Titel: Perkins's Heizapparate mit überhiztem Wasser.
Autor: Bernoulli, Christoph
Fundstelle: 1835, Band 55, Nr. LX. (S. 334–336)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj055/ar055060

LX. Ueber die Perkins'schen Heizapparate mit überhiztem Wasser. Von C. B.

Wie mittelst Dampf, so lassen sich Zimmer oder andere Räume auch mit heißem Wasser heizen, wenn man durch diese Röhren führt, und durch die Röhren heißes Wasser laufen läßt; und eine beständige Circulation des Wassers ist bekanntlich auf folgende Weise erhältlich:

Die durch den zu heizenden Raum laufende Röhre bringt man einerseits mit dem Boden eines Kessels, andererseits mit dem oberen Ende einer aus demselben senkrecht aufsteigenden Röhre in Verbindung, und füllt dann durch eine oben angebrachte Ansazröhre Kessel und Röhren mit Wasser. Wird nun das Wasser im Kessel allmählich zum Kochen gebracht, so erhizt sich auch das in den Röhren enthaltene Wasser. Da dieses aber in den Röhren sich fortwährend erkältet, während es in der senkrechten wenig Wärme verliert, und jene Wassersäule daher specifisch schwerer ist als diese, so ergibt sich eine Störung des hydrostatischen Gleichgewichtes, und daraus ein anhaltendes Aufsteigen des im Kessel heiß werdenden Wassers, und ein fortdauerndes Zurükfließen des kälter gewordenen in den Kessel. – Bei gehörigen Verhältnissen des Kessels und der Röhren und angemessener Feuerung mag das Wasser bis nahe an den Siedepunkt erhizt werden und lauwarm zurükfließen. Jedenfalls kann der sich bildende Dampf durch sie entweichen, und nach Bedarf Wasser nachgefüllt werden.

Da diese Heizart besonders geeignet ist, eine gleichförmige Temperatur hervorzubringen, so ist sie von Bonnemain zur Heizung von Brütestuben empfohlen worden. Hie und da werden auch Treibhäuser |335| auf diese Weise geheizt; und in England ist sie selbst in größeren Gebäuden angewendet worden, obschon in diesem Falle Kessel und Röhren, da das Wasser kaum 100° heiß werden kann, ein bedeutendes Volumen haben müssen.

Compendiöser und wahrscheinlich auch Brennstoff ersparend ist ein neues, von dem berühmten Perkins eingeführtes System. Mit dem besten Erfolge soll derselbe seit einigen Jahren eine Menge solcher Heizapparate schon in England errichtet haben. In Zürich sah ich welche neulich in den Werkstätten des Hrn. Eschers, deren Leistungen ebenfalls in hohem Grade befriedigen sollen.

Der Perkins'sche Apparat unterscheidet sich von den früheren wesentlich dadurch, daß hier das in geschlossenen Röhren circulirende Wasser auf mehrere hundert Grad (2–300° C.) erhizt wird. Um dem Wasser eine solche Temperatur ertheilen zu können, muß dasselbe natürlich in Röhren eingeschlossen seyn, und diese müssen also eine bedeutende Stärke haben; denn das Wasser kann nun in dem Maße eine höhere Temperatur, ohne zu sinken, annehmen, als es einen Widerstand erleidet, der dem Druke eines dieser Temperatur entsprechenden Dampfes gleichkommt. Soll es auf 122° C. erhizt werden, so muß die Röhre einem Druke von 2 Atm. widerstehen, weil das Wasser bei dieser Hize ein Bestreben hat, sich in Dampf von zweifacher Spannung zu verwandeln. Besizt Dampf von 160° eine Spannung von 6 Atm., Dampf von 200° die von 15 Atm., und Dampf von 250° die von 38 Atm. u.s.w., so müssen die Röhren, in denen Wasser so stark erhizt werden soll, einen Druk von wenigstens so vielen Atmosphären aushalten können.

Ferner ist zu beachten, daß sich das Wasser mit der Erhöhung der Temperatur ausdehnt. Um wie viel es sich bei diesen Hizgraden ausdehne, ist meines Wissens noch nicht genau ausgemittelt; da das Ausdehnungsverhältniß aber von 0–100° zunimmt, und bei 100° per Grad ungefähr 1/1000 beträgt, so mag das Volumen bei der Erhizung auf 2 oder 300° sehr ansehnlich größer werden. Es muß daher der Raum der Röhren diese spätere Ausdehnung des Wassers gestatten.

Da nun aber, wenn das Wasser und hiemit die Heizröhre 2–300° heiß ist, diese ungleich mehr Wärme an die umgebende Luft (durch Mittheilung und Ausstrahlung) abzugeben vermag, und aus demselben Grunde eine weit größere Differenz des specifischen Gewichtes, und daher eine viel raschere Circulation sich ergeben muß, so sieht man, daß bei diesem Systeme Röhren von ungleich kleineren Durchmessern genügen werden, und daß solche dann auch leicht von |336| der erforderlichen Stärke herzustellen seyn mögen. Auch wird das Wasser in ähnlichen Röhren, statt in einem Kessel, sich erhizen lassen.

Die Röhren, die Perkins gebraucht, gleichen Flintenläufen, sind aber um 4''' diker und doppelt zusammengeschweißt. Ihr äußerer Durchmesser beträgt etwa 14''' und der innere kaum 6'''. Auf den laufenden Fuß fassen sie also nur etwa 2 Kub.'' Wasser; und eine Röhre von 400' nur 5 1/2 Kub'.

Ein Theil dieser Röhren ist in 20 oder 30 Windungen trompetenähnlich neben und über einander geschlungen, und dieser liegt in dem Ofen, und vertritt die Stelle des Kessels. Der Ofen nimmt demnach einen überaus kleinen Raum ein; denn für eine Länge von 80 oder mehr Fuß Röhren genügt ein Raum von 6–8 Kub'. Die übrigen Röhren führen das Wasser erst senkrecht in die Höhe, und dann wie bei den vorigen Apparaten durch die Zimmer.

Bei Hrn. Escher heizt ein solcher Apparat mehrere über einander liegende, über 100' lange Säle. Da dieser wie der vorige Winter ungewöhnlich milde ist, so hat die Erfahrung noch nicht lehren können, was er zu leisten vermag. Das Wasser wird lange nicht bis auf den Grad erhizt, auf den der Apparat berechnet ist. Ab, sichtlich wurde die Hize aber mehrere Male so weit getrieben, daß Blei mit der aufsteigenden Röhre in Berührung gebracht schmolz, was eine Hize von 320 C. anzeigt.

Zur Bemessung der Temperatur scheinen übrigens keine thermometrischen Mittel vorhanden zu seyn: sie kann jedoch einiger Maßen nach der Anlaufsfarbe abgeschäzt werden, welche einzelne blanke Stellen, je nachdem sie erhizt sind, zeigen.

Am oberen Theile des Apparates ist eine Röhre, die anfangs leer gelassen wird; die sich zuerst mit Dampf füllt, dann zugeschraubt wird, und deren Raum die Ausdehnung des Wassers gestattet. Die Ausdehnung der Röhren selbst, da sie eine einzige zusammenhängende Länge bilden, und nirgends fest eingemauert sind, kann keinen Uebelstand erzeugen.

Das Merkwürdigste bleibt indessen, daß diese Apparate troz der ungeheueren Spannung des also erhizten Wassers völlig gefahrlos seyn sollen. Hr. Escher hat sich nämlich überzeugt, daß nicht nur Röhren von der angegebenen Beschaffenheit eine Erhizung auf 300 und mehr Grad aushalten, sondern auch daß absichtlich veranstaltete Berstungen durchaus keine Explosion zur Folge haben.

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