Ingo Weidlich

Wärme- und Kälteschutz bei Rohrleitungen

Werden Warme oder Kalte leitungsgebunden verteilt, mussen die Medienleitungen so gedammt sein, dass so wenig wie moglich Verluste auftreten. Grundsatzlich sind Dammstoffe so zu konzipieren, dass sie minimale Warmeleitfahigkeiten und Dichten, hohe Form- und Strukturbestandigkeiten sowie je nach Anwendungsfall hohe Temperaturbestandigkeiten aufweisen. Auserdem sollen sie unempfindlich gegenuber temporarer Durchfeuchtung sein und bei korrosionsempfindlichen Rohrmaterialien nicht korrosionsfordernd wirken. Das Kapitel gibt zunachst Ausfuhrungen zu Warmeverlusten sowie zu typischen Rohrdammstoffen. Einen grosen Teil umfassen die thermische Analyse sowie die Berechnung des Warmeaustausches bzw. der Warmeverluste von frei, erd- bzw. kanalverlegten Einzel- und Doppelleitungen. Im Anschluss werden Hinweise zur Auswahl und zu Berechnungsansatzen der erforderlichen Starke der Rohrdammung erlautert. Die relevante Literatur sowie die entsprechenden Normen und Regelwerke sind aufgefuhrt.

Wärmetechnische Auslegung von Fernwärme- und Heißwasserleitungen

Fernwarmeleitungsnetze sind komplexe Bauwerke, da sie einem veranderlichen Lastkollektiv ausgesetzt sind. Es muss bei der Auslegung mit hohen Temperaturanderungen und einhergehenden Spannungen im Rohrsystem umgegangen werden. Dabei hangt die Dimension der Leitung zunachst von der zu transportierenden Warmemenge ab, welche ihrerseits durch das zu versorgende Siedlungsgebiet definiert ist. Im zweiten Schritt kann eine rohrstatische Bemessung auf Grundlage des erforderlichen Temperaturhubes erfolgen.

Sonderformen bei der Verlegung von Rohrleitungen

Das vorliegende Kapitel befasst sich mit verschiedenen Arten und Verlegungen von Rohrleitungen, die in speziellen Fallen zur Anwendung kommen und die als Sonderformen bei der Verlegung von Rohrleitungen gelten. Hierzu zahlen Freileitungen, gemauerte Abwasserleitungen und Kanale, Ortbetonleitungen sowie fliegende Leitungen. Die relevante Literatur sowie die wichtigen Regel- und Normenwerke sind aufgefuhrt.

Erdverlegung von Rohrleitungen

Das vorliegende Kapitel befasst sich mit dem Einbau und der Verlegung von Rohrleitungsbauwerken, insbesondere am Beispiel von Abwasser- aber auch Druckwasserleitungen. Es wird ein Uberblick uber die relevanten Regelwerke gegeben. Zudem erfolgt eine genaue Beschreibung der Herstellung von Rohrleitungen in offener Bauweise, den automatisierten Verlegeverfahren Pflug und Frase sowie der geschlossenen Bauweise, welche in Abhangigkeit der auseren Randbedingungen, wie anstehender Bodenart und Siedlungsdichte, eingesetzt werden. Daruber hinaus wird auf die Verwendung von zeitweise fliesfahigen, selbstverdichtenden Verfullbaustoffen, sog. Flussigboden, eingegangen. Aufgrund der besonderen Anforderungen erfolgt die Abhandlung der Erdverlegung von Fernwarmeleitungen in einem eigenen Abschnitt.

Rohrstatische Berechnung von Rohrleitungen

Das folgende Kapitel beschaftigt sich mit der rohrstatischen Berechnung von erd- und freiverlegten Rohrleitungen, wobei der Fokus auf analytischen Ansatzen liegt. Zunachst erfolgt die Darlegung der rohrstatischen Berechnung erdverlegter Rohrleitungen, wobei Druck-, Freispiegel- und Fernwarme- bzw. Heiswasserleitungen betrachtet werden. Hierbei wird u. a. auf das mechanische System „Fahrbahn-Boden-Rohr“, die Eigenschaften der Boden- und Verfullmaterialien sowie der Rohrwerkstoffe eingegangen. Die einzelnen Berechnungsverfahren werden anschliesend vorgestellt und erlautert. In Analogie dazu erfolgt auch die Beschreibung der rohrstatischen Berechnungsmethoden von freiverlegten Druck-, Freispiegel- und Fernwarme- bzw. Heiswasserleitungen. Abschliesend werden Ausfuhrungen zur Beanspruchbarkeit von Rohrleitungen sowie zu verschiedenen Sicherheitskonzepten und Nutzungsdauern gegeben. Die relevante Literatur sowie die entsprechenden Normen und Regelwerke sind aufgefuhrt.

Monitoring in a District Heating Pipeline System

District heating has been for many decades a well-established industry for supplying heat in several countries. Surplus heat from power plants and industrial processes are used as well as recently renewable heat sources such as solar thermal, geothermal and heat from biomass combustion. The success of heating distribution to the final users depends significantly on the pipeline network. The need for understanding the response of buried heating pipeline systems has led to the development of a monitoring programme. This programme includes the design, construction and operation of the connection of an instrumented pipeline section to an operating local district heating network. Particular conditions were tested such as thickness of cushion materials, medium temperature ranges and bedding soil type. This unique instrumented pipeline allowed the analysis of initial results of temperature and pipe axial displacements, which are relevant for the district heating industry. It was found that when temperature increased from ambient conditions up to 90 °C, pipes were moving all along their length. Moreover, after a temperature drop from 90 to 20 °C during 20 days and subsequent increase to 90 °C again, axial displacements did not return to the same values as before.

Mantelrohrsysteme in der Wärmeverteilung

Es existieren unterschiedliche Arten von Mantelrohren, die fur die Warmeverteilung zur Anwendung kommen. Je nach Aufgabenstellung kommen starre und flexible Rohrsysteme zum Einsatz. Typisch fur diese Art Rohre ist ein mehrschichtiger Aufbau, der eine Dammung des mediumfuhrenden Rohres gewahrleistet. Auf diese Weise werden Warmeverluste reduziert und grosere Effizienzen beim Warmetransport erreicht. Das Rohrleitungsnetz wird durch gerade Rohre aber auch durch Formteile in Form von zum Beispiel Bogen realisiert, damit die geplante Trasse umgesetzt werden kann. Fur den Hausanschluss sind Abzweige und Wanddurchdringungen erforderlich. Das folgende Kapitel widmet sich den wichtigsten Begriffen und Definitionen. Es erortert die verschiedensten Arten von Mantelrohren. Die relevanten Normen und Regelwerke sind aufgefuhrt.

Bauteile zur Kompensation von Temperaturdehnungen

Bauteile zur Kompensation dienen der planmasigen Aufnahme von Dehnungen aus dem Betrieb einer Leitung. Es existieren unterschiedliche Ausfuhrungen von Kompensatoren. Unterschieden werden je nach Funktionsweise der Axialkompensator, der Angularkompensator, der Lateralkompensator und der Einmalkompensator. Im nachfolgenden Beitrag werden allgemeine Aspekte zu Kompensatoren sowie die differenzierten Ausfuhrungen aufgefuhrt und diskutiert. Die relevante Literatur und die masgeblichen Normen und Regelwerke sind benannt.