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Heizung geschlossener Räume [2]

[286] Heizung geschlossener Räume. – Lokalheizung. Unter den Oefen, welche zur Erwärmung eines einzelnen Raumes dienen, verdient der Grudeofen in seiner neueren Ausführung hervorgehoben zu werden, da in ihm ein Brennstoff, der Grudekoks, Verwendung findet, der als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Benzin, Teer, Schmier- und Treiböl aus Braunkohle entsteht, anderweitig aber kaum benutzt werden kann.[286]

Der Grudeofen kommt eigentlich nur als Küchenofen und hier zugleich als Herd und Wärmespender in der Wohnküche der Kleinwohnung in Betracht. Er wird aus verzinktem Eisenblech hergestellt. Ein Rost ist am Ofen nicht vorhanden; die Grude wird auf einer Platte, zu der an der Vorderseite des Ofens durch Oeffnungen die Luft zutreten kann, ausgebreitet und glimmt ohne Flamme. Durch Anordnung mehrerer Abteilungen und eines Wasserbehälters kann in dem Ofen gleichzeitig gekocht, gebraten und warmes Wasser hergestellt werden. Ein Rauchabzug führt die Verbrennungsprodukte nach dem Schornsteine. Ein besonderer Behälter ist für die Aufnahme der Asche bestimmt (vgl. Fig. 1). Im unteren Teile des Ofens befindet sich gewöhnlich ein Vorratsbehälter für Grudekoks. – Die Ausführung des Grudeofens in verschiedenen Größen hat die Firma Paul Friedrich in Jauer in Schlesien übernommen. Infolge der dauernden Wärmeabgabe eignet sich der Grudeofen besonders für die Wohnküche in Siedelungen und kann hier so aufgestellt werden, daß er mit seiner Rückwand in einen zweiten Raum hineinragt, den er dann gleichzeitig temperiert.

Zentralheizung. Von den verschiedenen älteren Systemen der Zentralheizung wird die Mitteldruckwarmwasserheizung und die Heißwasserheizung kaum jemals noch ausgeführt, ebenso findet die Feuerluftheizung nur noch bei Trockeneinrichtungen Anwendung. – Die zuweilen reklamehaft auftauchenden Feuerluftheizungen für Wohngebäude (zumeist »amerikanische Luftheizungen« genannt) sind vom hygienischen Standpunkte aus durchaus zu verwerfen; sie sind zwar billig in der Anschaffung, aber sowohl hinsichtlich ihrer Wirkung als auch ihrer Wirtschaftlichkeit unzulänglich. Dagegen haben die Warmwasserheizung und die Niederdruckdampfheizung ihren Platz behauptet und neuerdings wird auch die Dampfluftheizung mit Ventiatorbetrieb für Industriebauten, insbesondere für große Arbeitshallen, mit gutem Erfolge angewendet (vgl. den Art. Lüftung).

Die Warmwasserheizung wird vor allem wegen ihrer Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Außentemperatur und der sich daraus ergebenden Wirtschaftlichkeit immer mehr bevorzugt, indem das in ihr umlaufende Wasser nur so hoch erwärmt wird, als zur Erwärmung der Räume erforderlich ist. Bei einer guten Warmwasserheizung werden im Kessel etwa folgende Temperaturen in Abhängigkeit von der Außentemperatur gehalten:

Diese Temperaturen gelten für den Tagesbetrieb. Während des Anheizens, also vorübergehend, werden zur schnelleren Erwärmung der Räume höhere Temperaturen (jedoch nicht über 90°) gehalten. Infolge dieser Anpassungsfähigkeit der Warmwasserheizung ist auch der Brennstoffverbrauch geringer als bei der noch vielfach ausgeführten Niederdruckdampfheizung, bei der der Wärmeträger stets Dampf von 100° ist. Die Warmwasserheizung besitzt außerdem den Vorzug großer Haltbarkeit, da sie stets mit Wasser gefüllt ist, weshalb Anrostungen nur unter sehr ungünstigen Bedingungen vorkommen, während die Niederdruckdampfheizung besonders in den Kondenswasserleitungen der Anrostung ausgesetzt ist. – Die in Bd. 4, S. 27, aufgeführten Schnellumlaufheizungen (Abarten der Warmwasserheizung) haben sich nicht bewährt und werden daher nicht mehr ausgeführt, dagegen wird die Warmwasserheizung zur Vermeidung starker Rohrleitungen bei großer horizontaler Ausdehnung (z.B. bei großen Verwaltungsgebäuden) als Pumpenwarmwasserheizung ausgebildet. Zu diesem Zweck wird in der Nähe der Kesselanlage eine elektrisch angetriebene Zentrifugalpumpe in die Leitung eingeschaltet, die eine Beschleunigung des Wasserumlaufes bewirkt. Infolge der größeren Wassergeschwindigkeit[287] können die Querschnitte der Leitungen geringer gewählt werden. Es ist hiermit der Vorteil geringerer Wärmeverluste der Leitungen und eine Verkürzung der Anheizdauer der Räume verbunden, wodurch die Kosten für den Antrieb der Pumpe in den meisten Fällen bei weitem gedeckt werden. Auch bei Vergrößerung der Anlage z.B. durch Aufbau weiterer Geschosse auf ein bestehendes Gebäude kann durch Einbauen einer Zentrifugalpumpe eine sonst bedingte Verstärkung der Rohrleitungen vermieden werden. Die Firma Rietschel & Henneberg, G.m.b.H., Berlin-Dresden, besitzt hierfür ein Patent.

Die Fernheizwerke bedeuten einen wesentlichen Fortschritt im Heizungsfach.

Das erste größere Fernheizwerk Deutschlands wurde 1901 in Dresden in Betrieb gesetzt. Es hat die Aufgabe, die am linken Elbeufer gelegenen staatlichen Gebäude, die Oper, das Schloß, das Ständehaus, die Sammlungen und Museen sowie das Gebäude des Polizeipräsidiums mit Wärme und elektrischem Licht zu versorgen. In den letzten Jahren wurde noch eine Anzahl Gebäude angeschlossen, welchen die Wärme gegen Bezahlung geliefert wird, wobei das zum Fernheizwerke zurückfließende Kondensat jedes Gebäudes gemessen wird und als Maßstab für die verbrauchte Wärme gilt. Mit dem Entwurf und der Ausführung des Fernheizwerkes war seinerzeit die Firma Rietschel & Henneberg in Dresden betraut worden. Die dann folgenden Fernheizwerke waren Dampffernheizungen, bei denen in Hochdruckdampfkesseln Dampf von 6 bis 8 Atm. Druck erzeugt wurde. – In unterirdischen Gängen wird der Dampf durch Dampfleitungen bis zu den Gebäuden geführt, wo er entweder auf Niederdruckdampf von 0,10 Atm. entspannt, in einer Niederdruckdampfheizung nutzbar gemacht wird oder zur Erwärmung des Wassers einer Warmwasserheizung dient. Im letzteren Fall werden Dampfwarmwasserkessel (Fig. 2) aufgestellt, welche die gleiche Aufgabe haben wie die direkt gefeuerten Kessel einer Warmwasserheizung. – Das in der Niederdruckdampfheizung bezw. im Dampfwarmwasserkessel entstehende Kondensat wird durch besondere Kondenswasserleitungen zu den Hochdruckkesseln zurückgeführt, in die es durch Speisepumpen gefördert wird, um[288] wieder verdampft zu werden. Dampffernheizungen in Verbindung mit Dampfkraftanlagen werden zweckmäßig als Zwischendampfanlagen ausgeführt, indem der Dampf nicht direkt den Kesseln sondern dem Aufnehmer, d.i. die Verbindung des Hochdruckzylinders mit dem Niederdruckzylinder einer Kolbendampfmaschine oder bei Dampfturbinen einer Zwischenstufe der Turbine entnommen wird. – Der Dampf hat dann schon im Hochdruckzylinder bezw. bis zur Entnahmestelle der Turbine Arbeit geleistet, besitzt aber immer noch eine solche Spannung, daß er auf größere Entfernungen geleitet werden kann (hauptsächlich für große industrielle Werke [1]–[3]).

Mit Dampffernheizanlagen hat man alle größeren Kranken- und Irrenanstalten ausgestattet, doch hat sich eine Wirtschaftlichkeit hinsichtlich einer Brennstoffersparnis wegen der großen Wärmeverluste der Dampfleitungen und der vielen für die Fortleitung und Ausnutzung des Dampfes erforderlichen Apparate, wie Dampfwasserabscheider, Kondenswasserableiter, Dampfwarmwasserkessel u.s.w., die einer aufmerksamen Bedienung und Unterhaltung bedürfen, gegenüber der Aufstellung von einzelnen Kesseln in den Gebäuden nicht gezeigt. – Der Vorteil liegt meist in der Vereinfachung der Wärmeentwicklung an einer Stelle (dem Kesselhause) und der damit verbundenen vereinfachten Brennstoffanfuhr.

Dagegen haben sich die Warmwasserfernheizungen gut bewährt. – An Stelle der Hochdruckdampfkessel werden in einer Zentrale Warmwasserkessel aufgestellt, von welchen aus das warme Wasser mittels einer Zentrifugalpumpe, ohne erhebliche Temperaturverluste, bis zu den entferntest gelegenen Gebäuden direkt geführt wird. Die Anlage ist weiter nichts als eine ausgedehnte Pumpenwarmwasserheizung, wie sie oben schon erwähnt wurde, wobei natürlich das Wasser nur in Umlauf gehalten wird und immer wieder zur Zentrale zurückkehrt, nachdem es in den Warmwasserheizungen der Gebäude einen Teil seiner Wärme abgegeben hat.

Da in den meisten Kranken- und Irrenanstalten Dampf zu Koch- und Waschzwecken, zum Sterilisieren von Instrumenten und Verbandstoffen und für sonstige medizinische Zwecke erforderlich ist, so müssen gewöhnlich neben den Warmwasserkesseln auch Dampfkessel aufgeteilt werden. – Die Wirtschaftsgebäude, welche hauptsächlich Dampf erfordern, liegen zweckmäßig in der Nähe des Kesselhauses (vgl. Lageplan der Landesanstalt Hildburghausen, Fig. 3).

Der dann in den Dampfkesseln erzeugte Dampf kann zum Teil zum Antriebe einer sogenannten Kleindampfturbine dienen, welche die Warmwasserumwälzpumpe antreibt und deren Abdampf entweder zur Erwärmung des Heizwassers der Warmwasserfernheizung oder des Gebrauchswassers benutzt wird. An warmem Wasser liegt ja in Krankenanstalten großer Bedarf vor und eine zentrale Warmwasserversorgung unter Ausnutzung des Abdampfes der Kleindampfturbine und der Kesselspeisepumpen sowie etwaiger Kaltwasserdampfpumpe vervollständigt dann in zweckmäßigster Weise die gesamte Wärmeversorgung der Anstalt vom Kesselhause aus [4]–[6].

In den Gebäuden einer Warmwasserfernheizung werden die Fernleitungen entweder direkt an die Verteilungsleitungen der Heizungsanlage angeschlossen und sind nur Absperrschieber angebracht, mit welchen die Einzelanlage von den Fernleitungen abgeschaltet werden kann, oder es werden bei größeren Gebäuden Verteiler angeordnet, in welche die Fernleitungen einmünden, während die Verteilungsleitungen im Gebäude nach Gruppen geordnet von den Verteilern abzweigen. Die Gruppenleitung hat den Zweck, einzelne Teile der Gebäudeheizung abschalten zu können, aus Rücksicht auf vorzunehmende Instandsetzungsarbeiten, bei denen sonst stets die ganze Heizungsanlage entleert werden müßte, oder zum Zwecke einer zentralen Temperaturregelung je nach der Einwirkung der Sonnenbestrahlung. Eine Warmwasserfernheizung sollte stets mit Fernthermometeranlage versehen sein, durch die vom Maschinenraume des Kesselhauses aus die Heizwirkung auch in entferntest gelegenen Gebäuden beobachtet werden kann. – Es genügt, in jedem Gebäude – je nach dessen Größe – nur einige Aufnahmethermometer anzubringen. – Die Uebertragung vom Thermometer zum Ableseinstrument wird elektrisch bewirkt. – Die Thermometer sind kleine elektrische Widerstände, das Ableseinstrument ein Galvanometer, welches mit einer Temperaturskala versehen ist, es wird im Maschinenraume des Kesselhauses angebracht. Bei den Fernheizanlagen sind die Fernkanäle, in denen die Fernleitungen liegen, meist sehr kostspielig in der Ausführung. Bei Dampffernheizungen empfiehlt es sich, sie begehbar herzustellen, damit die Fernleitungen stets unter Beobachtung des Bedienungspersonals stehen. – Die nicht unerheblichen Bewegungen der Dampfrohre infolge der abwechselnden Erwärmung und Abkühlung erfordern eine sorgfältige Ueberwachung. Früher hat man auf Reserveleitungen nicht verzichten zu können geglaubt. – Die Fälle von Rohrbrüchen sind indessen – bei sachgemäßer Ausführung der Fernleitungen – so selten, daß man jetzt besondere Reserveleitungen nicht ausführt. Allenfalls werden statt einer großen Leitung zwei Leitungen von geringerem Durchmesser gelegt, von denen jede wenigstens den Betrieb bis zu einem gewissen Grade aufrechtzuhalten imstande ist. Um der Ausdehnung der Leitungen Rechnung zu tragen, werden die Leitungen auf Rollen oder Kugeln gelagert. Ferner müssen entweder -förmige Rohrstücke eingeschaltet oder die Fernkanäle in stumpfen Winkeln

angelegt werden (s. Fig. 4). Das Rohr, an beiden Enden des Knickes festgehalten, biegt sich[289] in gegebener Richtung durch. Außer den Dampffernleitungen sind weitere Leitungen zur Zurückführung des Kondensates nach dem Kesselhause vorzuleben.

Bei Warmwasserfernheizungen, welche weniger Bewegung aufweisen, weil die Wassertemperatur in ihnen höchstens 95° beträgt, genügen an Stelle begehbarer Fernkanäle zuweilen auch bekriechbare, wenn Dampfleitungen mit ihnen nicht parallel laufen, oder es können enge, die Rohre gerade fassende zweiteilige Betonkanäle mit Revisionsschächten hergestellt werden. In diesem Falle müssen dann die Rohrstöße geschweißt sein, die Flanschenverbindungen, die nicht ganz zu vermeiden sind, in den Revisionsschächten liegen (s. Fig. 5). Da Anrostungen der Warmwasserfernheizleitungen sehr selten sind, so ist diese Art der Unterbringung der Leitungen hier eher zulässig als bei Dampfleitungen.

Für einen guten Wärmeschutz der Fernleitungen ist zu sorgen; dabei ist nicht nur auf die Isolierfähigkeit des Wärmeschutzmittels, sondern auch auf dessen Haltbarkeit zu achten, denn ein weniger haltbarer Wärmeschutz verliert im Laufe der Zeit an Wirkung. –. Für Dampfleitungen eignen sich besonders die Diatomitschalen der Firma Grünzweig & Hartmann in Ludwigshafen (gebrannte Kieselgur in poröse, dem Rohrdurchmesser angepaßte Schalenformen gebracht). Für Warmwasserleitungen sind Korkschalen von 40 bis 60 mm Stärke ein geeignetes Wärmeschutzmittel ([2], Abschn. XII). In den Fernkanälen können auch die übrigen Leitungen, Abwasser-, Kaltwasser-, elektrische und Warmwasserleitungen untergebracht werden. Bei großen Dampffernleitungen ist für Notausgänge zu sorgen. Elektrische Beleuchtung mit sogenannter Treppenschaltung sowie Tagesbelichtung durch Luxferprismen oder ähnliches darf in begehbaren Fernkanälen nicht fehlen (Fig. 6).

Die Fernheizanlagen füllten nicht nur für geschlossene Anstalten, wie Kranken- und Irrenanstalten, sondern für ganze Stadtteile in Verbindung mit städtischen Elektrizitätswerken ausgeführt werden, zumal die Warmwasserfernheizung sich sehr gut zur Verwertung von Abdampf eignet.

Die Dampfluftheizung ist in den Jahren des Krieges als Großraumheizung ausgebildet worden, wobei es sich um Beheizung großer Industriearbeitshallen, Flugzeug- und Montagehallen von erheblichen Abmessungen handelte.

Die Aufstellung von Heizkörpern in einer solchen Halle flößt oft auf Schwierigkeiten, auch sind die Kosten solcher Einzelheizung zuweilen recht bedeutend. – Es werden deshalb innerhalb der Halle ein oder mehrere Luftheizapparate aufgestellt, bei welchen die durch intensive Luftzuführung wesentlich erhöhte Wärmeabgabe des Heizkörpers benutzt wird, um mit verhältnismäßig kleinen Heizkörpern große Wärmeleistungen zu erzielen. – Ein solcher Heizkörper, der durch Dampf von etwa 0,5 Atm. erwärmt wird, ist der Lufterhitzer der Firma Junkers & Co. in Dessau (Fig. 7). Er besteht aus zwei Sammelstücken, in welche[290] schmiedeeiserne, mit eng aneinanderstehenden Lamellen versehene Rohre eingewalzt sind. Der durch Elektromotor oder Dampfturbine angetriebene Ventilator saugt die Luft durch den Heizkörper und bläst sie in eine aus Blechrohren hergestellte Verteilungsleitung, die sich auf die ganze zu erwärmende Halle erstreckt. Die Luft strömt aus den Oeffnungen der Verteilungsleitung mit Temperaturen von 50 bis 80° aus und mischt sich mit der Raumluft, wodurch sie ihre Wärme an diese abgibt. Es wird somit die Luft im Räume immer von neuem durch den Heizapparat gejagt (Fig. 8). Zur Erwärmung auch der unteren Luftschichten des Raumes ist eine Herabführung der Warmluft bis möglichst dicht über den Fußboden erforderlich. In Räumen, in denen eine durch die Fabrikation bedingte Luftverschlechterung besteht, muß der[291] Raumluft mehr oder weniger Frischluft zugeführt werden, die dann an dem Heizkörper ebenfalls zu erwärmen ist.

Sehr zweckmäßig ist die Verbindung der Kleindampfturbine mit dem Ventilator, da der zum Heizkörper zu führende Dampf zuvor in der Dampfturbine verwertet werden kann, während der Abdampf der Turbine dann im Heizkörper nutzbar gemacht wird. – Auf diese Weise erreichen die Betriebskosten des Ventilators ein Mindestmaß. – Andererseits ist der Antrieb durch Elektromotor mit Rücksicht auf den Betrieb im Sommer sehr erwünscht, weil mit Hilfe der Luftheizungsanlage in der Halle im Sommer eine Luftbewegung erzielt wird, die den Aufenthalt in der Halle, trotz hoher Raumtemperatur, erträglich macht und die Leistung der Arbeiter erhöht. – (Vgl. a. den Art. Lüftung.)

Hinsichtlich der Neuerungen der Einzelteile der Heizungsanlagen ist zu bemerken, daß man an Stelle der früher verwendeten schmiedeeisernen Kessel jetzt fast nur noch die gußeisernen Gliederkessel benutzt, und zwar solche mit mehreren Feuerstellen sowohl wie auch mit Einzelfeuerung. Die Kessel mit mehr als zwei Feuerungen haben sich nicht bewährt, und es füllten auch nur Kessel mit zwei Feuerungen dort aufgeteilt werden, wo es sich um große Kesselanlagen handelt (Fig. 9).

Die Kessel mit einer Feuerung werden bis zu etwa 45 qm Heizfläche gebaut, sie erhalten wegen ihrer Größe einen Brennstoffeinwurf von oben (obere Beschickung [Fig. 10]). Als Brennmaterial dieser Kessel dient Koks, da sie für Dauerbrand eingerichtet sind. Um auch Braunkohlenbriketts in den Kesseln verwenden zu können, werden besondere Kessel gebaut, die sich sehr wohl für Fabrikheizungen in Braunkohlengegenden eignen, weniger aber für Wohngebäude wegen des der Braunkohlenfeuerung anhaftenden üblen Geruches. Die Wärmeleistung dieser Kessel Tollte für den Beharrungszustand nicht höher als mit 7000 WE. für 1 qm Heizfläche und für das Anheizen mit nicht mehr als 8000 WE. angenommen werden. Als Heizkörper verwendet man die Rippenheizkörper mit schrägen oder ineinander greifenden Rippen wegen ihrer schlechten Reinigungsfähigkeit nur noch äußerst selten. Dagegen wird das Rippenrohr für Fabrikheizungen und Trockeneinrichtungen noch viel benutzt. – Als Raumheizkörper dient jetzt fast allgemein der Radiator, der sowohl für Dampf- wie Warmwasserheizungen geeignetste Raumheizkörper.

Literatur: [1] Schneider, Ueber die Verwertung des Abdampfes und Zwischendampfes, Berlin 1913. – [2] Hüttig, Heizungs- und Lüftungsanlagen in Fabriken, Leipzig 1915. – [3] Reuttlinger, Zwischendampfverwertung, Berlin 1912. – [4] Gramberg, Heizung und Lüftung von Gebäuden, Berlin 1909. – [5] Hüttig, Die Zentrifugalpumpen und Ventilatoren in der Heizungstechnik, Leipzig 1918. – [6] Hauser, Das Heizungs- und Maschinenwesen der Stadt München, Dampf- und Warmwasserfernheizung des Krankenhauses Schwabing; Gesundheitsingenieur 1917.

Hüttig.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6., Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9.

Fig. 10.