Titel: Deny, über Kühlung geschlossener Räume.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1885, Band 258 (S. 373–377)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj258/ar258128

Ueber Kühlung geschlossener Räume.

Im Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, 1885 Bd. 55 * S. 5 bis 112 ist eine preisgekrönte Abhandlung von Eduard Deny veröffentlicht, welche sich mit den Mitteln zur Kühlung geschlossener Räume beschäftigt. (Vgl. H. Fischer: Ueber Kühlung geschlossener Räume in D. p. J. 1880 235 1. Dessoliers 1884 252 * 203.)

Deny stellt zuerst die Zeitdauer fest, während welcher die Temperatur sich über ein zulässiges Maſs erhebt, so daſs eine Kühlung nothwendig wird. Aus Temperaturbeobachtungen der Observatorien zu Paris und Metz folgert Deny, daſs in der gemäſsigten Zone die niedrigste Temperatur gewöhnlich Mitte Januar, die höchste etwa Ende Juli eintritt, daſs ferner die Temperatur von 24°, bei deren Ueberschreitung er eine Kühlung der Arbeits- und Wohnräume für erforderlich erachtet, ungefähr am 15. Mai zuerst auftritt und etwa in den ersten Tagen des September zuletzt entsteht. Hieraus würde sich ergeben, daſs von Mitte Mai bis Anfang September eine Kühlung einzutreten hätte, jedoch nur während einiger Stunden des Tages, deren Zahl vom Beginne der Kühlungsperiode bis auf 18 zu Ende Juli wächst und dann bis Anfang September abnimmt.

Als Ursachen der Wärmeentwickelung in einem geschlossenen Räume während der warmen Jahreszeit nennt Deny: 1) Wärmeübertragung der von der heiſseren Auſsenluft bespülten Wände, Fenster, Dachflächen durch Strahlung und Leitung auf die Raumluft und die im Raume befindlichen Gegenstände; 2) Wärmeübertragung der durch die Sonne bestrahlten Theile der Wände,. Fenster, Dachflächen von auſsen nach innen; 3) Entwickelung von Wärme im Raume selbst durch die in demselben befindlichen Personen, künstliche Beleuchtung, bei Arbeitsräumen durch bewegte Maschinen, Wärme abgebende Körper, wie z.B. Dampfleitungen; 4) Wärmeübertragung durch die von auſsen eingeführte heiſse Luft, wenn mit solcher gelüftet wird.

Die unter 1 und 4 genannten Wärmeentwickelungen lassen sich in bekannter Weise berechnen; für die Wärmeüberführung, welche in Folge der Besonnung eines Theiles der Umschlieſsung des betreffenden Raumes entsteht, ist maſsgebend, unter welchem Winkel die Sonnenstrahlen auf die Flächen fallen, da die Erhöhung der Temperatur derselben durch die Besonnung um so gröſser sein wird, je mehr senkrechte Strahlen auf die Flächen treffen. Verfasser nimmt nun an, daſs die Temperatur an von Sonnenstrahlen senkrecht getroffenen Flächen 1½mal so groſs als diejenige an im Schatten liegenden Flächen sein wird, und berechnet dann die in Folge der Besonnung übergeführte Wärmemenge in gleicher Weise wie die durch eine Wand gleicher Art gehende, wobei nur die Temperatur auf der wärmeren Seite 1½ mal so groſs ist als diejenige der Auſsenluft; die auf diese Weise berechnete Zahl wird mit dem Sinus des Winkels multiplicirt, welchen die besonnte Fläche mit den Sonnenstrahlen bildet. Um auch die unter 3 genannte Wärmeentwickelung zu berücksichtigen, schlägt Deny vor, die Kühlung so zu berechnen, daſs durch sie eine um wenige Grad geringere Temperatur erzielt wird, als die im Raume entstehende sein soll.

Als Mittel zur Kühlung führt Deny folgende an: 1) Kühlung durch Lüftung mit ungekühlter Auſsenluft, wobei letztere an einer möglichst vor der Sonne geschützten Stelle entnommen und durch ein beliebiges Gebläse in den zu Suhlenden Raum eingetrieben wird; 2) Kühlung durch Lüftung mit gekühlter |374| Auſsenluft, welche wie bei 1 entnommen und eingetrieben wird, jedoch durch Berührung mit kaltem Wasser gekühlt worden ist; 3) Kühlung durch Lüftung mit in Kellern oder unterirdischen Leitungskanälen gekühlter Luft, wobei also die in unterirdischen Kanälen, Kellern und Brunnen herrschende niedrigere Erdtemperatur zur Kühlung benutzt wird; 4) Kühlung durch Lüftung mit Auſsenluft, welche behufs Abkühlung durch unterirdisch angeordnete Mauerkörper geleitet wird. Bei den vorgenannten Kühlungsmethoden ist die Kühlung von der Lüftung abhängig, was nicht der Fall ist: 5) bei der Kühlung mit Hilfe von Kälteröhren, welche im zu kühlenden Raume selbst angeordnet und von einer kalten Flüssigkeit durchzogen werden. 6) Kühlung durch Berieselung der Auſsenflächen der Gebäudemauern und des Daches, wobei die durch die Verdunstung des Rieselwassers entstehende Wärmebindung benutzt wird; endlich 7) Kühlung mittels eines im Raume selbst aufzustellenden Kühlapparates, z.B. jenen der Firma De Dietrich und Comp. in Niederbronn (vgl. 1885 256 237).

Deny bespricht in Weiterem diese einzelnen Kühlungsmethoden und berechnet dieselben an einem als Beispiel angenommenen Fabrikgebäude. Für die Berechnung der verschiedenen in Vorstehendem genannten Wärmemengen, welche theils auf das Innere des Gebäudes übertragen werden, theils in demselben sich selbst entwickeln, legt Deny als gröſste Temperatur der Auſsenluft eine solche von 32° zu Grunde und nimmt an, daſs die Kühlung eine Raumtemperatur von 22° herbeiführen soll, so daſs die thatsächliche Temperatur in Kopfhöhe sich auf etwa 24° durch die Wärmeentwickelung der Personen und etwa vorhandener Wärme abgebender Körper erhöht. Ferner benutzt Verfasser zur Berechnung der übergeführten Wärmemengen die Péclet'schen Formeln und Angaben und verfährt bei der Bestimmung der Wärmemenge, welche durch die in Folge der Besonnung entstehende besondere Erwärmung einzelner Auſsenflächen auf das Innere übertragen wird, derart, daſs er aus dem Gebäudeplane die Projection der um die Mittagszeit von den Sonnenstrahlen getroffenen Flächen auf eine zu diesen senkrechte Ebene bestimmt und diese Projection als Wärme übertragende Fläche und die durch die Besonnung entstehende Erhöhung der Auſsentemperatur gleich der Hälfte der zu 32° angenommenen gröſsten Auſsenlufttemperatur festsetzt.

Die Ergebnisse der Berechnung der genannten Kühlungsmethoden für das angenommene Beispiel liefern nun Folgendes: Bei einer Lüftung mit ungekühlter Auſsenluft wird die Raumtemperatur nur um wenige Grad erniedrigt und in Folge der Wärmeentwickelung der Personen und Wärme abgebender Körper noch immer höher als die Temperatur der Auſsenluft. Gleichfalls unzureichend ist die Kühlung durch Einführung von Auſsenluft, welche durch Brunnenwasser gekühlt ist, da hierbei auſserordentlich groſse Wassermengen nothwendig sind. Deny beschreibt hier einen Apparat von Nézereaux und Garlandat (vgl. 1883 248 * 61), mittels dessen groſse Luftmengen durch Berührung mit kaltem Wasser gekühlt werden können. Statt dieser Anordnung kann auch die Kühlung durch einen Gegenstromapparat erzielt werden, in welchem Luft und Wasser ihre Wärme nahezu austauschen. Bei dieser Einrichtung sind wohl geringere Wassermengen als bei dem erstgenannten Apparate nothwendig; jedoch müssen groſse Kühlflächen angewendet werden, welche dieses Verfahren auch als unzweckmäſsig erscheinen lassen. Die Verwendung von Eiswasser statt des Brunnenwassers läſst wohl geringere Wassermengen bezieh. kleinere Kühlflächen zu; aber die Temperatur der in den Raum zu führenden Kühlluft wird dabei so gering, daſs eine Belästigung der Personen dadurch nicht zu vermeiden ist. Die Durchleitung der in den Raum einzuführenden Frischluft durch den Keller oder unterirdische Luftleitungskanäle ergibt auch keine ausreichende Abkühlung der Luft, da sich während der heiſsen Jahreszeit die Temperatur der von der durchgetriebenen Auſsenluft bespülten Wandflächen des Kellers bezieh. der Kanäle rasch erhöht, so daſs deren abkühlende Wirkung bald aufhört. Ein besseres und auch brauchbares Ergebniſs wird jedoch erhalten, wenn die nothwendige groſse Kühlfläche durch Anordnung zahlreicher Kanäle in einem unterirdisch angelegten Mauerkörper gebildet wird. Treibt man fortdauernd Tag und Nacht die einzuführende Frischluft durch diese Kanäle, so kühlt sich der Mauerkörper während der Nacht ab und erwärmt sich am Tage |375| langsam wieder, gibt also Nachts Wärme an die durchziehende Luft ab und nimmt während des Tages Wärme von dieser auf, so daſs der Mauerkörper als Wärmeregler wirkt.

Deny legt der Berechnung dieser Kühlungsmethode die Annahme zu Grunde, daſs der Mauerkörper sich während des heiſsesten Tages nur um ½° in seiner Temperatur erhöhen darf und hierbei die Luft im Raume dreimal in der Stunde erneuert werden soll. Um ferner die während der Nacht entstehende Abkühlung möglichst zu verstärken, empfiehlt Verfasser den Betrieb der Lüftung derart zu gestalten, daſs während der heiſsen Tage die Auſsenluft unmittelbar in den Raum eingeleitet wird, so lange ihre Temperatur zwischen 20° und 24° bleibt; steigt die Temperatur über 24°, so soll die Auſsenluft behufs Abkühlung vorher durch den Mauerkörper geleitet werden; sinkt die Temperatur unter 20°, wie es während mehrerer Nachtstunden der Fall ist, so soll eine der 6 fachen Lufterneuerung entsprechende Luftmenge durch den Mauerkörper und darauf in den zu kühlenden Raum getrieben werden. Entsteht im letzteren Falle im Raume ein belästigender Luftzug, so kann die Hälfte der Luftmenge in das Freie geschickt werden. Um in dem Mauerkörper die nothwendige Kanalfläche zu erhalten, schlägt Deny vor, den Mauerkörper aus Ziegelsteinen aufzubauen und in demselben zahlreiche Kanäle von der Querschnittsfläche eines Steines auszusparen; es ist dann möglich, auf 1qm Querschnitt des Mauerkörpers 30 Kanäle von 5cm Höhe und 11cm Breite, also 32cm Umfang anzubringen, so daſs 1cbm Mauerkörper eine Kanalwandfläche von 9qm,6 enthält. Die kühlende Wirkung des Mauerkörpers kann noch durch Besprengen oder Berieseln der Kanalflächen mit kaltem Wasser erhöht werden; jedoch ist dabei zu beachten, daſs ohnehin in Folge der Abkühlung der durchziehenden Luft deren relativer Feuchtigkeitsgehalt wächst, weshalb eine Verdunstung nur an den Anfangsstrecken der Kanäle eingeleitet werden darf. Der Mauerkörper soll auch in Beziehung auf den Feuchtigkeitsgehalt der Luft regelnd wirken, indem die heiſse Luft an den kühleren Flächen Wasserdunst absetzt, während die kältere Luft von den wärmeren Flächen wieder Feuchtigkeit aufnimmt.

Zum Durchtreiben der Luft durch die Kühlkanäle des Mauerkörpers ist ein Gebläse nothwendig, welches die von auſsen angesaugte Luft in einen vor den Einmündungen der zahlreichen Kanäle angelegten Sammelraum bläst; hinter den Kanälen sammelt sich die Luft und strömt dann unter dem Drucke des Gebläses in den zu kühlenden Raum. Der Mauerkörper wird auch im Winter günstig wirken, wenn die Luft, ehe sie zu den Heizkörpern geleitet wird, vorher durch denselben getrieben wird, also sich hierbei um einige Grad erwärmt.

Für die Kühlung mit Hilfe von Kälteleitungen gibt Deny im Allgemeinen an, diese von einer kalten Flüssigkeit durchzogenen Röhren im oberen Theile des Raumes anzubringen, so daſs die an denselben sich abkühlende Luft niedersinkt und wärmeren Luftschichten Platz macht. Zu beachten ist ferner, daſs die sich abkühlende Luft Wasserdampf auf der Kühlfläche absetzt und hierdurch trocken wird, was für einige Betriebe (wie z.B. Spinnereien, Webereien) unzulässig ist. Daher ist es nothwendig, die Temperatur der Kühlflächen nicht zu niedrig zu nehmen, also besser groſse Kühlflächen mit mäſsiger Temperatur anzuordnen. Um die Kälteflüssigkeit durch die Kühlröhren zu treiben, ist eine Pumpe anzuwenden. Als Kälteflüssigkeit kann Brunnenwasser oder durch Eis auf 0° gekühltes Wasser verwendet werden; im ersteren Falle ergibt die Berechnung eine Wassermenge, deren Beschaffung in einzelnen Fällen möglich ist; auch die Anordnung der Kühlflächen ist noch nicht zu schwierig, so daſs dieses Verfahren wegen seiner Einfachheit in bestimmten Fällen geeignet erscheinen kann. Die Verwendung von Eiswasser wird zweckmäſsig sein, wenn die nothwendige Eismenge auf billigem Wege beschafft werden kann. Zur künstlichen Eisbereitung können hierbei Kälteerzeugungsmaschinen benutzt werden, welche während der heiſsen Jahreszeit stetig im Betriebe bleiben. Jedoch wird bei allen diesen Maschinen die Menge des Kühlwassers so groſs, daſs es einfacher und billiger ist, dieses unmittelbar in Röhren durch den Raum zu leiten und letzteren damit zu kühlen.

Zur Bereitung einer Kälteflüssigkeit können auch Kältemischungen verwendet werden. Deny bezeichnet als einfachste und praktischste derselben die Mischung |376| von gleichen Theilen Wasser und salpetersaurem Ammoniak. Geneste und Herscher in Paris haben einen Luftkühlungsapparat ausgeführt, bei welchem die genannte Mischung zur Anwendung kommt; derselbe besteht aus einem 4m langen prismatischen Kasten aus Guſseisen, 1m hoch und Im breit, welcher die Kältemischung enthält und von einem Wassermantel umgeben ist. Das eine Ende des Kastens ist mit einem Trichter zur Einführung des Salpetersäuren Ammoniaks versehen; das durch den Mantel flieſsende Wasser dringt in den hierzu mit Löchern versehenen Trichter, löst das Salz, wobei Wärme gebunden wird, und die Mischung flieſst in den Kasten. Am anderen Ende des Kastens befindet sich die Zuleitung des Wassers und die Ableitung der Kältemischung. Durch diese Anordnung wird erreicht, daſs das zugeleitete Wasser sich um einige Grad durch Umspülung des Kastens abkühlt, ehe es zu dem Salze tritt. Die Kältemischung flieſst durch den Kasten entgegen der Richtung der durch diesen in 4 Röhren von 300mm Durchmesser ziehenden Luft und des den Kasten umspülenden Wassers; hierauf gelangt die Mischung in einen Apparat, in welchem das Salz wieder gewonnen wird. Der Apparat besteht aus einem Verdampfer und einem Krystallisator. Ersterer ist ein offener, in einen gemauerten Ofen eingebauter Kessel, in welchem die Lösung eingedampft wird; diese gelangt hierauf in den Krystallisator, einen Cylinder mit Doppelwandung, durch welche die Kältemischung geleitet wird, ehe sie in den Verdampfer tritt. Im Krystallisator flieſst die eingedampfte Lösung in der Achse des Cylinders zuerst auf eine gewölbte Scheibe und vertheilt sich hierdurch gleichmäſsig auf die Wandung des Cylinders. Indem die Lösung an der Cylinderwandung entlang flieſst, kühlt sie sich ab und das Salz krystallisirt aus. Die Krystalle sammeln sich auf einem am Boden angebrachten Roste und werden von diesem zeitweise durch eine Thür entfernt. Das zurückbleibende Salzwasser tropft durch den Rost, sammelt sich unter diesem und wird dann wieder in den Verdampfer gebracht. Der Betrieb des Apparates ist ein stetiger und sind Wärmeverluste möglichst vermieden. Im Ganzen ist jedoch diese Kühlungsmethode recht umständlich und theuer, so daſs sie einer allgemeineren Verwendung nicht fähig erscheint.

Auch die bei der Wasserverdunstung eintretende Bindung von Wärme kann zur Erzeugung von kaltem Wasser verwendet werden; jedoch erfordert dies zu groſse Kühlflächen und groſse Wassermengen, so daſs dieser Weg gleichfalls nicht zweckmäſsig eingeschlagen werden kann. Die Verdunstung von Wasser in der einzuführenden Frischluft wird auch wegen des wechselnden Feuchtigkeitsgehaltes derselben unzuverlässig und überhaupt gering sein. Durch Berieselung der Auſsenflächen des Gebäudes kann noch eine Verdunstung und damit eine Wärmebindung, also eine Abkühlung der betreffenden Theile der Gebäudewände eingeleitet werden, so daſs die Wärmeüberführung von auſsen nach innen aufgehoben wird. Die Rechnung ergibt aber, daſs die auf diese Art erreichbare Abkühlung nicht genügend ist und daſs groſse Wassermengen erforderlich wären, welche besser unmittelbar zur Kühlung der Raumluft verwendet würden.

Es bleibt noch die Kühlung mittels eines im Raume selbst aufzustellenden Kühlapparates. Wird dabei der von De Dietrich und Comp. angegebene Apparat verwendet, so ergibt die Rechnung, daſs die nothwendige Eismenge, die Länge und Fläche der Kälteröhren, als welche am zweckmäſsigsten Rippenröhren angewendet werden, innerhalb zulässiger Grenzen bleiben, so daſs diese Kühlungsmethode brauchbar ist.

Aus diesen Betrachtungen folgert Deny, daſs zur Kühlung eines geschlossenen Raumes zwei Methoden praktisch verwendbar sind: Die eine besteht in der Anwendung eines von zahlreichen Kanälen durchzogenen unterirdischen Mauerkörpers, durch welchen die von auſsen entnommene Frischluft getrieben wird, ehe sie in den Raum gelangt; das zweite Verfahren bedingt die Aufstellung eines Kühlapparates im Raume selbst, welcher im Sommer die gleiche Aufgabe wie im Winter der Ofen einer Luftheizung zu erfüllen hat, nämlich die Temperatur des Raumes auf einem für den Lebensprozeſs zweckmäſsigen Grade zu erhalten. Im ersten Falle ist ein Gebläse zur Luftbewegung erforderlich und wird dieses System sich besonders dann empfehlen, wenn zugleich mit der Kühlung auch eine |377| Lüftung des Raumes eintreten soll. Im zweiten Falle bedarf man eines Gebläses nicht und das Verfahren wird sich deshalb dann zur Anwendung eignen, wenn eine Kraftquelle zum Betriebe eines Gebläses nicht vorhanden ist und nicht beschafft werden soll.

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