmefluß blockes (14, 14' oder 15, 15') in einem Rohrleitungslängsab m 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 Rohrleitungslängsab— Schnittes (23, 23", 23'', 23' ' ' ) unter Zwischenschaltung einer WärmeubertragungsVorrichtung (13) verbunden sind und vorzugsweise die Rücklaufleitungen (29) des letzten Rohrlei¬ tungslängsabschnittes mit den Vorlaufleitungen (28) der ent¬ sprechenden Rohrleitungsblocke der gleichen Wärmeflußblöcken (14, 14" oder 15, 15") des ersten Rohrleitungslängsab¬ schnittes der Fahrbahnoberfläche (2) unter Bildung eines Wärmeübertragungskreislaufes (30) verbunden sind.
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her Stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauf eitungen 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 Vorlaufleitungen (28) der¬ selben Rohrleitungsblocke desselben Rohrleitungslängsab¬ schnittes unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungs¬ vorrichtung (13) miteinander verbunden sind und einen Wärme— Übertragungskreislauf (30) bilden, wobei vorzugsweise für die Rohrleitungsblöcke benachbarter Rohrleitungslängsab— schnitte (23, 23', 23'', 23'* ') in einander entsprechenden Wärmeflußblöcken (14, 14' oder 15, 15') aufeinanderfolgender Wärmeflußlängsabschnitte (19, 19', 19' ', 19' ' ' ) eine gemein same Wärmeübertragungsvorrichtung (30) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder" mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitungen (29) der Rohrleitungsblocke (21, 21', 21' ", 21*' '*) eines Wärmeflußblockes (14, 14') mit höherer iζ Teilwärmeflußdichte (5, 5') in einem Rohrleitungslängsab¬ schnitt (23, 23', 23' ') mit den Vorlaufleitungen (28) der Rohrleitungsblocke (22, 22', 22' ', 22" ' ') eines Wärmeflu߬ blockes (15, 15') mit niedrigerer TeiIwärmeflußdichte (5' ', 5'1') des gleichen oder eines benachbarten Rohrleitungs längsabschnittes (23, 23' , 23' ' , 23' ' ') , vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungsvorrichtung (13) verbunden sind und anschließend die Rücklaufleitungen (29) der Rohrleitungsblöcke (22, 22', 22' ', 22' ' ') des Wärmefluß blockes (15, 15') mit niedrigerer Teilwärmeflußdichte (5' ', 5''') des einen Rohrleitungslängsabschnittes mit den Vor¬ laufleitungen (28) der Rohrleitungsblöcke (21, 21', 21'', 21' *') des Wärmeflußblockes (14, 14") mit höherer Teilwärme¬ flußdichte (5, 5') des gleichen oder des benachbarten Rohr leitungslängsabschnittes der Fahrbahnoberfläche (2) unter Zwischenschaltung einer Wärmeübertragungsvorrichtung (13) zu einem Wärmeübertragungskreislaufes (30) verbunden sind.
27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her Stellung 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 Rohr leitungslängsabschnitte (23, 23', 23' ', 23' ' ') zwischen diesen und die Rücklaufleitungen (29) zwischen den nächsten benachbarten Rohrleitungslängsabschnitten zugeleitet sind.
28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her Stellung 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 2έ (13) vorzugsweise an beiden Seiten der Fahrbahn vorgesehen sind.
29. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her Stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die WärmeübertragungsVorr chtungen (13) an einer Seite der Fahr¬ bahn (1) angeordnet sind und die Vor und Rückl ufleitungen (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 Rohrleitungs¬ blöcken (21, 21", 21'', 21" ' und 22, 22', 22", 22''') zwischen benachbarten Rohrleitungslängsabschnitten (23, 23', 23' ' , 23' ' " ) erfolgt.
30. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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.
31. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflachen, 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 Wärmeübertragungsvor¬ richtung (13) vorgesehen ist.
32. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der 17 vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß jede Wärmeübertragungsvorrichtung (13) über Vor und Rücklauflei¬ tungen (40, 41) mit einer Wärmeeinrichtung, wie einer Wärme¬ pumpe (34) oder einem Blockheizkraftwerk (35) verbunden ist.
33. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 Vorlaufleitung (40) der Wärmeübertragungsvorrichtung (13), mit Wärmeflußregelmittel (31), vorzugsweise in Form von Steuerventilen versehen ist, die von einem elektro¬ nischen Wärmeflußregler (42) gesteuert sind, der von Tempe¬ raturfühlern (32, 32') zur Messung, zumindest der Tempe¬ ratur 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 Tempera¬ turen der Umgebung und der Vorl ufleitungen (28) der Rohr¬ leitungsblöcke, gesteuert sind.
34. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsflächen, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennze chnet, daß die Rohrleitungslängsabschnitte (19, 19' . 19' ' , 19' ' ') Längen zwischen 50 und 250, vorzugsweise zwischen 100 und 200 Meter umfassen.
35. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her¬ stellung 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 5L9 Vorrichtungen (13) abwechselnd Blockhei∑kraftwerke (35) mit Wärmepumpen und Wärmepumpen (34) angeordnet sind.
36. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Her Stellung einer günstigen Oberflächentemperatur für das Befahren von Verkehrsfl chen, 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.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer, für das Befahren einer Verkehrsfläche günstigen

Oberflächentemperatur

Verfahren zur Herstellung einer, für das Befahren einer Ver kehrsfläche,bestehend aus einer künstlich hergestellte Fahrbahndecke, insbesondere einer Start- und Landebahn fü Luftfahrzeuge, günstigen Oberflächentemperatur der Verkehrs fläche, durch deren Heizung und Kühlung.

Mit einem solchen Verfahren nach dem Oberbegriff de Anspruches 1, wird ein Wärmefluß zur Herstellung eine günstigen Temperatur für das Befahren der Fahrbahnoberfläch zwischen diesem und einem Wärmespe cher, im Sinne eine Wärmequelle oder Wärmesenke hergestellt, wobei nebe künstlichen Wärmeeinrichtungen auch natürliche Wärmespeiche und auch solche mehrere und verschiedener Art nebeneinande genutzt -werden können, wenn Mittel voi-gesehen sind, die de Wärmefluß in der gewünschten Richtung also zum Wärmen ode zum Kühlen beeinflussen.

Solche Verfahren dienen dazu, Fahrbahnen besonders bei Start- und Landebetrieb auf Flugplätzen, möglichst unter Vermeidung der Anwendung von chemischen Hilfsstoffen, i 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 Fahrb hnaufbau erneuert wird. So wird bei einem bekannten Verfahren die aus der Fahrbahn abgeführte Wärmeenergie in einem unterhalb der Fahrbahn an¬ geordneten 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 bestehen¬ den Fahrbahndecken anwendbar ist, wobei die dafür erforder— liehen Installationen gemessen an dem Nutzen einfach sind und bei dem der Energietransport möglichst gering gehalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genann— ten Art mit den Verf hrensmerkmalen 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 Wärme¬ blöcke, 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 Teilwärmeflüsse der einzelnen Wärmeblöcke der Fahrbahn entsprechend den vorherr¬ schenden Bedingungen und Erfordernissen veränderbar und abstimmbar ist.

Durch Einschaltung einer oder mehrerer Wärmeübertragungs¬ stufen in den Wärmefluß kann diese Anpassung an die Tempera- turbedingugen, sowohl in der Fahrbahnoberfläche als auch im Wärmespeicher, über einen sehr weiten Bereich vorgenommen werden.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Ver nderung der Größe des Wärmeflusses während des Fahrbahnbetriebes vorneh¬ men zu können, wodurch energiesparend vefahren werden kann.

Für die Regelbarkeit sowohl des Gesamtwärmeflusses als auch der einzelnen Teilwärmeflüsse ist die Aufteilung der Fahr¬ bahnoberfläche in einzelne Wärmeflußblöcke von großem Vortei1.

Die Herstellung gleichmäßiger Temperaturen auf der Fahrbahn¬ oberfläche ist durch geeignete Unterteilung in Wärmefluß- längsabschnitte in Längsrichtung der Fahrbahn in vorteil¬ hafter 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 ange¬ wandten 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, vorge¬ nommen werden kann.

Es ist mit dieser aufgegliederten Regelung möglich an be— stimmten Teilen der Fahrbahnoberfläche bestimmte Tempera¬ turen herzustellen, durch die das gefahrlose Befahren der Fahrbahn einerseits und ein geringer Reifanabrieb anderer¬ seits 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, angeor¬ dnet und in Teile aufgegliedert ist, die den Aufteilungen des Wärmeflusses entsprechen.

Die Unterteilung des Rohrleitungsnetzes gestattet eine vor¬ teilhafte 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 Rohrleitungs¬ netzes kann je nach den Anforderungen die die Fahrbahn und/oder der Wärmespeicher und/oder die Wärmeübertragungs— mitte1 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 Fahr— bahndecke beeinflußt werden, was besonders einfach ist, wenn dieser Teil der Fahrbahndecke nachträglich auf eine be— stehende Fahrbahndecke aufgebracht wird, wobei auch die An¬ bringung 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 eben¬ falls günstig beeinflußt werden.

Für den sicheren Betrieb der Installation ist die Anwendung von frostgeschützem Wärmeübertragungsmedium günstig.

Die Anwendung von UmwäTzpumpen, für jeden Teil des Rohrlei¬ tungsnetzes getrennt, 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 Wärmeflusses sind mehrere Schaltungen der Teile des Rohrlei- tungsnetzes 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 Wärme¬ flusses 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 unterschied¬ licher Tei1wärmeflüsse 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 Wärmeübertragungsvor¬ richtungen angeschlossen sind.

Eine Vereinf chung der Installation kann auch erzielt werden, wenn die Zu— und Ableitungen zum Rohrleitungsnetz zwischen den Rohrleitungslängsabschnitten abwechselnd er¬ folgt, wodurch sich eine einfachere Anordnung der Wärmeüber¬ tragungsmittel und der Leitungsführung ergibt.

In Abhängigkeit von der Breite der Fahrbahn und deren Zuord¬ nung zu anderen Fahrbahnen ergibt es sich, ob Wärmeübertra¬ gungsmittel 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 Rohrleitungslängsabschnitt und in diesem für jeden Rohrleitungsblock eine Wärmeübertragungsvor— richtung vorzusehen, jedoch ist auch eine sparsamere Lösung mit einem geringeren Durchgriff der Regelbarkeit möglich, bei der jeweils einem oder zwei der Rohrleitungslängsab¬ schnitte eine Wärmeübertragungsvorrichtung zugeordnet ist-_-

Bei hohem Bedarf an Heizwärme ist die Anordnung von Block— heizkraftwerken in Verbindung mit Wärmepumpen besonders vor- teilhaft, die günstigerweise auch abwechselnd, nur mit Wärmepumpen angeordnet werden, wobei die Letzteren zum Nach— wärmen 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 Erfor— dernissen der Befahrung der Fahrbahnoberfläche ist eine auf¬ gegliederte 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 Auf¬ teilung in der Längsrichtung der Fahrbahn und der Wärmeübertragungsmittel beim Kühlen der Fahrbahn- oberf l che,

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 Temperatur— fühlern und deren Verbindungsleitungen zu einem

Wärmef lußregelungsmitt l 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 Wärme¬ übertragungsmittel und der Wärmeeinrichtungen, sowie der Anordnung der Temperaturfühler und deren Zulei¬ tungen zu einem Wärmeflußregelungsmittel in einem Blockschaltbi ld,für das Kühlen der Fahrbahn,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn in schematischer Darstellung mit einer Darstellung eines Rohrlei¬ tungsnetzes in Serienschaltung, für eine Fahrbahn- hälfte vollständig wiedergegeben und für die zweite

Fahrbahnhälfte nur teilweise dargestellt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn in schematischer Darstellung mit einer Darstellung eines Rohrlei¬ tungsnetzes für eine Parallelschaltung der Rohr¬ leitungsblöcke,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Fahrbahn mit Darstel¬ lung des Rohrleitungsnetzes und der schematischen Aufteilung des Wärmeflusses und des Rohrleitungs¬ netzes in Längs bschnitte,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Fahrbahn mit der Darstel¬ lung eines Rohrleitungsnetzes und dessen Aufteilung, sowie der Verbindungsieitungen zu den Wärmeübertra¬ gungsmitteln und den Wärmeeinrichtungen, mit der schematischen Darstellung der Aufteilung der Wärme¬ flußbereiche, für eine Hälfte der Fahrbahn voll¬ ständig 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 beein- flußen zu können. Die Fahrbahndecke bildet mit der Fahrbahnoberfläche und einer Fläche zur Wärmeübertragung im Oberflächenbere ch der Fahrbahndecke 3 die Wärmeaustauschflächen 7, deren Tempera— turdifferenz 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 Tei1 ärmeflüsse 4' , 4' ' , 4 r ' ' , 4' aufgeteilt, entsprechend der Aufteilung der Fahrbahnober-

fläche 2 in Längsrichtung 20 der Fahrbahn 1 in Wärmefluß— längsabschnitte 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 Seiten in den Bereichen 12 mit geringerer Häufigkeit der Befahrung die Wärmeflußblöcke 15, 15' mit geringerer Wärmeflußdichte 5' ' , 5' ' ' anschließen.

Zwischen der Wärmeaustauschfl che 7 im Oberflächenbereich 6 der Fahrbahndecke 3, die von einer Wärmeübertragungsfl che 8 derRohrleitungen 17 eines Rohrleitungsnetzes 16 gebildet wird und einem Wärmespeicher 10 ist eine Wärmeübertragungs¬ stufe 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 Tempe¬ rierung von Gebäuden oder technischen Einrichtungen geleitet und beim Heizen von diesen Wärmespeichern entnommen.

Zur Messung der Temperaturen für die Regelung des Wärme¬ flusses 4 sind den Bereichen 11, 12 mit unterschiedlicher Häufigkeit der Befahrung der FAhrbahnoberflache 2, sind über diese, am Beginn und Ende jedes Wärmeflußlängsabschnittes 19, 19', 19' ', 19' ' ' in den einzelnen Wärmeflußblöcken 14, 14' und 15, 15' Wärmefühler 32 an der FAhrbahnoberflache angeordnet. Weitere Wärmefühler 32' sind zur Messung der Temperatur der Vorlaufleitungen 28 der Wärmeübertragungsvor¬ richtungen 13 und der Vorlaufleitungen 40 der Wärmeeinrich¬ tungen 43 und der Kreislaufleitungen 33 des Wärmeüber- tragungskreislaufes 30 vorgesehen, die mit einem Wärmeflu߬ regelungsmittel 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' ' ' ent¬ sprechend den Wärmeflußblöcken 14, 14' und Rohrleitungs- blöcke 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 Vor¬ laufleitungen 28 und Rücklaufleitungen 29 angeschlossen, die quer zur Längsrichtung 20 aus der Fahrbahndecke herausge- führt und mit Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 verbunden sind, die ihrerseits über Vorlaufleitungen 40 und Rückluf- leitungen 41 an Wärmeeinrichtungen 43 in Form von Blockheiz¬ kraftwerken 35 oder Wärmepumpen 34 oder Fernheizwerken ange¬ schlossen 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 Wärmeflußreg lungsmittel 31 sind in Form von Steuer¬ ventilen 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 Wärmeflußdichten 5, 5' und die Rohrleitungsblocke 22, 22', 22'', 22 r '' der Wärmefluß löcke 15, 15' mit den niedrigeren Wärmeflußdichten 5' ' , 5' ' ' in zwei parallelen Wärmeübertragungskreisläufen 30

geführt und untereinander in Serie geschaltet und für jeden Rohrleitungslängsabschnitt 23, 23' , 23' ' , 23' ' ' mit je einer Wärmeübertragungsvorrichtung 13 versehen ist, deren Versor¬ gung über die Kreislauf leitungen 33, 33' von einer zentralen Wärmeeinrichtung (nicht dargestellt) aus erfolgt.

Die Rücklaufleitung des letzten Rohrleitungslängsabschnittes ist an die Wärmeübertragungsvorrichtung des ersten Rohrlei¬ tungslängsabschnittes geführt und über diese mit der Vor¬ laufleitung dieses Rohrleitungslängsabschnittes zu einem Wärmeübertragungskreislauf verbunden.

Von dieser - Installation ist nur eine Fahrbahnhälfte dargestel lt .

In Fig. 5 ist eine Schaltung wiedergegeben, bei der die Rohrleitungsblöcke 21, 21' , 21' ' , 21' ' ' und die Rohrlei¬ tungsblöcke 22, 22' , 22' ' , 22' ' ' jedes Rohrleitungslängs¬ abschnittes 23, 23' , 23' ' , 23' ' ' mit Vor- und Rücklauf lei¬ tungen 28, 29 an getrennte Wärmeübertragungsvorrichtungen 13 angeschlossen, paral lele Wärmeübertragungskreisläufe bilden. Die Vorlauf leitungen 28 und die Rücklauf leitungen 29 sind zwischen den einzelnen Rohrleitungsabschnitten 23, 23' , 23' ' , 23 1 '-' * abwechselnd zugeführt, wodurch für je zwei Rohrleitungslängsabschnitte und für ede Gruppe von Rohrlei- tungsblöcken 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 Rohr¬ leitungsblöcke 21, 21' , 21' ' , 21' ' ' und die Rohrleitungs- blocke 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 Wärmef luß- blocken 14, 14' mit den höheren Wärmeflußdichten 5, 5' und anschließend nach der nächsten Korrektur der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums in einer weiteren Wärmeübertra-

gungs orrichtung 13 durch die Rohrleitungsblocke 22, 22', 22' ' , 22" ' ' in den Wärmeflußblöcken 15, 15'mit den niedri¬ geren Wärmeflu dichten 5" ' , 5' ' ' geführt wird und wieder in die erste Wärmeübertragungsvorrichtung 13 zurückgeleitet wird, womit der Wärmeübertragungskreislauf geschlossen ist. Als Wärmeeinrichtungen 43 sind abwechselnd Blockheizkraft¬ werke 35 mit Wärmepumpen 34 und nur Wärmepumpen 34 vorge¬ sehen, wobei die Blockheizkraftwerke zur Versorgung der Wärmepumpen mit elektrischer Energie dienen können. Die Wörmepumpen 34 sind über Kreislaufleitungen 33, 33 f an Wärmespeicher 10 angeschlossen.

Die Wärme inrichtungen 43 sind nur an einer Seite der Fahrbahn 1 vorgesehen, wobei Voi— und Rücklaufleitungen 40, 41 zu Wärmeübertragungsvorrchtungen 13 auf der anderen Seite der Fahrbahn, jeweils zwischen zwei Rohrleitungslängsab¬ schnitten hindurchgeführt sind.

Die Wärmeflu dichte 5, 5', 5' ', 5'' ' in den-Wärmeflußblocken 14, 14' und 15, 15' kann sowohl durch die Form der Rohrlei¬ tungen 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 Verle— gung der Rohrleitungen 17 und deren Abstand 36 voneinander. Dabei sind Rohrleitugnen mit Nennweiten zwischen 30 und 80 mm anzuwenden, wobei die Wärmeflußdichte durch die spezi¬ fische Rohrleitungsoberfläche oder durch die Strömungs¬ geschwindigkeit des WärmeÜbertragungsmediums beeinflußt wird.

In der Zeichnung ist schematisch angedeutet, daß die Rohr¬ leitungen 17 der Rohrleitungsblocke 21, 21', 21"', 21' ' * in den Wärmeflußblöcken 14, 14' mit höherer Wärmeflu dichte 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 Ent¬ fernungen zu übertragen, wobei sich aber die Kombination des Transportes von Wärme mit geringerer Temperaturdif ernz zur Umgebungstemperatur und die Herstellung der Temperatur- differenz für den Wärmefluß 4 innerhalb der Fahrbahndecke 3 mittels Wärmepumpen wegen der Nutzung preisgünstilger Energie und wegen des zumeist besseren Energienutzungsgrades als vorte lhafter erweist.

Verzeichnis der Bezugszeichen

1 Verkehrsflache, Fahrbahn

2 Fahrbahnoberfläche

3 Fahrbahndecke

4 Wärmefluß

4' , 4' ' , 4' ' ' , 4' ' ' l Te lw rmeflüsse in den Wärmefluß- blocken 14, 14' ...

5, 5', 5' ', 5 1 ' 1 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' ' Wärmeflußlängsabschnitte

20 Längsrichtung

21 . 21 ' 21 * ' , 21' ' ' Roh leitungsblocke in den Wärme¬ blöcken 14, 14'

22 , 22 ' 22' ' , 22' ' ' Rohrleitungsblocke in den Wärme¬ flußblöcken 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 Wärmeübertragungs¬ vorrichtung 13 41 Rücklaufleitung der WärmeÜbertragungs¬ vorrichtung 13

42 .Wärmeflußregler

43 Wärmeeinrichtung

44 Steuerventil