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Heizung geschlossener Räume [1]

[18] Heizung geschlossener Räume, Erwärmung der Aufenthaltsräume der Menschen auf eine für den Stoffwechsel derselben günstige Temperatur. Das erforderliche Maß der Heizung ergibt sich aus der in den Räumen durch den Lebensprozeß, künstliche Beleuchtung u.s.w. auftretenden Wärmeentwicklung und dem durch die Wärmeabgabe der Wände, Decken, Fußböden, Fenster und Türen sowie durch den Luftwechsel entstehenden Wärmeverlust.

Die Wärmeabgabe (Wärmetransmission) der Umschließungswände hängt von deren Form, Ausdehnung, Dicke, Zusammensetzung und Lage und von dem Unterschied der Innentemperatur t_i und der Außentemperatur t_a ab; die in einer Stunde nach außen oder nach kälteren Nebenräumen überführte Wärmemenge ist in Wärmeeinheiten W₁ = F(t_i – t_a) k. F ist die Größe der wärmeabgebenden Fläche in Quadratmetern, k ein Koeffizient, der von der Art und Lage der Wand abhängt und durch Versuche ermittelt wird. Werte von k enthalten [1]–[3], [8], [14], [16] und [18] sowie der für Staatsbauten in Preußen maßgebende Erlaß des Ministers der öffentlichen Arbeiten vom 24. März 1901. Durch Luftwechsel entsteht in einer Stunde ein Wärmeverlust in Wärmeeinheiten: W₂ = 0,237L (t_i – t_e). L ist die mit der Temperatur t_e ein- und mit der Temperatur t_i austretende Luftmenge in Kilogramm. Der Wärmebedarf eines Gebäudes ergibt sich für ununterbrochenen Betrieb aus der Summe der nach den angegebenen Formeln zu berechnenden Wärmeverluste der geheizten Räume; findet keine ununterbrochene Heizung statt, so ist zu dem berechneten Wärmebedarf ein Zuschlag von 10–50% – je nach Dauer der Unterbrechung und Lage des Gebäudes – zu rechnen, damit die Heizungsanlage imstande ist, die kalten Räume in verhältnismäßig kurzer Zeit anzuheizen.

Die Deckung des Wärmebedarfs eines Raumes erfolgt durch unmittelbar gefeuerte Oefen oder durch mit heißem Wasser oder Dampf gespeiste Heizkörper oder durch Einführung erwärmter Luft. Im ersten Fall bezeichnet man die Anlage als Lokalheizung (Einzelheizung, örtliche Heizung), in den andern Fällen als Zentralheizung (Sammelheizung), wobei dann von einer Feuerstelle aus die Erwärmung mehrerer oder sämtlicher Räume eines Gebäudes, auch wohl von einer Anzahl von Gebäuden (Fernheizung, Distriktsheizung) durch Vermittlung eines Wärmeträgers (erhitztes Wasser, Dampf, erhitzte Luft) bewirkt wird. Zur Lokalheizung kann auch die Kanalheizung gerechnet werden, bei welcher die Rauchgase eines für den zu heizenden Raum aufgestellten Ofens durch im Fußboden oder an den Wänden angeordnete gemauerte oder aus Eisen- oder Tonröhren gebildete Kanäle geleitet werden. Wegen der Schwierigkeit des Anheizens, des Dichthaltens der langen Rauchwege, der ungleichen Wärmeabgabe infolge des Abnehmens der Temperatur der Rauchgase auf dem langen Weg vom Ofen bis zum Schornstein wird die Kanalheizung nur noch selten ausgeführt; sie eignet sich auch nur für ebenerdige Räume mit feuersicherem Fußboden, z.B. Kirchen, Gewächshäuser, Werkstätten.

Lokalheizung.

Man unterscheidet Oefen mit offener und solche mit geschlossener Feuerung. Erstere, die Kamine, werden in Deutschland wegen ihrer geringen Heizwirkung selten und dann mehr zur Annehmlichkeit als zu regelmäßiger Erwärmung der Räume angewendet. Durch Anordnung mehrerer Züge, durch welche die Feuergase strömen, während außen die Raumluft vorbeigeleitet wird, läßt sich das Brennmaterial besser ausnutzen. – Neuerdings finden Kamine mit Gasheizung häufig Verwendung, wie sie schon seit langer Zeit in England und Frankreich benutzt werden. Die Vorzüge der Gasheizung gegenüber der Heizung mit festen Brennstoffen bestehen in 1. einfacher Bedienung, Wegfall der Brennmaterialzuführung; 2. Reinlichkeit, durch Vermeidung von Rauch, Ruß und Asche; 3. raschem Anheizen; 4. leichterer Anpassung des Brennstoffaufwands an den Wärmebedarf durch Regelung der Gaszuführung. Dagegen werden folgende Bedenken geltend gemacht: 1. große Betriebskosten; 2. zu hohe Temperatur der Heizflächen;[18] 3. Möglichkeit des Austretens von Leuchtgas in die zu heizenden Räume oder in den Ofen oder in den Schornstein und dadurch entstehende Explosions-, im ersten Fall auch Vergiftungsgefahr; 4. Möglichkeit des Austretens von Verbrennungsprodukten in die zu heizenden Räume 5. Durchrosten von Ofenteilen und Durchfeuchten der Rauchrohrwandung infolge sich absetzenden bei der Verbrennung des Leuchtgases entgehenden Kondensationswassers (1 l aus 1 cbm Gas) Die bedeutenden Betriebskosten entstehen durch den hohen Gaspreis. Neuerdings geben viele Gaswerke das zum Heizen und Kochen gebrauchte Gas billiger ab als das zur Beleuchtung benutzte, um die erstere Verwendung zu erleichtern. Die andern genannten Nachteile können durch geeignete Bauart und Verwendung des Gasofens sowie durch Anwendung von Sicherheitshähnen aufgehoben werden; zur Verhütung des Erlöschens der Gasflammen und des dann entstehenden Austritts unverbrannten Gases in die zu heizenden Räume empfiehlt es sich, nur Oefen mit leuchtenden Flammen zu verwenden und den Abzug der Verbrennungsprodukte durch Vermeidung fallender Züge, durch Schutz der Abzugsröhren vor Windeintritt und zu starker Abkühlung zu sichern. Gasöfen ohne Abzug der Verbrennungsprodukte sollen nur in Räumen mit starker Luftbewegung, z.B. Treppenhäusern, Kirchen, großen Hallen, angewendet werden. – Die in Deutschland in neuerer Zeit benutzten Gaskamine sind gewöhnlich mit Reflektoren aus poliertem Kupferblech und fast durchgängig auch mit Zügen versehen, durch welche die Verbrennungsgase behufs besserer Ausnutzung ziehen und an denen die Raumluft vorbeistreicht und sich erwärmt. Die äußere Form der Gaskamine wird, der Aufteilung entsprechend, mehr oder weniger reich ausgestattet; Fig. 1 zeigt ein Beispiel. Die innere Einrichtung ist sehr verschieden. J.G. Houben Sohn Carl in Aachen liefern Kamine, bei welchen über dem Reflektor, der die Wärmestrahlen der Gasflammen in den zu heizenden Raum sendet, anzeigende Blechkanäle angebracht sind, welche von der Raumluft durchzogen und von den Verbrennungsgasen umspült werden (Fig. 2). Aehnlich ist der von Rob. Kutscher in Leipzig nach der Angabe von Zschetzschinck gebaute Ofen eingerichtet; die Luftkanäle sind hier durch Röhren gebildet, welche in den oberen Ofenraum eingesetzt sind (Fig. 3). Auch bei dem von Friedrich Siemens in Dresden gelieferten Gaskamin wird die Raumluft durch anzeigende Kanäle geleitet (Fig. 4), ebenso bei dem Gaskamin der Warsteiner Gruben und Hüttenwerke und dem von der Aktiengesellschaft Schäffer & Walcker in Berlin (Fig. 5). Reflektoröfen, bei denen auch eine Wärmeabgabe der Verbrennungsgase an die quer durch den Ofen ziehende Zimmerluft und eine Vorwärmung der Verbrennungsluft stattfindet, liefern u.a. F. Butzke & Co. in Berlin, Joh. Vaillant in Remscheid, Junkers & Co. in Dessau und die Deutsche Kontinental-Gasgesellschaft in Dessau.

Die äußere, manchmal für bessere Räume gewünschte Gestalt des Kamins und die innere Einrichtung des Ofens mit geschlossener Feuerung vereinigt der Kaminofen; das Feuer wird durch Glimmerplatten sichtbar gemacht. Für Füllfeuerung (vgl. unten) mit Anthracit oder Gaskoks ist der in Fig. 6 veranschaulichte Kaminofen eingerichtet, der von E. Wille & Co. in Berlin in den Handel gebracht wird. Das Brennmaterial wird durch den Deckel a in den Füllschacht b geschüttet, aus dessen Mündung c es in den Korbrost d rutscht, in dem die Verbrennung stattfindet; die hierzu notwendige Luftzuführung erfolgt durch Einstellung des Ventils e. Die Feuergase durchziehen die seitlich angebrachten Rohrzüge g und gelangen schließlich durch den Stutzen h in den Schornstein i. Beim Anheizen werden die Rauchgase unmittelbar durch k nach i geführt, indem durch Handgriff l und das Zahngetriebe m eine in k angebrachte Klappe geöffnet wird. Zur [19] Entfernung der Asche wird der untere Teil des Korbrostes mittels eines Griffs n gerüttelt. Je nach Einstellung der Klappe o wird Zimmerluft an dem Ofen vorbeigeführt; sie tritt durch Klappe p in das Zimmer zurück. Die Glimmerfenster f machen das Feuer sichtbar.

Bei den für festen Brennstoff gebauten Oefen mit geschlossener Feuerung unterscheidet man je nach der Häufigkeit der Beschickung: Oefen mit gewöhnlicher, Halbfüll- oder Füllfeuerung. Die letzten beiden Arten werden für stetige Verbrennung des in großer Menge auf einmal in einen Füllschacht eingeschütteten Brennmaterials verwendet (Dauerbrand, Immerbrand). Von einem guten Ofen ist zu verlangen: möglichst vollkommene Verbrennung, Möglichkeit der Regelung derselben, dem wechselnden Wärmebedarf des zu heizenden Raumes entsprechend; Wärmeabgabe- durch Leitung und milde Wärmestrahlung derart, daß der Raum mit seinen Einschließungswänden möglichst gleichmäßig erwärmt wird; sicherer Abzug der Rauchgase und Verhinderung des Austritts derselben in den zu heizenden Raum; einfache und sichere Bedienung; Möglichkeit der bequemen Reinigung der Heizflächen und der Entrußung der Rauchwege; ferner soll Erglühen der von der Raumluft bespülten Ofenflächen ausgeschlossen und Ablagern von Staub auf diesen möglichst verhindert sein.

Für Wohnräume werden Oefen aus Ton wegen ihrer geringen Oberflächentemperatur und ihres Wärmeaufspeicherungsvermögens, das den bei der gewöhnlichen Feuerung leicht eintretenden Wechsel in der Wärmeerzeugung ausgleicht, gern angewendet. Jedoch haben diese Oefen den Mangel des langsamen Anheizens, ungenügender Regelungsfähigkeit der Wärmeabgabe und der gegenüber den eisernen Oefen geringeren Wärmeabgabefähigkeit. Für große Räume und wenn behufs Lüftung des Raumes große Frischluftmengen erwärmt werden sollen, eignen sich Tonöfen nicht.

Eiserne Oefen erhalten für gleiche Wärmeabgabe kleinere Heizflächen als Tonöfen;, jedoch muß zu starkes Erhitzen der vom Feuer getroffenen Flächen durch Ausfütterung mit feuerfestem Material (Schamotte) oder durch geeignete Formung (Rippen) verhütet werden. Lästige Wärmestrahlung läßt sich durch Vorsetzen von Blechschirmen oder durch Ummantelung beseitigen; letztere wird aus Blech, Gußeisen, Kacheln hergestellt und zur Durchleitung der Raumluft oder frischer, von außen zugeführter Luft behufs Erwärmung derselben vor ihrem Eintritt in den Raum (Lüftungsofen) verwendet.

Die Regelung der Wärmeabgabe eines Ofens kann nur durch Aenderung der Wärmeerzeugung im Feuerraum erfolgen, was durch größere oder geringere Zuführung von Brennstoff und durch Regelung der Verbrennung bezw. der Zuführung der Verbrennungsluft mittels der Ofentüren oder besonderer Schieber, Klappen, Ventile geschieht; vielfach ist die Handhabung dieser Vorrichtungen zu umständlich und erfordert besondere Sachkenntnis, welche das die Oefen gewöhnlich bedienende Personal nicht besitzt, weshalb nicht selten dabei Fehler gemacht werden, die entweder zu einer Ueberhitzung oder ungenügenden Erwärmung führen. Einfache Regelungsvorrichtungen, die nur die Handhabung eines Griffes erfordern, sind daher vorzuziehen.

Die einfachste Form des Ofens mit gewöhnlicher Feuerung hat der Kanonen- oder Säulenofen, bei dem die Feuergase vom Rost aufwärts einen eisernen Zylinder durchziehen und am oberen Ende desselben in das Rauchrohr treten. Die Ausnutzung des Brennmaterials ist gering; sie wird verbessert durch Anordnung von Zügen, die den Weg der Feuergase verlängern. Je nach der Form dieser Züge entstehen zahlreiche im Handel vorkommende Ofenformen. Als Beispiel eines Tonofens sei der sogenannte Berliner Ofen erwähnt, dessen lot- und wagerechte Züge vom Feuer in der in Fig. 7 angegebenen Nummernfolge durchzogen werden. Stein- und Braunkohlenfeuerung erfordern die Anbringung eines Rostes, der für Holz und Preßkohlen wegfallen kann, und die Isolierung des Feuerraums von der Kachelwandung durch Einbauung eines aus Schamotteplatten zusammengesetzten oder eines eisernen Feuerkastens (vgl. Fig. 8).

Oefen mit Füllfeuerung werden entweder so gebaut, daß die Beschickung mit frischem Brennstoff in den Feuerraum selbst (Halbfüllofen) oder durch Nachfüllen eines Füllschachtes erfolgt, aus welchem die Brennstoffstücke allmählich in den Feuerraum rutschen (Füllofen). Die einfachste Form des Halbfüllofens ist der Meidinger Ofen, ein aus einzelnen eisernen, auch wohl mit feuerfestem Ton ausgefütterten, im ersten Fall auch mit Außenrippen versehenen Ringen zusammengesetzter Zylinder mit oder ohne Rost und mit einer unten an einem Hals angebrachten, zur Entfernung von Schlacken und Asche dienenden Türe, die zur Regelung der Zuführung der Verbrennungsluft mit Schieber oder Klappe versehen ist. Der Zylinder wird bis zur Höhe des Rauchrohrs mit Anthracit oder Koks gefüllt; die Entzündung erfolgt von oben, das Brennmaterial brennt nach unten ab, kann aber bei stetigem Heizen nach Belieben nachgefüllt werden. Eine vom Eisenwerk Kaiserslautern ausgeführte Form dieses Ofens zeigt Fig. 9. Um[20] zur besseren Ausnutzung der Feuergase den Weg derselben bis zum Rauchabzug zu verlängern, wird bei vielen Ofenformen die Füllöffnung weiter nach unten gerückt und über ihr sowie auch seitlich vom Füllschacht eine Reihe von Feuerzügen angeordnet. Solche Oefen mit niedrigem Füllschacht werden auch für Steinkohlenbrand gebaut. Bei dem niedrigen sogenannten irischen Ofen, der auch in vielen Bauarten hergestellt wird, von denen Fig. 10 eine des Kgl. Württemberg. Hüttenwerks Wasseralfingen veranschaulicht, liegen die Züge hintereinander; beim Anheizen wird durch Herausziehen der Stange S über der Fülltür F ein Schieber geöffnet, so daß ein unmittelbarer Zug vom Feuerraum nach dem Rauchrohr entsteht; ist die Koksfüllung ins Glühen gekommen, so wird S geschlossen, so daß die Feuergase durch die Feuerzüge ziehen müssen. Das Entfernen der auf dem Drehrost sich ansammelnden Asche geschieht durch Rütteln des Rostes mittels der Stange R; zur Reinigung der Züge lind Putzdeckel P angebracht. Aehnliche Konstruktion zeigen die von Rießner & Co. in Nürnberg gebauten Britannia-Oefen, die auch in runder Form hergestellt werden. Oefen, bei denen die Feuerzüge über dem mit Schamotte ausgekleideten niedrigen Füllschacht angeordnet sind, werden von vielen Fabrikanten gebaut. Während bei diesen Oefen die Feuerzüge lotrecht auf und ab steigen, bilden sie bei andern Formen, wie sie z.B. Ernst Essers in München-Gladbach herstellt, nur einen lotrecht hochgehenden, weiten, von einem Mantel umgebenen Kanal oder verlaufen zickzackförmig nach aufwärts, wie die von der Maschinenbau-Aktiengesellschaft Union in Essen angefertigten, besonders für die Heizung großer Räume sich eignende Bauart, bei welcher die Raumluft durch einen Mantel mit schrägen Kanälen gezwungen wird, an den Heizflächen der Feuerzüge entlang zu streichen.

Eine besondere Art der Füllöfen bilden die Schachtöfen, in welchen magere Steinkohle, Anthracit, Koks, Braunkohle, Torf, Lohkuchen verbrannt werden können. Die Brennstoffstücke werden in einen schrägen Schacht geschüttet und rutschen dann gegen den Rost; sie brennen also unten ab. Auch für diese Ofenart gibt es viele Formen; eine derselben zeigt Fig. 11 nach einer Ausführung des Eisenwerks Kaiserslautern und wird als Pfälzer Schachtofen bezeichnet.

Die mit lotrechtem Füllschacht ausgerüsteten Füllöfen eignen sich nur zur Verfeuerung von magerer Steinkohle, Anthracit und schlackenarmem Koks; fette Steinkohle würde im Feuerherd zusammensintern und das Nachrutschen frischen Brennstoffes hindern. Die erste Form dieser Oefen wurde von Perry angegeben und unter der Bezeichnung »Crown jewel« von Amerika nach Deutschland gebracht, wo diese amerikanischen Oefen vielfach in Gebrauch genommen und insbesondere durch die bequeme Bedienung und die Sichtbarkeit des Feuers beliebt geworden sind. Im Laufe der Zeit sind die Füllöfen vielfach geändert worden und werden jetzt von vielen Fabrikanten in zahlreichen Formen hergestellt, die sich meistens von der ursprünglichen amerikanischen Bauart durch bessere Ausnutzung der Feuergase in zweckmäßig angelegten Feuerzügen, durch Vermeidung unangenehm wirkender Wärmestrahlung, durch Vereinfachung der Bedienung und auch wohl dadurch auszeichnen, daß die Zimmerluft oder von außen zugeführte Frischluft mittels besonderer im Ofen angeordneter Kanäle oder, einer Ofenummantelung an den Heizflächen vorbeigeführt wird. Fig. 12 veranschaulicht als Beispiel einen vom Kgl. württembergischen Hüttenwerk Wasseralfingen ausgeführten Füllofen nach verbessertem amerikanischen System. Die durch die Fülltüre F eingeschütteten Koksstücke verbrennen über dem Korbrost; die Feuergase werden beim Anheizen durch Wagerechtstellen der Klappe K unmittelbar in den Schornstein geleitet, im regelmäßigen Betrieb aber durch den doppelten Kanal C geführt, der mit Putztüre D versehen ist. Zur Regelung des Brandes sind die Rosette A und ein Schieber X angebracht; beim Anheizen können die im Füllschacht entstehenden Gase durch Oeffnen des Schiebers P abgeleitet werden. Zur [21] Reinigung des Rostes ist eine Türe E vorgesehen. Das Feuer ist durch Glimmerfenster H sichtbar. C. Rießner & Co. in Nürnberg bauen Füllöfen mit Regelungsvorrichtungen, die je nach ihrer Einstellung dem Feuer mehr oder weniger Verbrennungsluft zuführen und den Zug unmittelbar oder auf Umwegen leiten (stürzen), verstärken oder abschwächen. – Eine neuerdings häufig zur Anwendung kommende Ofenform ist von Cadé angegeben (Fig. 13); der Rost wird durch einige Eisen- und Schamottestäbe gebildet; der Feuerraum ist nach vorne offen, kann aber durch einen Vorhang, bestehend aus eisernem Rahmen mit eingesetzter Glimmerscheibe, abgeschlossen werden; das Feuer bleibt dann sichtbar. Zur Verbrennung eignet sich nur Anthracit in kleinen Stücken; beim Entfernen der Asche wird die Kohlenmasse im Füllschacht durch einen eingesteckten Schieber zurückgehalten, wie die Figur veranschaulicht Diese Oefen werden auch als Einsätze für Kachelöfen und in kleiner Ausführung auch neben einem schlecht heizenden Kachelofen verwendet, in den dann die Verbrennungsgase geleitet werden.

Um große Heizfläche zu erzielen, wird diese auch als weites Spiralrohr um den lotrechten Füllschacht gelegt; eine solche Form verfertigen die Warsteiner Gruben- und Hüttenwerke in Warstein i. W. besonders für die Heizung großer Werkstatträume.

Für kleinere Wohnungen ist es häufig notwendig, den Ofen gleichzeitig auch zum Kochen zu benutzen; es ist dann dafür zu sorgen, daß im Sommer die Heizwirkung möglichst beseitigt wird. Dies kann durch kleinere Brennmaterialfüllung geschehen. Fig. 14 zeigt eine solche bei einer Ausführungsform der von Emil Wille & Cie. in Berlin gelieferten Germania-Oefen vorhandene Einrichtung. Diese Oefen sind mit Füllfeuerung versehen; die Schamotteausfütterung e des Füllschachts enthält Kanäle zum Hochziehen der aus dem Brennmaterial (Kohle, Koks, Torf, Holz u.s.w.) sich entwickelnden Gase. Für die Sommerfeuerung wird der Rost bei a, für die Winterfeuerung bei c eingelegt; die Feuergase ziehen durch die Räume g unter den Kochringen und strömen dann hinter der Wand b nach dem Rauchrohr. Diese Germania-Oefen werden auch ohne Kochplatte ausgeführt. Einem Kochherd ähnlicher ist der Zimmerkochofen, der vom Eisenwerk Kaiserslautern hergestellt wird und 1891 bei einer die beste Bauart eines Ofens für Arbeiterwohnungen betreffenden Preisbewerbung ausgezeichnet wurde. Näheres s. in den Katalogen dieser Firma.

Wegen der bei aufmerksamer Bedienung erzielbaren Regelungsfähigkeit der Verbrennung und damit der Wärmeabgabe werden die Füllöfen häufig auch Regulierfüllöfen genannt. Soll das Brennmaterial nicht von dem zu heizenden, sondern von einem andern Raum aus in den Ofen gebracht werden, so wird der Schürraum oder der Füllschacht durch die Trennungswand der Räume geführt. Die Regelung des Ofens erfolgt dann aber gewöhnlich von dem zu heizenden Raum aus. Um die Oefen auch zur Lufterneuerung (Ventilation) zu benutzen, werden sie so gebaut, daß frische Luft von außen durch einen Kanal in den geschlossenen Ofensockel und aus diesem durch den Raum zwischen dem eigentlichen Heizofen oder den Rauchzügen und einem Mantel tritt, um dann erwärmt gewöhnlich durch den Deckel in den zu heizenden und zu lüftenden Raum zu strömen. Auch zur Absaugung der Luft aus den Räumen, wodurch gleichfalls eine Lüftung derselben entsteht, werden die Oefen eingerichtet. (Vgl. den Art. Lüftung geschlossener Räume.)

In den Oefen für Grudefeuerung (s.a. Grudeherde) wird der bei der Braunkohlen Destillation verbleibende Koksrückstand, Grude genannt, in feinkörnigem Zustand verbrannt, indem sie in einem ausziehbaren Kasten auf eine Unterlage von Asche gebracht wird, welche als schlechter Wärmeleiter die zu starke Abkühlung des Brennstoffs und damit dessen Erlöschen verhindert. Die Grude glimmt unter Luftzutritt; die entstehenden Rauchgase sind wie bei allen Oefen andrer Ort nach einem Rauchrohr (Schornstein, Kamin) abzuleiten.

Für Verwendung des Leuchtgases zum Heizen werden neuerdings Oefen verwendet, in denen die Verbrennungsgase der Gasflammen in schmalen Kanälen hochziehen, die von der Raumluft und bei Lüftung auch von der aus dem Freien zugeführten frischen Luft umspült werden. Diese Einrichtung zeigt z.B. der von Meidinger und Reichard konstruierte, von den Warsteiner Gruben- und Hüttenwerken gebaute sogenannte Karlsruher Schulofen (Fig. 15), bei dem die Verbrennungsgase eines Ringbrenners durch einen engen, rohrförmigen Raum ziehen, der innen von frischer oder von Zimmerluft, außen von letzterer umspült wird. Gleichfalls mit engen Zügen für die Verbrennungsgase ist der vom Eisenwerk Kaiserslautern[22] hergestellte Ofen (Fig. 16) ausgerüstet; soll derselbe zur Erwärmung zweier benachbarter Räume benutzt werden, so wird die erwärmte Luft durch einen oben an den Ofen seitlich anschließenden Kanal in den zweiten Raum geleitet. Das genannte Werk liefert auch Oefen mit Wärmeaufspeicherung, die sonst bei den Gasöfen nicht vorgesehen und hier durch Ausfüllung der aus Wellblech hergestellten Gaszüge mit Tonplatten hergestellt wird (Fig. 17). Die eine dieser Ofenformen enthält zwei Kanäle aus Weißblech, in welche Tonplatten mit Zwischenraum eingesetzt sind, durch den die Verbrennungsgase ziehen; die andre Form besitzt einen Blechmantel mit eingesetztem Wellblechschacht, zwischen beiden ziehen die Verbrennungsgase hoch. Die Raumluft bespült in beiden Fällen die Wellblechwandung. Für die Unterbringung in Fensternischen oder, wenn überhaupt niedere Ofenform erfordert wird, baut genanntes Eisenwerk Gliederöfen, welche aus zickzackförmigen, engen, gerippten Gußeisenelementen zusammengesetzt sind die von den Verbrennungsgasen durchzogen und von der Raumluft umspült werden; diese Heizkörper werden von einem Vorsetzer umgeben. Aus hufeisenförmigen Gliedern ist der Batteriegasofen der Hannoverschen Maschinenbau-Aktiengesellschaft in Linden vor Hannover zusammengesetzt; diese Glieder stehen auf einem Sockel mit zwei Kammern; unter der vorderen liegt das Gaszuleitungsrohr, das mit Brennern versehen ist, die durch Löcher in die Kammer ragen. Die Verbrennungsgase durchströmen die Glieder und gelangen aus der hintern Kammer in das Abzugsrohr.

Die Zentralwerkstatt der Deutschen Kontinental-Gasgesellschaft in Dessau baut Gasöfen, in denen die Verbrennungsgase durch eingesetzte Bleche gezwungen werden, einen zickzackförmigen Weg zu machen (Fig. 18). Der von Rob. Kutscher in Leipzig hergestellte Ofen ist ähnlich dem bereits besprochenen Gaskamin, jedoch ohne Reflektor gebaut. Einen Ofen, der im Sockel auch mit Reflektorblechen versehen wird und bei dem die Verbrennungsgase wie bei dem Karlsruher Schulofen durch einen engen rohrförmigen Raum ziehen, liefert die Firma J.G. Houben Sohn Carl in Aachen unter der Bezeichnung Aachener Schulofen. Andre ähnliche Ofenkonstruktionen werden von den Warsteiner Gruben- und Hüttenwerken nach den Angaben von O. Krell in Nürnberg (Nürnberger Schulofen), ferner von Friedrich Siemens in Dresden, der Aktiengesellschaft Schäffer & Walcker in Berlin u.a. geliefert. Näheres s. in den Katalogen dieser Firmen. – Röhrenförmige Gasradiatoren, mit und ohne Ableitung der Verbrennungsprodukte, baut Friedrich Siemens in Dresden. Der Nutzeffekt der Gasöfen kann bei guter Bauart und sorgsamer Regelung derselben sehr hoch, bis zu 80%, werden. Nach den bei der Heizung von Schulen in Karlsruhe und Frankfurt a.M. gemachten Erfahrungen betrug der jährliche Gasverbrauch 4,5–5,5 cbm Gas für 1 cbm zu heizenden Schulraum. Um die Raumtemperatur nicht über ein gewisses Maß steigen zu lassen, werden an den Gasöfen selbsttätige Wärmeregler angebracht, welche die Ausdehnung von Metallspiralen, Flüssigkeiten oder Luft benutzen, um bei einer zu hohen Erwärmung des Raumes den Gaszufluß zu den Brennern durch ein Ventil oder durch Quecksilber zu vermindern. Solche Apparate werden von Friedrich Siemens in Dresden, Robert Kutscher in Leipzig, J.G. Houben Sohn Carl in Aachen, der Aktiengesellschaft Schäffer & Walcker in Berlin u.a. geliefert. Spiritus-Gasheizöfen finden wegen der durch den Spirituspreis bedingten erheblichen Betriebskonten nur selten aushilfsweise Verwendung. Aus einem am Ofen angebrachten Behälter fließt der Brennstoff nach einem Brenner, in dem er vergast und aus dessen Löchern dann das Gas ausströmt, um zu verbrennen. Oefen mit Petroleumheizung werden meist nur in kleineren Formen und zur gelegentlichen Verwendung benutzt, z.B. wenn im Frühjahr und Herbst die vorhandene Zentralheizung nicht in Betrieb genommen werden soll oder wenn die vorhandene Heizungseinrichtung versagt oder selten benutzte Räume rasch erwärmt werden sollen; in solchen Fällen kann die Ableitung der Verbrennungsgase unterbleiben, die aber bei regelmäßiger Benutzung notwendig ist. Die Petroleumösen werden in verschiedenen Bauarten hergestellt, mit leuchtender oder entleuchteter Flamme, mit und ohne Zylinder. Nach der Bauart von Grube liefert Emil Wille & Cie. in Berlin Oefen, bei denen das Petroleum in einem großen Brenner zur Verbrennung kommt;[23] die dabei entstehenden heißen Gase werden durch ein längeres lotrechtes Blechrohr oder durch ein Rohrsystem geleitet, welches von der Raumluft umspült wird. Die der Petroleumflamme zuzuführende Verbrennungsluft wird vorgewärmt. Die Oefen werden mit und ohne Ableitung der Verbrennungsgase gebaut. Andre ähnliche Formen werden von Ludolphi in Hamburg, Friedrich Siemens in Dresden u.a. gebaut. Einen Petroleum-Gasofen liefert Reinhold in Berlin.

Zentralheizung.

Als Träger der an einer für mehrere oder sämtliche Räume eines Gebäudes angebrachten Feuerstelle erzeugten Wärme wird Luft, Wasser oder Wasserdampf verwendet und hiernach Luft-, Wasser- und Dampfheizung unterschieden.

Wird die zur Heizung dienende Luft unmittelbar durch einen mit Feuerung versehenen Ofen erhitzt, so heißt die Anlage Feuerluftheizung oder kurzweg Luftheizung. Wird die Heizluft durch Berührung mit Heizkörpern erwärmt, welche von heißem Wasser oder Dampf durchströmt werden, so werden die Anlagen als Wasserluftheizung bezw. Dampfluftheizung bezeichnet. Eine weitere Abart ist die Dampfwasserluftheizung, wenn zunächst Dampf erzeugt, dann mittels desselben Wasser erhitzt und dieses zur Erwärmung der Heizluft benutzt wird. Bei allen Arten der Luftheizung wird die erwärmte Luft den zu heizenden Räumen durch Kanäle zugeleitet Abarten der Dampf- und der Wasserheizung sind die Dampfwasserheizung und die Heißwasserwarmwasserheizung; bei beiden Heizsystemen werden die Räume durch in ihnen aufgestellte, mit warmem Wasser gespeiste Heizkörper erwärmt; die Erwärmung dieses Heizwassers erfolgt bei der erstgenannten Art durch an der Zentralfeuerstelle erzeugten Dampf, beim andern System durch dort hocherhitztes Wasser. – Bei der Luftheizung und ihren erwähnten Abarten wird die zu erwärmende Luft aus den Räumen selbst entnommen: Heizung mit Luftumlauf (Zirkulationsheizung), oder sie wird von außen als Frischluft eingeführt: Heizung mit Lufterneuerung (Ventilationsheizung).

Die allgemeine Anordnung beider Heizungsarten zeigt Fig. 19; für die Räume des Sockelgeschosses ist Umlaufsheizung angeordnet. Die Luft tritt aus diesen Räumen durch Kanäle a in die Heizkammer A, in welcher der Luftheizungsofen B steht, erwärmt sich an den Heizflächen desselben und strömt dann durch Kanäle b wieder in die Räume zurück. Die andern Geschosse sind mit Heizung durch erwärmte frische Luft versehen, die von außen durch Kanal C entnommen wird, in der Heizkammer sich erwärmt und durch Kanäle c in die zu heizenden Räume gelangt. Die aus diesen zu entfernende Luft wird durch Kanäle d über Dach oder in den mit Oeffnungen versehenen Dachboden geleitet (s. Lüftung). Die Anordnung zweier, von entgegengesetzter Seite zugeführter Frischluftkanäle C erfolgt häufig, um je nach der Windrichtung nur den Kanal benutzen zu können, bei dem durch Windanfall die Luftbewegung nach der Heizkammer A nicht gehemmt wird. Die Luft wird in letzterer zweckmäßig auf nicht mehr als 50° C. erwärmt. Die Regelung der Wärmezuführung zu den Räumen entsprechend deren wechselndem Wärmebedarf erfolgt durch Aenderung der Menge der zugeführten Luft mittels in die Kanäle eingesetzter Klappen oder Schieber oder durch Aenderung der Lufttemperatur durch Mischen von erwärmter und kalter Luft, wie die Fig. 19 an dem Kanal e zeigt. Wird mit Frischluft geheizt, so wird vielfach eine Reinigung derselben vor ihrem Eintritt in die Heizkammer durch Filter aus seinen Drahtgittern oder Tüchern (s. Lüftung geschlossener Räume) vorgenommen; gewöhnlich wird auch noch die erwärmte Luft durch Wasserbrausen oder -verdunstungsgefäße befeuchtet. Die mit Feuerung versehenen Luftheizungsöfen (Kalorifer) werden gewöhnlich aus Gußeisen hergestellt; der Feuerherd wird dann gemauert oder auch aus gußeisernen, mit feuerfestem Ton ausgefütterten Teilen zusammengesetzt. Die zur Ausführung kommenden Ofenformen sind sehr verschieden; ein Beispiel nach einer Ausführung von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover zeigen Fig. 20 u. 20a. Die Feuergase durchziehen vom Feuerherd A aus, der mit Schachtfeuerung T versehen ist, einen ausgefütterten Verteilungskanal B und gelangen dann durch mehrere gerippte Feuerkanäle C in die Kanäle D, welche in den Rauchkanal S münden; die zu erwärmende Luft umspült auf ihrem Weg vom Kanal K durch die Heizkammer die heißen Oberflächen[24] und strömt durch die an der Decke mündenden Kanäle W nach den zu heizenden Räumen; zur Luftbefeuchtung ist auf den Ofen eine mit Wasser gefüllte Schale V gesetzt; zur Reinigung der Feuerzüge sind Türen P angebracht. Bei der Luftheizung wird die Bewegung der Heizluft von der Heizkammer nach den Räumen nur durch den Auftrieb erzeugt, der aus dem Unterschied der spezifischen Gewichte der kalten und der erwärmten Luft entsteht. Reicht dieser Auftrieb nicht aus, so muß die Luft durch Gebläse (Ventilatoren) nach den zu heizenden Räumen getrieben werden. Bei dem Kalorifer von H. Kori in Berlin sind strahlenförmig um den ausgemauerten Feuerherd Heizkästen angeordnet, deren Querschnitt nach unten zu abnimmt; die Feuergase durchziehen diese Kästen von oben nach unten, sammeln sich in einem unter dem Feuerherd in der Einmauerung angebrachten Raum und treten aus diesem in den Schornstein. Die eigenartige Form dieser Feuerzüge ergibt eine vorteilhafte Ausnutzung der Verbrennungsgase.

Die Luftheizung eignet sich für kleinere Wohnhäuser, Schulen, Krankenhäuser und Kirchen, aber wegen der anzubringenden Kanäle im allgemeinen nur für Neubauten, sie eignet sich ferner, wenn starke Lüftung verlangt ist und die Anlagekosten niedrig sein Tollen, dagegen nicht für ausgedehnte Gebäude, wenn nicht Gebläse zur Luftbewegung benutzt werden.

Bei der Wasserheizung wird je nach der Temperatur t, auf welche das Wasser im Heizkessel erhitzt wird, unterschieden: Niederdruck- oder Warmwasserheizung, bis 90° C.; Mitteldruckwasserheizung, t = 100–130° C.; Hochdruck- oder Heißwasserheizung, t = 150–200° C. Sämtliche Systeme gleichen sich darin, daß das Wasser in einem Heizkessel erhitzt, dann nach den in den Räumen aufgestellten Heizkörpern geleitet wird, dort Wärme abgibt und dann wieder in den Kessel zurückfließt; es entsteht also während des Betriebes ein stetiger Umlauf in der ganzen Anlage, der durch den Unterschied in dem Gewicht des Wassers im Zeigenden und im fallenden Teil der Leitung hervorgebracht wird.

Die Fig. 21 und 22 veranschaulichen die gebräuchlichen Anordnungen bei der Warmwasserheizung.[25] Bei der Anlage nach Fig. 21 strömt das im Kessel Z erhitzte Wasser unmittelbar durch das Hauptsteigrohr S nach dem Dachboden; dort zweigen die Verteilungsleitungen ab, an deren höchstem Punkt das offene Ausdehnungs- oder Expansionsgefäß E angeschlossen ist. Von den Verteilungsleitungen führen Fallstränge das Wasser den Heizkörpern O zu, aus denen es abgekühlt in die Rücklaufleitungen R gelangt, die es in den Kessel Z zurückführen. Von dieser Anordnung unterscheidet sich die in Fig. 22 angedeutete dadurch, daß die Verteilung des warmen Wassers an der Kellerdecke erfolgt; einzelne Steigrohre S führen zu den Heizkörpern O; das abgekühlte Wasser fließt wieder durch die Rücklaufleitungen R in den Kessel Z zurück. Die höchsten Punkte der Steigrohre stehen durch Luftleitungen mit dem Ausdehnungsgefäß E in Verbindung, oder es werden einige Entlüftungsventilchen an den Heizkörpern angebracht. Eine dritte Anordnung ist ähnlich der ersten; die Fallstränge dienen aber nicht nur zur Zuleitung des heißen Wassers zu den Heizkörpern, sondern sie nehmen auch das aus diesen abfließende Wasser wieder auf und leiten es zu den darunter stehenden Heizkörpern. – Welche von diesen drei Anordnungen im einzelnen Fall für die Ausführung zu wählen ist, hängt von den baulichen Verhältnissen ab. Andre Anordnungen s. in [17].

Die Heizkessel der Warmwasserheizung werden aus Schmiede- oder Gußeisen hergestellt; die dabei zur Anwendung kommenden Formen sind äußerst mannigfaltig. Einen stehenden Zylinderkessel mit Feuerröhren und Koksfüllfeuerung zeigt Fig. 23 nach einer Ausführung von Rietschel & Henneberg in Berlin. Beispiele der neuerdings nach amerikanischem Vorbild immer mehr zur Anwendung kommenden, aus gußeisernen Gliedern zusammengesetzten Heizkessel zeigen die in Bd. 4, S. 570, beschriebenen Gliederkessel, und zwar eine Ausführung vom Strebelwerk in Mannheim, eine zweite von den Metallwerken Bruno Schramm in Ilversgehofen-Erfurt, worauf wir verweisen.

Die Heißwasserheizung, von Perkins zuerst angegeben, wird in der durch Fig. 24 veranschaulichten oder in etwas abgeänderter Anordnung ausgeführt. Wegen der hohen Temperatur, auf die das Wasser erhitzt wird, entsteht in dem Kessel, den Leitungen und den Heizkörpern bei 150° Wassertemperatur 4 Atmosphären, bei 200° 15 Atmosphären Ueberdruck; sämtliche Teile der Anlage werden daher aus geschweißten schmiedeeisernen Röhren von 23 mm innerem und 33 mm äußerem Durchmesser, sogenannten Perkinsröhren, hergestellt. Die Heizkessel Z (Fig. 24) enthalten je nach der Ausdehnung der Anlage eine oder einige Rohrschlangen, von denen die Steigröhren S nach als Rohrschlangen gebildeten Heizkörpern O führen, aus denen das Wasser nach den Feuerschlangen durch die Rücklaufleitungen R zurückfließt. Um die infolge der Erhitzung des Wassers entstehende Volumvergrößerung desselben aufzunehmen, ist wieder ein Ausdehnungsgefäß E mit dem Rohrsystem zu verbinden; das Gefäß ist aber hier geschlossen. Dieser Abschluß wird auch durch ein Sicherheitsventil bewirkt und kann dann durch Veränderung der Belastung desselben der Druck und damit die Temperatur des Wassers im Heizsystem[26] geregelt werden. Das Beispiel eines Heizkessels zeigt Fig. 25 nach einer Ausführung von Gebr. Poensgen in Düsseldorf. An die über dem Rost r liegende Feuerschlange S¹ schließt oben das Steigrohr s und unten die nicht angegebene Rücklaufleitung an; der Feuerraum ist mit Türen S und H, der Aschenfall mit der Türe A und der durch eine Klappe k' regelbaren Luftzuführung L versehen.

Die Mitteldruckwasserheizung wird gewöhnlich der Heißwasserheizung nachgebildet und unterscheidet sich von dieser dann nur durch die geringere Wassertemperatur und dementsprechend durch geringeren, im ganzen System herrschenden Druck. Die Regelung der Wärmeabgabe der Heizkörper der Wasserheizung erfolgt durch eingeschaltete Ventile oder Hähne; neuerdings werden bei Warmwasserheizungen auch Apparate angewendet, z.B. nach der Angabe von Porges, die selbsttätig, entsprechend der Raumtemperatur, den Wasserzufluß zum Heizkörper ändern. Die Warmwasserheizung eignet sich für Wohnhäuser besserer Art, für Schulen, Gewächshäuser, Krankenhäuser und öffentliche Gebäude, überhaupt überall da, wo ungestörter und billiger Betrieb sowie milde Wärme verlangt wird und die größeren Anlagekosten nicht gescheut werden; bei sehr ausgedehnten Gebäuden müssen mehrere Kessel verteilt angeordnet werden. Bei kleineren Wohnhäusern (Villen) wird der Kessel auch gern mit dem Küchenherd verbunden, um die Bedienung zu vereinfachen; solche Anlagen werden in der neueren Zeit vielfach unter dem Namen Etagenheizung eingerichtet. Die Heißwasserheizung eignet sich wegen der leichteren Unterbringung der engen Leitungen auch für alte Gebäude, ferner, wenn billige Anlage gefordert wird und die hohe Temperatur der Heizschlangen nicht lästig ist. Bei allen Wasserheizungen ist die Gefriergefahr zu beachten.

Die Warmwasserheizung erfordert wegen der geringen Geschwindigkeit, mit der das Wasser durch die Leitungen und Heizkörper zirkuliert, weite Röhren und gestattet nicht, Heizkörper tiefer als den Kessel zu stellen und weitausgedehnte Gebäude von einer Kesselanlage aus mit Wärme zu versorgen. Zur Beseitigung dieser Nachteile sind daher neuerdings Anordnungen angegeben und ausgeführt worden, bei denen der Wasserumlauf erheblich beschleunigt wird. Die meisten dieser neueren, als Schnellumlauf- oder Ueberstromheizung bezeichneten Systeme wirken dadurch, daß Dampf dem Wasser beigemischt und damit das mittlere spezifische Gewicht der aufzeigenden Wassersäule sehr vermindert, der Auftrieb, der aus dem Gewichtsunterschied dieser und der abgekühlten fallenden Wassersäule entsteht, also stark erhöht wird. Bei der von Reck angegebenen, vom Strebelwerk in Mannheim u.a. ausgeführten Warmwasserheizung wird der Dampf in einem kleinen Niederdruckkessel erzeugt und dem Wasser des Steigrohrs in einem unter dem Ausdehnungsgefäß angebrachten Mischgefäß geräuschlos zugeführt; das Gemisch gelangt durch ein Auftriebsrohr in das Ausdehnungsgefäß; der dort sich wieder abscheidende Dampf wird in einer meist unter dem Mischgefäß angebrachten Kondensationsheizfläche verdichtet, durch die das vom Wasserheizkessel nach dem Mischgefäß strömende Wasser fließt. Das Kondensationswasser wird dem Heizkessel zugeleitet, in den wie gewöhnlich die Sammelleitungen münden, die das in den Heizkörpern abgekühlte Wasser aufnehmen. Johannes Haag, A.-G. in Augsburg, führt Dampf von unten in das Steigrohr ein, der durch einen im Wasserheizkessel oder in dessen Feuerzug angebrachten Verdampfer erzeugt wird, der auch besonders aufgeteilt werden kann.

Brückner in Wien, Gebr. Körting in Körtingsdorf, Bruun & Sorensen in Aarhus u.a. führen Wasserheizungen aus, bei denen das Wasser im Kessel etwas über 100° erhitzt wird, so daß sich in einer gewissen Höhe über letzterem Dampf aus dem Wasser entwickelt, der sich mit diesem mischt und dadurch die erhöhte Umlaufgeschwindigkeit erzeugt; durch besondere Einrichtung (Verdichter, Kühler u.s.w.) wird mittels des abgekühlten Rücklaufwassers der sich aus dem Gemisch wieder abscheidende Dampf verdichtet.

David Grove in Berlin baut Schnellumlaufheizungen nach der Angabe von Göbel, der zur Beschleunigung des Umlaufs einen besonderen Antriebskreislauf anordnet. Die Zentralheizungswerke in Hannover-Hainholz u.a. erzeugen die erhöhte Umlaufgeschwindigkeit mit Hilfe von Pumpen, welches Mittel schon vor vielen Jahren bei Heißwasserversorgungen amerikanischer Städte zur Bewegung des Wassers verwendet worden ist. Die erstgenannten Werke benutzen elektrisch angetriebene Zentrifugalpumpen oder besonders konstruierte Niederdruckdampfpulsometer und regeln die Umlaufgeschwindigkeit des Wassers durch Einstellung der treibenden Wassersäule, indem zwei übereinander stehende offene Gefäße angeordnet werden, von denen das obere mit dem Vorlauf, das untere mit dem Rücklauf der Heizungsanlage verbunden wird, so daß die Entfernung der Wasserspiegel in den beiden Gefäßen die treibende Wasserhöhe ergibt. Durch Pumpwirkung können natürlich Warmwasserheizungen mit beliebiger Temperatur im Vorlauf des Heizsystems und geringem Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf betrieben werden. Auch andre Mittel zur Erzeugung größerer Umlaufgeschwindigkeit sind angegeben und verwendet worden. Bruun & Sorensen in Aarhus bauen Warmwasserheizungen nach der Angabe von Jörgensen, bei denen in das Steigrohr Luft mit Hilfe einer Dampfstrahlpumpe eingeblasen und dadurch ein Gemisch von geringerem spezifischen Gewicht erzeugt wird. Zum Betrieb der Pumpen ist Dampf notwendig, der einer vorhandenen Dampfleitung zu entnehmen ist oder in einem Kessel erzeugt werden muß., der dann auch zur Erwärmung des zur Heizung benutzten Wassers verwendet werden kann. Janeck & Vetter in Berlin verwenden ebenfalls Dampf zur Vergrößerung der Geschwindigkeit des Wasserumlaufs, indem das beliebig erwärmte Wasser aus dem Ausdehnungsgefäß durch einen mit Niederdruckdampf betriebenen Pulsator in ein 1–2 m höher stehendes Staugefäß gehoben wird, von dem es durch das Heizrohrsystem dem Ausdehnungsgefäß wieder zufließt.

Die Dampfheizung wirkt dadurch, daß der in einem Kessel erzeugte Wasserdampf nach in den Räumen aufgestellten Heizkörpern geleitet wird, dort Wärme abgibt und sich dabei kondensiert. Je nach der Dampfspannung wird Hochdruck- oder Niederdruckdampfheizung[27] unterschieden; bei ersterer wird in konzessionspflichtigen Dampfkesseln (s.d.) Wasserdampf von einigen Atmosphären Spannung erzeugt, die dann gewöhnlich durch ein Druckverminderungsventil auf die als Betriebsdruck zweckmäßige Spannung von 1–2 Atmosphären Ueberdruck gemindert wird. Die Anordnung der Leitungen erfolgt wie bei der Wasserheizung derart, daß die Verteilung der Zuführung auf dem Dachboden oder im Keller erfolgt (vgl. Fig. 21 und 22), Steigstränge dann den Dampf zu den Heizkörpern führen und das Kondensationswasser zurückgeführt wird, um gewöhnlich wieder zur Kesselspeisung verwendet zu werden. Die Scheidung des Dampfes vom Kondensationswasser erfolgt durch Dampfwasserableiter, auch Niederschlagswasser-, Kondensationswasserableiter, Kondenstopf, Selbstleerer, Automat genannt (vgl. Kondensationswasserableiter und Wasserabscheider).

Bei der Niederdruckdampfheizung wird die Betriebsspannung des Dampfes nicht über 0,3 Atmosphären Ueberdruck genommen, gewöhnlich sogar erheblich geringer; der Dampf kann daher in nicht konzessionspflichtigen Kesseln erzeugt werden, die aber mit einem Standrohr oder einer andern behördlich zugelassenen Sicherheitseinrichtung, die den Kesseldruck nicht über 0,5 Atmosphären Ueberdruck steigen läßt, versehen sein müssen. Die Niederdruckdampfheizungen werden entweder im wesentlichen wie die Hochdruckdampfheizungen ausgeführt, wobei dann die Regelung der Wärmeabgabe der Heizkörper durch Aenderung der in dieselben strömenden Dampfmenge mittels Ventilen oder Hähnen bewirkt wird, oder es werden besondere Systeme angewendet, die als offene oder geschlossene bezeichnet werden. Bei zahlreichen, nach der zuerst von Bechem & Post in Hagen angegebenen Einrichtung ausgeführten Anlagen erfolgt die Verteilung des Dampfes im Keller; die von dort nach den Heizkörpern gehenden Dampfzuleitungen dienen aber zugleich als Rückleitung des niedergeschlagenen Wassers, das unmittelbar wieder in den Kessel fließt.

Die Regelung der Wärmeabgabe der Heizkörper erfolgte bei diesen älteren Anlagen vielfach durch Umkleidung der Heizkörper mit einem wärmedichten Mantel (Isoliermantel), der mit Klappe oder Schieber versehen wurde, um je nach Bedarf mehr oder weniger Raumluft oder frische Außenluft an der Heizfläche vorbeiströmen und sich erwärmen zu lassen. Neuerdings wird diese Einrichtung wegen des hygienischen Nachteils der schwierigen Reinigung der schnell verstäubenden Heizkörper selten ausgeführt. Die neueren Heizungssysteme bedingen besondere Anordnungen der Leitungen für den Dampf, das niedergeschlagene Wasser und gegebenenfalls für die aus den Heizkörpern zu entfernende Luft. Die Entlüftung erfolgt durch an den Heizkörpern angebrachte selbsttätig wirkende Entlüftungsventile oder zentral durch ein gemeinsames, ins Freie mündendes Rohr oder durch einen zentralen Entlüftungsapparat, der das Durchblasen von Dampf durch das Entlüftungsrohr verhindert. Bei Niederdruckdampfheizungen, deren Heizkörper mit der Kondensleitung in offener Verbindung stehen, muß dafür gesorgt werden, daß nicht Dampf aus den Heizkörpern in die Kondensleitung und durch diese auch in die andern Heizkörper strömen kann, da sonst Störungen und Geräusch im Heizsystem entstehen. Hierzu werden entweder Regelungsventile verwendet, die in jeden Heizkörper nicht mehr Dampf eintreten lassen, als in ihm kondensiert wird; oder es werden Dampfstauer (Kondensstauer) angebracht, die in verschiedener Bauart hergestellt werden und nur das niedergeschlagene Wasser und Luft durchlassen. Eine Regelungsart besteht darin, daß die Heizkörper zum Teil mit Wasser gefüllt werden; da der mit Dampf gefüllte Teil eine größere Wärmeabgabefähigkeit besitzt als der mit Wasser gefüllte, so wird der Heizkörper um so weniger Wärme an den zu heizenden Raum abgeben, je mehr Wasser er enthält. Die Füllung mit Wasser erfolgt nun durch den Dampfdruck aus einem Wassergefäß, das an jedem Heizkörper oder gemeinsam für alle angebracht ist; je weiter ein in die Dampfzuleitung eingeschaltetes Ventil geöffnet wird, desto größer wird die Spannung im Heizkörper und desto weniger hoch kann der Dampf aus dem Wassergefäß Wasser nach dem Heizkörper pressen. Solche Einrichtungen wurden von W. Schweer u.a. angegeben und ausgeführt. Die selbsttätige Regelung der Heizkörper zur Erhaltung einer gleichmäßigen Raumtemperatur wird neuerdings angestrebt. Fritz Kaeferle in Hannover benutzt dazu elektrischen Strom, der durch ein Elektrothermometer beeinflußt wird und auf das hierzu[28] besonders gestaltete Dampfeinlaßventil des Heizkörpers wirkt. Eine wirksame Entlüftung und damit gleichmäßige Ausbreitung des Dampfes im Heizkörper erzielt dieselbe Firma durch die Einführung des Dampfes mittels eines einfachen Injektors. Dieser saugt die Luft an und treibt sie mit dem Dampf durch alle Teile des Heizkörpers, bis die Luft aus diesem nach der Entlüftungsleitung verdrängt ist.

Bei den bisher erwähnten Arten der Niederdruckdampfheizung treten die Heizkörper und Leitungen beim Stillstand des Betriebs mit der Atmosphäre in Verbindung; im Gegensatz zu diesen sogenannten offenen Heizsystemen kennzeichnen sich die geschlossenen dadurch, daß sie gegen die Außenluft immer abgesperrt bleiben. Es geschieht dies in der Absicht, das Rotten der Leitungen möglichst zu vermindern, hauptsächlich aber, um durch teilweise Füllung der Heizkörper mit Luft in derselben Weise eine Aenderung der Wärmeabgabe zu erzielen, wie dies bei der erwähnten Schweerschen Anordnung unter Zuhilfenahme von Wasser geschah. Solche sogenannte geschlossene Heizsysteme werden zurzeit von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover, Käuffer & Cie. in Mainz, Schäffer & Walcker A.-G. in Berlin u.a. ausgeführt. Fig. 26 zeigt die Körtingsche Anordnung. Von dem Kessel G, der mit Füllfeuerung T und Standrohr s ausgerüstet ist, strömt der Dampf durch die Leitungen V in die Oefen S je nach der Einstellung der an diesen angebrachten Ventile v. Die aus den Heizkörpern S verdrängte Luft und das Niederschlagswasser werden durch die Leitungen r abwärts geführt; das Wasser fließt durch die Röhren c in den Kessel, die verdrängte Luft geht durch ein Rohr A in das Luftgefäß R¹, aus dem dann eine entsprechende Wassermenge durch die Rohrschleife W in das Gefäß R verdrängt wird. Je nach der Einstellung der Ventile v wird ein Teil des Heizkörpers sich mit Dampf füllen, also heiß werden, der andre Teil wird mit Luft gefüllt, also kalt bleiben; die wärmeabgebende Fläche läßt sich daher in einfacher Weise ändern. Gewöhnlich aber läßt Körting den durch die Ventile v in die Heizkörper eintretenden Dampf sich mit der in diesen befindlichen Luft mischen, indem der Dampf aus seinen Düsen in die einzelnen Glieder der Heizkörper strömt. Hierdurch wird das Gemisch von Dampf und Luft in stetem Umlauf gehalten und der Heizkörper erhält eine gleichmäßige Temperatur, deren Höhe von der Menge des einströmenden Dampfes, also von der Einstellung des Ventils v (Fig. 26), abhängt. Dieses Luftumwälzungsverfahren ergibt demnach eine je nach dem Wärmebedarf genau regelbare mäßige Temperatur der Heizkörper wie die Warmwasserheizung. Statt des Standrohrs s wird am Kessel gewöhnlich ein Apparat (Standrohrregulator) angebracht, durch den die Luftzuführung zur Kesselfeuerung und damit die Dampferzeugung nach dem Wärmebedarf selbsttätig geregelt wird, durch dessen Einstellung aber auch der Dampfdruck geändert und die Heizwirkung generell geregelt werden kann. Bei der Käufferschen Anordnung (Fig. 27) wird die Luft nach einem gasometerartigen Gefäß C verdrängt und fließt aus diesem wieder in die Heizkörper B zurück, wenn durch Engerstellen der Dampfventile e an denselben weniger Dampf in die Heizkörper treten kann, die Spannung also in ihnen sinkt. Die von Schäffer & Walcker ausgeführte Anordnung benutzt einen als geschlossenes Gefäß hergestellten Luftdruckregler, der oben mit der Dampfzuleitung, unten mit der Niederschlagswasserleitung in Verbindung steht, so daß im Gefäß das Niederschlagswasser eine gewisse Höhe einnimmt. Hierdurch wird ein Schwimmer bewegt, der auf ein an der Dampfzuführung angebrachtes Ventil wirkt. Wird ein Heizkörper angestellt, so treibt der Dampf die Luft aus diesem nach dem Luftdruckregler, der Wasserspiegel und der Schwimmer linken, letzterer schließt den Dampfzutritt ab, so daß der im Gefäß sich noch befindliche Dampf verdichtet und der verdrängten Luft Platz macht. Wird ein Heizkörper abgestellt, so bewirkt die in ihm durch die Kondensation entstehende, sich nach dem Regler fortpflanzende Druckverminderung, daß der Wasserspiegel sich hebt, der Schwimmer steigt und dieser das Dampfventil öffnet; der nun einströmende Dampf drückt einen Teil der im Regler enthaltenen Luft durch ein über dem Wasserspiegel mündendes, nach der Niederschlagswasserleitung führendes Rohr und durch diese nach dem abgestellten Heizkörper, der hierdurch erkaltet.

Die Dampfkessel der Niederdruckheizung werden in zahlreichen Formen ausgeführt; sie erhalten meist Füllfeuerung zur Vereinfachung der Bedienung und sind gewöhnlich wie die neueren Warmwasserheizkessel aus gußeisernen Gliedern (Elementen, s. Gliederkessel) oder für größere Anlagen auch aus einem schmiedeeisernen Röhrenkessel und einem gußeisernen Gliederkessel zusammengebaut. Zur selbsttätigen Regelung der Verbrennung werden sie mit besonderen Apparaten (Zug- oder Verbrennungsregler) ausgerüstet. Ein Beispiel eines solchen Kessels zeigt Fig. 28 nach einer Ausführung von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover; der Füllschacht besteht aus mehreren senkrecht stehenden, in zwei Reihen angeordneten, untereinander verbundenen Elementen, die oben mit dem Dampfraum des Röhrenkessels in Verbindung stehen und unten einen hohlen, vom Kesselwasser durchflossenen Rost bilden. Vor dem Schachtrost ist ein Standrohrregulator angebracht, der eine Verbindung der Standrohreinrichtung mit der Verbrennungsregelung darstellt.[29]

Eine Abart der Niederdruckdampfheizung bildet die Abdampfheizung, bei welcher der Abdampf von Dampfmaschinen zur Heizung verwendet wird, wie dies besonders in Fabriken manchmal geschieht; es ist jedoch darauf zu achten, daß diese Benutzung des Abdampfes die Leistung der Maschine nicht ungünstig beeinflußt.

Die Heizkörper der Wasser- und Dampfheizung (mit Ausnahme der Heißwasserheizung) werden als schmiedeeiserne Röhren, selten als säulenförmige, von Röhren durchzogene Oefen, häufig als gußeiserne Hohlkörper gebildet. Letztere werden meist mit Außenrippen versehen (Rippenelemente, Rippenrohre) und zeigen Fig. 29, 30 und 31 einige der gebräuchlichen Formen.

In neuerer Zeit werden nach amerikanischem Vorbild glatte, nur mit aufgegossenen Verzierungen versehene Heizkörper (Radiatoren, Reihenglieder) immer mehr angewendet, da sie nicht unschön wirken und daher ohne Umkleidung in den Räumen aufgestellt werden können. Fig. 32 zeigt einen solchen Heizkörper (Käuffer & Co.), die auch emailliert, lackiert und in andrer Weise verziert zur Anwendung kommen. Neuerdings werden auch kastenförmige Heizkörper mit senkrechten Rippen (Kastenheizkörper) angewendet, von denen Fig. 33 und 33a eine Ausführung vom Strebelwerk in Mannheim veranschaulichen. Einfach gestaltete Heizkörper werden häufig mit Verkleidungen oder Mänteln aus Eisenblech, Kunstschmiedearbeit, Messing, Marmor, Majolikafliesen u.s.w. versehen, die Oeffnungen für den Zu- oder Austritt der Raumluft besitzen.

Die Hochdruckdampfheizung eignet sich für ausgedehnte Gebäudeanlagen und kann dann in Verbindung mit der Dampfwasser- und Dampfluftheizung gebracht werden, wenn es sich empfiehlt, einzelne Räume mit warmem Wasser oder heißer Luft zu heizen. Wegen der konzessionspflichtigen Dampfkessel ist die Anlage nicht immer ausführbar. Die Niederdruckdampfheizung eignet sich für Wohngebäude, Schulen, Krankenhäuser, Verwaltungsgebäude und wird wegen ihrer guten Regelungsfähigkeit und des gefahrlosen Betriebs viel angewendet.

Für die zulässige größte Ausdehnung der Zentralheizungsrohre in wagerechter Richtung gelten im allgemeinen folgende Werte: Luftheizung, wagerechte Entfernung der Luftkanäle vom Ofen aus bis 12 m; Warmwasserheizung, wagerechte Entfernung der Rohrleitung vom Kessel aus bis 100 m; Heißwasserheizung, Gesamtlänge eines Rohrsystems vom Kessel nach den Heizkörpern und wieder zurück nicht über 200 m; Dampfheizung, wagerechte Ausdehnung vom Kessel aus fast unbeschränkt.[30]

Die Verwendung des elektrischen Stromes zur Heizung ist zurzeit noch wegen der hohen Betriebskonten nur in Ausnahmefällen gerechtfertigt. Die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft in Berlin liefert elektrische Heizkörper in verschiedenen Formen, bei denen die Umwandlung der Elektrizität in Wärme dadurch erfolgt, daß der beim Durchströmen eines Metalldrahtes entstehende Leitungswiderstand eine Erhitzung des Drahtes hervorruft. Diese Drähte werden in Spiralen um lotrechte Messingröhren gewickelt, die zur Isolation mit Asbest umhüllt sind und durch welche die Raumluft behufs Erwärmung streicht. Durch Einschaltung der Drahtumwicklungen mittels zweier Griffe wird die Wärmeabgabe geregelt. Die Gesellschaft Prometheus in Frankfurt a.M. verwendet statt der Drähte leitende Edelmetallösungen, die in breiten Streifen auf dünnen Glimmerplatten aufgebrannt werden, um große Heizflächen zu erzielen. Unter dem Namen Leuchtende Heizöfen (Radiatoren), System Dowsing, Stellt diese Gesellschaft Heizkörper her, die aus einigen großen Glühlampen mit Reflektor bestehen und hauptsächlich durch Wärmestrahlung wirken. Die Kryptol-Gesellschaft in Berlin baut Oefen und Kamine in verschiedener Form, welche einen Heizeinsatz besitzen, der die Kryptolpatronen enthält; das sind Glasröhren, welche mit einer aus Graphit, Kohle und andern Materialien hergestellten Masse gefüllt sind, durch welche der elektrische Strom behufs Erzeugung von Wärme geleitet wird. Vgl. a. Beheizung der Eisenbahnwagen (Bd. 3, S. 340) und Dampfheizung (auf Schiffen).

Literatur: [1] Peclet, E., Traité de la chaleur considérée dans ses applications, nach der 3. Aufl. deutsch von C. Hartmann, 1861. – [2] Ferrini, R., Technologie der Wärme, deutsch von Schröter, Jena 1887. – [3] Paul, F., Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik, Wien 1885. – [4] Deny, E., Chauffage et Ventilation rationelle des écoles, habitations etc., deutsch mit einem Anhang von E. Haesecke, 1886. – [5] Rietschel, H., Lüftung und Heizung von Schulen, Berlin 1886. – [6] Fanderlik, F., Elemente der Lüftung und Heizung, Wien 1887. – [7] Fischer, F., Feuerungsanlagen für häusliche und gewerbliche Zwecke, Karlsruhe 1889. – [8] Fischer, H., Heizung und Lüftung der Räume, 3. Teil, Bd. 4 des Handbuchs der Architektur, Darmstadt 1890. – [9] Haesecke, E., Die Schulheizung, Berlin 1893. – [10] Hartmann, K., Heizung und Lüftung der Arbeitsräume, Handbuch der praktischen Gewerbehygiene, 2. Aufl., Berlin 1894. – [11] Fischer, H., Heizung der Theater- und Versammlungssäle, Darmstadt 1894. – [12] Grove, D., Ausführung von Heizungs- und Lüftungsanlagen, Berlin 1895. – [13] Haase, F.H., Die Heizungsanlagen, Leipzig 1895. – [14] Schmidt, K., Heizung und Ventilation, 21. Lieferung des Handbuchs der Hygiene von Th. Weyl, Jena 1896. – [15] Rietschel, H., Leitfaden zum Berechnen und Entwerfen von Lüftungs- und Heizungsanlagen, 3. Aufl., Berlin 1902. – [16] Hartmann, K., Heizung und Lüftung der Gebäude, Bd. 1, 2. Teil der Baukunde des Architekten, Berlin 1903. – [17] Wolpert, A. und H., Die Heizung, Berlin 1905. – [18] Wieprecht, Entwerfen und Berechnen von Heizungs-, und Lüftungsanlagen, 3. Aufl., Halle a. S. 1905. – [19] Scholtz, A., Heizungs-, Lüftungs- u.s.w. Anlagen, Bd. 4 der Allg. Baukonstruktionslehre von Breymann, Leipzig 1905.

K. Hartmann.

Fig. 1.

Fig. 2., Fig. 3., Fig. 4., Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9., Fig. 10., Fig. 11., Fig. 12.

Fig. 13.

Fig. 14.

Fig. 15., Fig. 16.

Fig. 17., Fig. 18.

Fig. 19.

Fig. 20., 20a.

Fig. 21.

Fig. 22.

Fig. 23., Fig. 25.

Fig. 24.

Fig. 26.

Fig. 27.

Fig. 28., Fig. 31.

Fig. 29., Fig. 30., Fig. 33., Fig. 33a.

Fig. 32.