Fortschritte auf dem Gebiete der Raumheizung, insbesondere der Großraumheizung. Von Dr. Albert Neuburger. NEUBURGER, Fortschritte auf dem Gebiete der Raumheizung. Nachdem das Gebiet der Dampfheizung bis zu einem gewissen Grade der Vollkommenheit durchgebildet war, hat man sich im allgemeinen mit dem erreichten begnügt. Ziemlich lange Zeit hindurch – es dürfte wohl zwei Jahrzehnte gewesen sein – waren wesentliche Fortschritte nicht mehr zu verzeichnen. Erst die jetzt einsetzende Umstellung unserer Kohlenwirtschaft lenkte die Aufmerksamkeit der Technik von neuem auf das Gebiet der Zentralheizungen. Es handelte sich darum, zu ermitteln, ob nicht auch hier noch eine bessere Ausnützung der in den Brennstoffen enthaltenen Wärmewerte erzielt werden konnte und ob die Einzelteile der Anlagen den heute zu stellenden Anforderungen entsprechen. Da hat sich nun vor allem ergeben, daß die Rippenheizkörper mancherlei Mängel aufwiesen. Vor allem wurden sie noch meist aus Gußeisen hergestellt. Damit waren verschiedene Nachteile verbunden. Bei verhältnismäßig großem Gewicht konnte der Druck nicht über ein gewisses Maß hinaus gesteigert werden. Dann aber läßt die Wärmeleistung gußeiserner Rippenrohre zu wünschen übrig. So ging man denn zu schmiedeeisernen Rippenrohren über. Die Vorteile, die man durch sie erzielt, liegen vor allem darin, daß die Bruchsicherheit eine erheblich größere ist. Dabei sind sie trotz ihrer größeren Bruchsicherheit erheblich leichter als die gußeisernen Rohre. Der Drück kann beträchtlich gesteigert werden, ehe die Grenze der Zulässigkeit erreicht wird. Die Rohre lassen sich auch ohne besondere Schwierigkeit in größerer Länge herstellen. Schweißt man sie dann zu Heizregistern und Heizbatterien zusammen, so erspart man Flanschen, Schrauben und Dichtungsringe. Damit werden aber zugleich Undichtigkeiten und Leckstellen vermieden. Die Installation solcher Rohre gestaltet sich schon deshalb billiger, weil ja das Gewicht bei gleicher Größe ein geringeres ist als das gußeiserner Rohre. Damit verbilligt sich auch der Preis des Transports und die Verlegung. Dann werden aber auch infolge des Fehlens von Flanschen usw. an den Registern und Batterien und der dadurch herbeigeführten größeren Betriebssicherheit, die ein Wegfallen von Reparaturen im Gefolge hat, die Betriebskosten herabgesetzt. Um eine gegenüber den gußeisernen Rohren größere Wärmeleistung herbeizuführen, muß jedoch eine Anzahl von Bedingungen erfüllt sein. Zunächst einmal muß der Sitz der Rippen auf dem ganzen Umfang der Kernrohre ein unbedingt fester sein. Dann abermuß das günstigste Verhältnis zwischen der sekundären und der primären Heizfläche ermittelt und bei der Ausführung der Rohre inne gehalten werden. Unter „primärer Heizfläche“ ist dabei die Heizfläche des Kernrohrs zu verstehen, unter „sekundärer Heizfläche“ die Heizfläche der Rippen und ihr Abstand. Es genügt aber nicht, dieses Verhältnis generell festzustellen. Es ist vielmehr unbedingt nötig, bei seiner Feststellung die besonderen Bedingungen zu berücksichtigen, unter denen die Uebertragung der Wärme erfolgen soll. Die Technik hat gerade diese Punkte bisher sehr vernachlässigt. Es fehlen positive Zahlen zur Berechnung von Heizflächen. Bei der Ermittlung der Wärmedurchgangszahlen der verschiedensten Rippenrohre ergaben sich sehr niedrige Werte. Es war nun die Benno Schilde Maschinenbau A.-G. in Hersfeld, die sich infolge ihres großen Verbrauchs an Rippenrohren für eigene Zwecke veranlaßt sah, das günstigste Verhältnis zwischen sekundärer und primärer Heizfläche unter Berücksichtigung aller in Betracht kommenden Bedingungen durch besondere Versuche zu ermitteln. Es wurden insgesamt 1225 Versuche mit 14700 Reihenablesungen und 323400 Einzelablesungen durchgeführt, eine Arbeit, an der 2 ½ Jahre lang ein Ingenieur mit drei bis fünf Hilfskräften beschäftigt war. So wurden ganz genaue Zahlen für den Wärmedurchgang erhalten, und wir geben beistehend ein Kurvenblatt wieder, das zeigen soll, wie die erhaltenen Werte für den Zweck ihrer praktischen Ausnützung aufgezeichnet werden können. Es handelt sich um die bei einem Rippenrohr (Nr. 1) erzielten Temperaturerhöhungen, wobei bemerkt sei, daß die griechischen Buchstaben β und δ Korrekturkoeffizienten darstellen, die für bestimmte Zwecke einzusetzen sind. Die auf Grund dieser sorgfältigen Voruntersuchungen konstruierten Rippenrohre werden nun in folgender Weise hergestellt: Zur Verwendung kommen kalt gezogene autogen geschweißte kalibrierte Rohre, die vor der Berippung mit 25 Atmosphären Kaltdruck geprüft werden. Auf diese werden die schmiedeeisernen Rippen aufgewalzt. Dies geschieht nach einem besonderen Verfahren mit Hilfe von Spezialmaschinen. Das Verfahren ist so durchgebildet, daß die Rippen bei jeder der in Betracht kommenden Temperaturen auf dem ganzen Fernrohrumfang zuverlässig festsitzen. Man muß sich nun daran gewöhnen, bei der Kalkulation einer Heizungsanlage den Rohrpreis auf die Wärmeleitung zu beziehen. Diese muß die Einheit darstellen, die die Vergleichung ermöglicht. Es kommt nicht darauf an, wie hoch der Preis pro laufenden Meter oder pro ein Quadratmeter Heizfläche ist. Es ist vielmehr zu ermitteln, welcher Preis für eine Wärmeeinheit Wärmedurchgang aufgewendet werden muß. Textabbildung Bd. 340, S. 220 Abb. 1. Außerdem muß der Durchmesser der Rippenrohre dem Verwendungszweck angepaßt werden. Es ist ein Unterschied, ob zwangsläufig geführte Luft mit größerer mechanisch erzeugter Strömungsgeschwindigkeit erwärmt werden soll, wie sie also in Trocken- oder in Heizapparaten zur Verwendung kommt, oder ob es sich um Luft mit natürlicher Auftriebsgeschwindigkeit handelt. Ganz abgesehen, daß man für den letzteren Zweck andere Durchmesser und sonstige Abmessungen verwenden wird, empfiehlt es sich, die Heizbatterien in Form eines trapezartigen Heizkörpers (Schilde-Heizkörper „Trapez“) zu verwenden (Abb. 2). Es wird dadurch erreicht, daß auf kleinstem Raum eine große Heizfläche x von guter Wärmeleistung untergebracht wird. Als Rippenrohre kommen solche kleiner Abmessungen zur Verwendung. Ein solcher Heizkörper ermöglicht einen raschen Wärmeaustausch mit der Luft, außerdem ist er der Reinigung überall leicht zugänglich. Einen weiteren Fortschritt auf dem Gebiete der Raumheizung bedeutet die Erkenntnis, daß sich die örtlich verlegten Heizkörper, daß sich also Rippenrohre, Radiatoren usw. usw. zur Beheizung großer Räume, also von Hallen, von Lagerräumen, von Fabriksälen usw. usw. nicht eignen. Für die Großraumheizung kommen andere Gesichtspunkte in Betracht, als fürdie Beheizung kleinerer Räume. Der kleine Raum wird leicht durch die von den Heizkörpern abstrahlende Hitze durchwärmt. Beim großen Raum hingegen kommt die seitliche Strahlung überhaupt nicht wesentlich zur Wirkung, da ihre Reichweite durch den Auftrieb beschränkt wird. Die warme Luft steigt infolge dieses Auftriebs nach oben und sammelt sich in den höheren Teilen des Raumes an. Die Erwärmung erstreckt sich in der Hauptsache auf die Decken. Der Raum seitlich vom Heizkörper hingegen bleibt schon von verhältnismäßig geringer Entfernung an kalt. Es finden hier also infolge ungenügender Ausnützung der Wärme beträchtliche Verluste statt. In vielen der eben erwähnten großen Räume sind aber teils aus hygienischen Gründen, teils infolge gewerbepolizeilicher Vorschriften Einrichtungen aufgestellt, die die Erneuerung der Luft bewirken. Durch sie wird die Beheizung bei gleichzeitiger Verwendung von örtlich verlegten Heizkörpern noch ungleichmäßiger, da durch Undichtigkeiten in den Wänden sowie durch Tür- und Fensteröffnungen kalte Luft nachströmt, die als Zug empfunden wird. Am Heizkörper selbst können sich mancherlei Mißstände zeigen, die deshalb nicht immer rechtzeitig bemerkt werden, wejl er nicht selten hinter Werkzeugmaschinen, lagernden Gütern usw. usw. verborgen ist. Es können also an den Flanschen Undichtigkeiten entstehen, Tropfwasser kann herabsickern, Staub lagert sich an, dessen Entfernung schwierig ist usw. usw. Es muß rechtzeitig, und zwar oft schon stundenlang vor Beginn der Arbeitszeit angeheizt werden, wodurch eine Verteuerung des Betriebs entsteht. Ebenso bedeutet die Abkühlperiode nach Abstellung der Heizung eine Verteuerung. Dies ist besonders dann der Fall, wenn anstatt mit Abdampf mit Frischdampf geheizt wird. Textabbildung Bd. 340, S. 221 Abb. 2. Schilde-Heizkörper „Trapez“. Man hat diese Uebelstände durch Einführung der Dampf-Luftheizung zu verhüten gesucht, bei der durch Dampf oder auf sonstigem Wege erwärmte Luft über Kopfhöhe in den Großraum eingeblasen wird. Hierdurch erreicht man nun tatsächlich bei kurzer Anheizdauer eine wirkungsvolle und zugfreie Lüftung sowie eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Dagegen sind häufig sehr lange und verzweigte Kanäle für die warme Luft nötig. Sie bedingen Wärmeverluste und einen erhöhten Bedarf an Kraft zur Bewegung der Luft. Auch läßt sich die Regelung der Temperatur oft nur allzu mangelhaft durchführen. Textabbildung Bd. 340, S. 221 Abb. 3. Luftheizer „Thermon“ in einer Maschinenfabrik. Bedeutet die Luftheizung eine Verbesserung gegenüber der Heizung mit örtlich verlegten Heizkörpern, so wird sie selbst durch die Einzelheizung übertroffen. Im Schilde-Luftheizer „Thermon“ (Abb. 3) wurde ein Einzelheizapparat geschaffen, der nach Bedarf in den zu erwärmenden Räumen verteilt werden kann. Von den Apparaten kann jeder einzelne für sich in Betrieb genommen werden. Eine aus mehreren Thermon-Apparaten bestehende Heizanlage ergibt also alle Vorteile der Luftheizung unter Wegfall ihrer Nachteile. Sie läßt sich dem jeweiligen Wärmebedürfnis der Räume vollkommen anpassen. Dies geschieht in einfachster Weise dadurch, daß man nur soviel Apparate in Betrieb nimmt, wie bei der herrschenden Außentemperatur nötig sind. Textabbildung Bd. 340, S. 221 Abb. 4. Kleinlüfter „Patent Boleg“. Der Heizapparat selbst besteht aus zwei Teilen, dem oberen, iri den eine Heizfläche eingebaut ist, und dem unterem, der als Ventilator wirkt. Der Apparat läßt sich leicht an jeder Außen- oder Trennwand oder auch an einer Säule befestigen. Man kann ihn jedoch auch freistehend benutzen. Die Seitenwände sind abzunehmen, so daß eine leichte Reinigung der Innenteile möglich ist. Bei diesem Apparat setzt sich die Heizfläche aus den oben beschriebenen Rippenrohren zusammen, die flanschenlos autogen miteinander verschweißt sind. Da die Heizfläche für jeden Betriebsdruck geeignet ist, kann sie sowohl mit Hochdruckdampf wie mit Niederdruckdampf, mit Abdampf, Vakuumdampf oder Warmwasser gespeist werden. Die Wärmeleistung ist durch Einbauen von Ventilen in die Heizmittelleitungen in weiten Grenzen regelbar. Der Ventilator, der für Riemenantrieb oder Motorantrieb benutzt werden kann, erzeugt die nötige Luftbewegung. In den meisten Fällen wird man ihn für den sogenannten „Umluftbetrieb“ benutzen, d.h. derart arbeiten lassen, daß die Luft bewegt und daß sie nach der Abkühlung wieder erwärmt wird. Er kann jedoch auch dazu Verwendung finden, Frischluft herbeizuführen und endlich läßt sich damit Mischluft erzeugen, d.h. Luft, die teils aus Raumluft, teils aus Frischluft besteht. Regulierklappen ermöglichen es, die Ausblasrichtung des Luftstroms zu verändern. Der Luftheizer „Thermon“ vereinigt also Heizung und Lüftung zu einem einheitlichen Ganzen. Schon Pettenkofer hat ja den Satz aufgestellt, daß jede Heizung mit einer gleichzeitigen Lüftung verbunden sein sollte. Hierauf wird bei der Ausgestaltung der Heizungsanlage nicht immer genügend Rücksicht genommen. Um nun auch bei Anlagen ohne Heizung eine Lüftung bewirken zu können, hat man besonders Kleinlüfter konstruiert, die sowohl zur Lufterneuerung, wie zur Kühlung, zur Entnebelung und noch zu mancherlei anderen Zwecken Verwendung finden können. Es sei hier insbesondere der Kleinlüfter „Patent Boleg“ (Abb. 4) erwähnt, eine Konstruktion mit einer besonderen Hohlachsenlagerung. Bei dieser Hohlachsenlagerung ist in einem kräftigen, nach Art der Ringschmierlager, aber bedeutend größer ausgebildeten Lagerkörper 4 eine Hohlstahlachse 6 fest eingespannt, auf deren einem Ende das Flügelrad 1, auf deren anderm Ende die Antriebscheibe 8 läuft. In der Hohlstahlachse 6 dreht sich eine frei bewegliche, massive Stahlwelle 7, deren Durchmesser um mehrere Millimeter kleiner ist als der Innendurchmesser der Hohlachse. Die Hohlachse ist in ihrer Mitte etwas ausgespart, um den Lauf eines Schmierrings 5 auf derWelle 7 zu ermöglichen. In diesem Hohlachsenlager sind die Beanspruchungen zerlegt: Alle radial auf die Welle gerichteten, also die Biegungsbeanspruchungen, werden von der starren Hohlstehachse aufgenommen, während die massive Welle durch die Kraftübertragung von der Riemenscheibe auf das Flügelrad nur auf Drehung beansprucht wird. Bei dieser Hohlachsenlagerung wird der Bock überflüssig, der bisher bei Verwendung von zwei Lagern zur Befestigung dieser Lager untereinander und am Gehäuse verwendet wurde. Auf Mauersockeln wird der Lagerkörper der Hohlachsenlagerung mittels Ankerschrauben befestigt. Fundamente werden dabei einfach durch einen solchen Sockel erhöht. Auch hier fällt also der Lagerbock weg. Der Lüfter läßt sich auch an der Decke mittels eines besonderen Hängebocks befestigen, wie er überhaupt in bezug auf Befestigung mancherlei Vorteile darbietet. Der Fortfall des Lagerbocks ergibt eine stabilere Anordnung und einen vibrationsfreien Gang des Lüfters. Im übrigen können diese Lüfter auch zur Bewegung bzw. Entfernung von Rauchgasen, Säuredämpfen usw. Verwendung finden. Man hat hierfür besondere Spezialkonstruktionen durchgebildet.