Titel: SCHREBER, Sparsame Temperaturwirtschaft.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1922, Band 337 (S. 61–65)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj337/ar337015

Sparsame Temperaturwirtschaft.

Von Dr. K. Schreber.

(Schluß.)

Beispiele aus der Werktätigkeit. Diese Rechnung wird anschaulicher, wenn man sieht, wie der ihr zugrunde liegende Gedanke in der Werktätigkeit angewendet wird.

Um dem Wechsel von Kraft- und Wärmebedarf nachkommen zu können, arbeitet man in der Werktätigkeit viel mit Entnahmedampfmaschinen, d.h. mit Dampfmaschinen, bei denen an einer Stelle, an der der passende Dampfdruck herrscht, so viel Dampf entnommen wird, wie die Heizung verlangt.

Da bei den der Oeffentlichkeit mitgeteilten Versuchsergebnissen solcher Anlagen der Kesselwirkungsgrad nur in den seltensten Fällen angegeben wird, so lasse ich ihn für das Folgende überhaupt weg und kümmere mich nur um die gekürzte Verwertungszahl v', welche aus den zweiten Ausdrücken in (15) (16) und (17) entsteht, wenn man ηk als für alle Anlagen gleich ansieht und deshalb als für den Vergleich nicht nötig wegläßt.

Ist ε die Leistungszahl der in der Anlage als wirksam gedachten Kältemaschine, N die Zahl der von der untersuchten Maschine geleisteten Pferdestärken, A die Umrechnungszahl der Energie aus Arbeits- in Wärmemaß, so is AL die geleistete Arbeit in Wärmemaß und die aus dem. Grundwasser entnommene Wärme εAN. Es wird also der Heizleitung durch die Kältemaschine die Wärmemenge (ε + 1) NA zugeführt.

Ist ferner

ik die Erzeugungswärme des Frischdampfes vom Kesseldruck,

ih die Erzeugungswärme des Dampfes in dem Zustande, wie er der Heizleitung zugeführt wird,

is die Flüssigkeitswärme des Speisewassers, alle drei wie sie aus den Tabellen entnommen werden,

Dt die Menge des Frischdampfes,

Dh die Menge des Heizdampfes,

und setzen wir ik – is = i und ih – is = i', so ist iDf die im Frischdampf und i'Dh die im Heizdampf zur Verfügung stehende Wärme. Wir bekommen mit diesen Bezeichnungen

18.

wo ηK und ηH die Wirkungsgrade der Kraftmaschine und der Heizungsanlage in der üblichen Bedeutung sind. Es setzt sich also die gekürzte Verwertungszahl in einfachster Weise aus den überall mitgeteilten Wirkungsgraden der Kraftmaschine und der Heizungsanlage zusammen. Die Leistungszahl wird, wie bisher bei allen Beispielen, 5,46 gesetzt.

Ich bearbeite zuerst die von Blau1) veröffentlichten Versuchsergebnisse. Die Turbinendampfmaschine arbeitet mit 15,7 at und 325°; der Verflüssigerdruck ist 0,069 at; der Entnahmedruck 2,85 at. Das Ergebnis der Rechnung ist in folgender Zusammenstellung enthalten:

N 1302 1240 KW
NA 1120 1066 103 cal/st
Df 8048 11730 kg/st
iDf 5634 8211 103 cal/st
ηK 0,199 0,130
Dh 0 5430 kg/st
i'Dh 0 3326 103 cal/st
ηH 0 0,405
ηK + ηH 0,199 0,535
v' 1,286 1,245

Nach der üblichen Berechnung, in welcher Arbeit und Wärme als gleichwertig betrachtet werden, hat man einfach die Wirkungsgrade von Kraftmaschine und Heizung zusammenzuzählen, um den Gesamtwirkungsgrad zu erhalten. Man sieht wie dieser durch die Entnahme ganz unerwartet größer wird. Beachten wir dagegen den Wert der Arbeit, d.h. berechnen wir die Verwertungszahl, so sehen wir, daß diese durch die Entnahme verkleinert wird.

Bei den Ergebnissen einer an derselben Stelle veröffentlichten Untersuchung einer anderen Anlage ist der Wirkungsgrad der Kraftmaschine nicht so günstig wie hier, deshalb wird bei dieser auch die Verwertungszahl mit zunehmender Entnahmemenge größer, aber nur in ganz geringem Betrag.

Leider sind die Versuche nicht so ausführlich mitgeteilt, daß sich der Fluß der Arbeit und der Wärme hätte aufzeichnen lassen; es fehlt die Angabe jeglicher Temperatur.

Als zweites Beispiel gebe ich aus Schneider: Abwärmeverwertung, einen Teil seiner Zusammenstellung 33, welche für eine 500-PS-Entnahmedampfmaschine mit 14,5 at Druck und 250° Temperatur des Frisch dampf es berechnet ist bei einem Entnahmedruck |62| von 4 at. Es sind Kolbendampfmaschinen K und Turbinendampfmaschinen T in der Rechnung angenommen worden. Schneider gibt die Werte ηK und ηH, so daß die Umrechnung nach (18) leicht ausgeführt ist. Die Zahlen sind nachfolgend zusammgestellt. Ueber V wird später gesprochen werden.

K N Dh ηK ηH ηK + ηH v' V
408 0 0,167 0 0,167 1,069 6,8
416 625 0,139 0,217 0,356 1,115 6,0
419 1430 0,119 0,427 0,546 1,176 5,3
414 2580 0,098 0,640 0,738 1,274 4,7
T 408 0 0,186 0 0,186 1,131 7,6
416 625 0,144 0,234 0,378 1,164 6,1
419 1430 0,114 0,422 0,536 1,159 5,1
414 2580 0,089 0,600 0,689 1,176 4,2

Bei der Kolbendampfmaschine wird die Verwertungszahl langsam größer, bei der Turbinendampfmaschine bleibt sie nahezu ungeändert. Da der Frischdampfdruck etwas schwächer, aber namentlich der Entnahmedruck wesentlich stärker ist als im vorigen Beispiel, so ist der Wirkungsgrad der Kraftanlage viel schlechter und deswegen dieses Ergebnis; es ist weniger auf sparsame Temperaturwirtschaft gesehen als bei Blau. Wäre als Entnahmedruck 1 at angenommen worden, was allerdings für die Heizung etwas größere Heizfläche verlangt hätte, so würden sicherlich auch für die Kolbenmaschine die Verwertungszahlen mit zunehmender Entnahmemenge kleiner geworden sein. Es ist sehr zu bedauern, daß keine Versuchsergebnisse bekannt gegeben worden sind, in denen als Entnahmedruck 1 at oder gar noch schwächerer Druck angewendet worden ist. Die nach dem alten Verfahren der Beurteilung der Brennstoffverwertung gebildete Summe der Wirkungsgrade wird in beiden Fällen mit zunehmender Entnahmemenge ganz bedeutend größer. Das würde heißen: je weniger die Anlage zu Kraftzwecken gebraucht wird, um so wirtschaftlicher ist sie; Krafterzeugung schadet der Brennstoff Verwertung.

Schneider behandelt wohl den einen Grenzfall, daß die Entnahmemenge 0 ist, nicht aber den anderen, wo sämtlicher Dampf zu Heizzwecken verwendet wird. Wir können uns diesen bei einer Kolbendampfmaschine leicht durchgeführt denken, indem wir, während der Kolben festgestellt ist, Ein- und Auslaßventil derselben Seite offen gehalten denken und zwar letzteres gerade so weit, daß der an dieser Seite vorbeiströmende Dampf auf den Druck der Heizleitung gedrosselt wird. Bei der Turbinendampfmaschine ist diese Einstellung nicht so einfach, aber man kann sie sich doch einmal durchgeführt denken. Dann ist der Wirkungsgrad der Kraftmaschine ηK = 0, dagegen der der Heizung ηH = 1, ihre Summe also ebenfalls 1. Das ist der größte Wert, den die Summe erreichen kann; sie erreicht ihn, wenn der Heizungsanlage keine Kraftmaschine vorgeschaltet ist. Also folgt unwiderleglich aus der Anschauung, daß Wärme und Arbeit gleichwertig seien, daß es unvorteilhaft ist, einer Heizungsanlage eine Kraftmaschine vorzuschalten.

Die Ergebnisse der Werktätigkeit beweisen, daß diese Folgerung den Tatsachen widerspricht; Eberle hat ja gerade dadurch, daß er der Heizungsanlage im Stuttgarter Stadtbade eine Kraftmaschine vorschaltete, eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit erzielt. Es muß also die Grundlage dieser Rechnung falsch sein: Wärme und Arbeit sind zwar gleichmaßig aber nicht gleichwertig.

Die Verwertungszahlen erhalten in diesem von mir hinzugefügten Grenzfall den Wert 1, der kleiner ist als alle anderen, d.h. die Heizungsanlage ohne vorgeschaltete Kraftanlage gibt die schlechteste Verwertung des Brennstoffes. Die Uebereinstimmung dieser Folgerung mit der Wirklichkeit bestätigt die ihr zugrunde liegende Auffassung, daß Wärme und Arbeit nicht gleichwertig sind.

Wir haben bisher mit dem Wertverhältnis ε = 5,46 gerechnet, welches sich ergibt, wenn man mit Hülfe einer Kältemaschine Wärme aus dem Grundwasser zum Heizen von Wohnräumen gewinnen will. Ich hatte aber schon oben darauf hingewiesen, daß man unter anderen Umständen auch andere Wertverhältnisse erhalten kann, z.B. beim Eindampfen durch Schwadenverdichtung.

Wie es nun neben dem durch den Nährwert gegebenen Wertverhältnis zwischen Zucker und Kartoffel auch noch ein volkswirtschaftliches gibt, welches durch die Preise der Stoffe bedingt ist, so können wir aus den Preisen von Arbeit und Wärme auch ein volkswirtschaftliches Wertverhältnis zwischen diesen beiden Energiearten berechnen.

Ist a der Preis der Arbeitseinheit, der Kalorie, die ich hier der Deutlichkeit wegen wieder mit cala bezeichnen will, und w der Preis der Wärmeeinheit, der Wärmekalorie calw, so ist ε = a/w das volkswirtschaftliche Wertverhältnis zwischen Arbeit und Wärme. Hier in Aachen kostet augenblicklich im Kleinhandel die KWst 3,5 M, das macht als Preis der Arbeitseinheit a = 0,40 Pf./cala. Kohle von rund 6500 cal/kg kostet 512 M/t; das macht bei einem Kesselwirkungsgrad ηk = 0,75 als Preis der Wärmeeinheit w = 0,01 Pf./calw. Aus diesen Angaben erhält man ε = 40 calw/cala.

Mit diesem Wertverhältnis sind die Verwertungszahlen V berechnet. Bei beiden Maschinenarten nimmt V mit der Zunahme der Entnahmemenge ab, die Verwertung des Brennstoffes wird schlechter. Bei teuerer Arbeit ist es vorteilhaft, recht viel Arbeit aus der Kohle zu erzeugen; man muß suchen, den Wirkungsgrad der Kraftmaschine möglichst groß zu machen; man muß sparsame Temperaturwirtschaft treiben. Auf die Entnahmedampfmaschinen angewendet, heißt das, man muß den Entnahmedruck so schwach wählen, wie es die Heizungsverhältnisse irgend zulassen, man muß den an der Heizleitung verwüsteten Arbeitswert so klein wie möglich machen.

Verlangt irgend ein Vorgang, z.B. ein chemischer eine besonders warme Heizungstemperatur, so muß man die Kosten der deshalb weniger gewonnenen Arbeit zu den Herstellungskosten des chemischen Erzeugnisses rechnen. Das ist bei der Selbstkostenberechnung wohl zu beachten.

Auch die Betriebskosten der Abdampfheizung sind gleich den Kosten der in der Heizung verwüsteten Arbeit zu setzen, ein Umstand, der bei der bisherigen Auffassung von der Gleichwertigkeit von Arbeit und Wärme nicht zum Ausdruck gebracht werden konnte. Es fehlte noch die Gleichung (18), in welche man für ε + 1 das Preisverhältnis einsetzen konnte.

Sparsame Temperaturwirtschaft. Der Trieb des Menschen, sich von körperlicher Arbeit zu befreien und trotzdem ein angenehmes Leben zu führen, d.h. ein Leben, in welchem auch andere als die unmittelbarsten Lebensbedürfnisse befriedigt werden können, hat ihn zur Anstrengung seines Geistes gezwungen, die für denjenigen, der die nötigen Geistesanlagen von der Natur auf seinen Lebensweg mitbekommen hat, bequemer ist, als die körperliche Anstrengung, und ihn zu Erfindungen veranlaßt, welche die Kräfte der Natur in seine Dienste zu stellen ermöglichen.

Da aber die Naturkräfte ebenfalls nur unter Aufwendung menschlicher Anstrengung gewonnen werden |63| können, so hat man sich bemüht, diese Gewinnung immer mehr und mehr zu erleichtern und die Ausnutzung der einmal gewonnenen immer vollkommener zu gestalten. Man denke an die Entwicklung der Wasserkraftmaschinen von den einfachen Stoßschaufeln der in den Fluß gestellten Wasserräder des Mithridates bis zu den Schaufeln der jetzigen schnellaufenden Turbinen der großen Wasserkraftwerke. Dieselbe, allerdings viel später einsetzende, dafür aber auch namentlich seit der Anwendung der wissenschaftlichen Wärmelehre bedeutend schnellere Entwicklung, zeigt sich auf dem Gebiet des Wärmekraftmaschinenbaues. Man vergleiche die erste von Papin gebaute Dampfmaschine, welche nur einen ganz geringen in der Nähe des atmosphärischen Siedepunktes des Wassers gelegenen Temperaturunterschied zur Verwandlung von Wärme in Arbeit ausnutzte, mit den jetzigen Turbinendampfmaschinen, deren Temperaturbereich sich von 200° bis 33° erstreckt. Aber noch ist das Ziel nicht erreicht, noch immer muß viel menschliche Arbeit aufgewendet werden, um die Bedürfnisse des Menschen, die allerdings im selben Maße üppiger werden, zu befriedigen. Wir. müssen uns also noch weiterhin bemühen, menschliche Arbeitskräfte beim Herbeischaffen von Naturkräften zu ersparen und die herbeigeschafften immer sparsamer zu verwenden. Wir müssen sparsame Energiewirtschaft treiben.

Auf dem hier allein in Betracht kommenden Gebiet der Wärmekraftmaschinen zerfällt diese Aufgabe ohne weiteres in 2 Teile. Der eine ist die sparsame Wärmewirtschaft. Sie hat Abwanderungen der Energie, sowohl der chemischen wie der Wärmeenergie von dem Wege, welchen der auf ihre Umwandlung in Arbeit gerichtete Wille des Menschen ihr vorgeschrieben hat, festzustellen und unmöglich zu machen.

Diese Abwanderungen der Energie sind zum Teil mit Abwanderungen von Stoffen, den Energieträgern, unmittelbar verbunden und deshalb leicht in die Augen fallend. Durch den Rost hindurchfallende Kohle, aus undichten Flanschen abblasende Dampfmengen usw. nehmen Energie aus dem ihr vorgeschriebenen Wege mit sich heraus. Das zu vermeiden, sind Aufgaben, welche jeder Werkmeister, jeder Heizer zu versorgen imstande ist.

Bei unrichtiger Verbrennung sowohl infolge mangelnder Luft als auch übermäßigen Luftüberschusses, bei unrichtiger Einhüllung von Dampfkessel, Leitung, Zylinder usw. genügt das Ablesen einfacher Meßvorrichtungen, welche Werkmeister und Heizer ebenfalls ausführen können.

Es ist Aufgabe des Wärmeingenieurs, durch Feststellen der einzelnen abwandernden Kalorien diese Werkbeamten ständig auf Nachlässigkeiten in der Erfüllung ihrer Pflicht aufmerksam zu machen. Vielfache Erfahrungen haben schon längst gelehrt und immer wieder bestätigt, daß der Mensch gegenüber von Aufgaben, welche er täglich zu lösen hat, gleichgültig wird. Dann muß der Wärmeingenieur von Zeit zu Zeit erscheinen, den Beamten zeigen, wo sie nachlässig gewesen sind, und sie durch ständig wiederholte Erinnerung zur Pflichterfüllung erziehen. Der Wärmeingenieur hat hauptsächlich die Aufgabe des Erziehers und, falls die Erziehung nichts hilft, die des Aufsichtsbeamten.

Er erfüllt seine Aufgabe am besten, wenn er von jeder von ihm untersuchten Anlage einen Wärmeplan, Wärmefluß, aufstellt, auf welchem er den Weg der Energie von der aufgeworfenen Kohle bis zu der die Arbeit abgebenden Welle hin verfolgt. Dieser Fluß muß zusammen mit allen seinen Abzweigungen wegen des Energiesatzes eine unveränderliche Breite behalten. Wird er schmaler, so hat der Wärmeingenieur Wärmemengen, die sich entziehen, nicht erfaßt und muß suchen, bis er sie findet. An der Hand dieses Wärmeflusses hat er gegebenen Falles die Werkbeamten auf Nachlässigkeiten aufmerksam zu machen.

Der andere Teil der sparsamen Energiewirtschaft ist die sparsame Temperaturwirtschaft. Sie ist deshalb schwieriger als die sparsame Wärmewirtschaft, weil sie nicht sofort im Betriebe gelöst werden kann, sondern am Rechentisch zu Ende geführt werden muß. Sind im Betriebe die Temperaturmessungen ausgeführt, so müssen die diesen Temperaturen zugehörigen Arbeitswerte berechnet und wie in den obigen Abbildungen der Fluß der Arbeit durch die Anlage in den Wärmefluß eingetragen werden. Zeigt dieser Fluß zu große Unstetigkeiten, so muß der Temperaturingenieur auf Abhilfe sinnen; er muß jeden nicht genutzten Temperaturunterschied zur Arbeitsleistung heranzuziehen suchen.

Die Aufgabe der sparsamen Temperaturwirtschaft läßt sich in zwei Teile zerlegen, von denen der erste, die Vortemperaturverwertung der erfolgversprechendere und trotzdem der leichtere ist. Auf dem Rost entstehen sehr heiße Temperaturen, während die des Dampfes im Kessel im Vergleich hiermit recht mäßige sind. Deshalb die große Arbeitsverwüstung, welche die obigen Bilder an der Kesselwand aufweisen. Unsere Baustoffe erlauben uns aber noch nicht, diesen Temperaturunterschied auszunutzen. Wir können noch nicht Kessel bauen, die mit genügender Sicherheit Drucke aushalten, welche stärker sind als der der Temperatur von 200° des Wasserdampfes zugehörige. Zwar hat Bauer1) schon vor dem Kriege Versuche mit Kesseln angestellt, welche 40 at aushalten sollten. Ebenso hat sich jetzt W. Schmidt, der Förderer der Heißdampfmaschine, Versuche mit Kesseln von 60 at vorgenommen. Beide kostspieligen Versuchsreihen haben aber noch nicht zu Ergebnissen geführt, welche die Einführung dieser Drucke in die Werktätigkeit sichern.

Bei der Beurteilung dieser Versuche muß man bedenken, daß wenn man nach (7) die Wirkungsgrade für die verschiedenen Drucke berechnet und dann δη/δρ bildet, die so erhaltenen Werte zeigen, daß der Wirkungsgrad immer langsamer größer wird, je stärker der Druck schon ist. Die Wärmeersparnis in v. H. für 1 at Drucksteigerung wird um so kleiner, je stärker der Druck ist.2)

Da nun die Herstellungs- und Wartungskosten schneller zunehmen, als die auszuhaltenden Drucke, so ist mit der baulichen Möglichkeit die wirtschaftliche Möglichkeit noch nicht sofort gegeben. Diese muß bei beiden Versuchen erst noch erbracht werden. Jedenfalls liegen aber beide Versuche in der Richtung der bisherigen Entwickelung des Dampfkesselbaues, auf die schon Heft 6, S. 52, hingewiesen worden ist, und deshalb werden sie in mehr oder weniger langer Zeit auch die wirtschaftliche Möglichkeit finden.

Auf anderem Wege gelangt man zur Vortemperaturverwertung mit Hülfe des osmotischen Energiespeichers. Dieser speichert die den Wasserdampfmaschinen nicht zugänglichen Temperaturen in Gestalt der osmotischen Energie auf für Zeiten, in denen, oder für Orte, an denen keine Feuerung vorhanden ist und doch arbeitsfähiger Dampf verlangt wird. Da die Kessel des osmotischen Energiespeichers vom Druck in derselben Weise beansprucht werden, wie die der Dampfmaschine, so wird er stets für die Verwertung der Vortemperatur |64| geeignet bleiben, so lange die Dampfkessel eine solche bedingen.

Schwieriger ist die Zwischentemperaturverwertung, d.h. die Verwertung der Temperaturen, welche zwischen dem Auspuff einer Wärmekraftmaschine irgend einer Art und der atmosphärischen Temperatur liegen.

Dieser Schwierigkeit verdankt die sparsame Wärmewirtschaft so manche Fehlschläge. Die abwandernden Kalorien waren gefunden. Sie ließen sich aber nicht verwerten, weil die noch vorhandenen Temperaturunterschiede eine Verwertung unwirtschaftlich machten; denn man darf bei Berechnung des Arbeitswertes nicht unmittelbar die Temperaturen einsetzen, mit denen sie abwandern, sondern muß überlegen, ob sie nicht auf einen anderen Energieträger übertragen werden müssen und daß zu dieser Uebertragung Temperaturunterschiede gehören. Diese Unterschiede gehen von den vorhandenen Temperaturen ab und erst nach diesem Abzug ist der Arbeitswert zu berechnen.

Nun sind diese abzuziehenden Temperaturen sehr von der Größe der zur Uebertragung der Wärme nötigen Heizflächen abhängig. Hier muß der Temperaturingenieur volkswirtschaftlich arbeiten. Oft kann das zur Beschaffung der Heizflächen nötige Kapital so groß sein, daß der zu gewinnende Arbeitswert nicht hinreicht, es zu verzinsen und zu tilgen. Volkswirtschaftliche Bedingungen ändern sich leicht von Tag zu Tag, während naturwissenschaftliche immer gelten; deshalb ist die heut gültige Entscheidung morgen nachzuprüfen, ob sich die volkswirtschaftlichen Bedingungen nicht geändert haben.

Ganz besonders zu beachten ist die Zwischentemperaturverwertung bei der Energiespeicherung. Will man Energie irgendwelcher Art, z.B. Wärme für eine Zeit aufspeichern, wo sie günstiger verwertet werden kann, so muß man sie in den meisten Fällen, wenn nicht gerade in eine andere Energieart verwandeln, so doch mindestens auf einen anderen Träger überführen. Bei jeder solchen Umwandlung oder Ueberführung geht Temperatur verloren. Es ist ein Beweis von Rateaus Gefühl für sparsame Temperaturwirtschaft, daß er bei seinem Speicher die Druckschwankungen möglichst klein machte. Durch die Speicherung im Rateauschen und ähnlichen Speichern gehen schlimmsten Falles 5° verloren. Die dadurch veranlaßte Arbeitsverwüstung muß durch den größeren Wert der Arbeit am anderen Ort oder zur anderen Zeit wieder wett gemacht werden.

Ganz schlimm ist in dieser Beziehung der Ruths-Speicher. Ruths „geht gleich auf das Ganze“; er speichert sehr große Mengen, aber ihm kommt es auch nicht auf Temperaturverluste der schlimmsten Art an, Arbeitsverwüstung kümmert ihn nicht. Wenn ein Speicher mit Dampf von z.B. 16 at und 300° gespeist wird, dem ein Verflüssiger von 0,06 at zur Verfügung steht, so ist der Arbeitswert des zu speichernden Dampfes (726,6 – 510,0 = 216,6) cal/kg. Der Ruths-Speicher gibt den Dampf besten Falles mit 6 at und ohne Ueberhitzung wieder. Bei demselben Verflüssiger hat dann der aus dem Speicher wieder gegebene Dampf einen Arbeitswert von (660,0 – 500,0 = 160,0) cal/kg. Das ist ein Arbeitsverlust von 56,6 cal/kg, d.h. der Ruths-Speicher verwüstet mehr als ¼ des Arbeitswertes des Dampfes. Er kann nur dort verwendet werden, wo die Arbeit nichts kostet, wo die Arbeit umsonst ist.

Der oben erwähnte osmotische Energiespeicher bedingt selbstverständlich auch Temperaturverluste, aber infolge seiner Eigenschaften liegt dieser Temperaturverlust im Bereich der Temperaturen, welche der Dampfmaschine nicht zugänglich sind, die also auf jeden Fall verloren gehen würden. Innerhalb der der Dampfmaschine zugänglichen Temperaturen bedingt der osmotische Energiespeicher keinen Temperaturverlust; der aus ihm kommende Dampf hat genau denselben Arbeitswert wie der durch unmittelbare Feuerung erzeugte. Der osmotische Speicher arbeitet in diesem Sinne ohne Arbeitsverwüstung.

Jede Aufgabe aus dem Gebiet der Wärmetechnik muß zuerst unter dem Gesichtspunkt der Temperaturwirtschaft behandelt werden. Diese hat nach den allgemeinen Naturgesetzen zu erfolgen, wie sie die allgemeine Wärmelehre bringt. Was auf Grund dieser Gesetze richtig ist, ist es nicht nur heut, sondern ist es stets, und muß deshalb auf seine Volkswirtschaftlichkeit geprüft werden. Was diesen Gesetzen widerspricht, widerspricht ihnen zu allen Zeiten und ist deshalb ohne weitere Prüfung volkswirtschaftlich unbrauchbar.

Die Forderungen der sparsamen Temperaturwirtschaft sind nicht immer ohne Schwierigkeit zu erfüllen. Z.B. steht dem Verlangen nach möglichst heißer Temperatur, für den Fall, daß man beim Wasser als Vermittler der Energieumwandlung bleiben will, die Festigkeit der Kesselwandung entgegen. Aber trotzdem ist dieses Verlangen richtig, denn es entspricht den allgemeinen Naturgesetzen, und unter seinem Einfluß ist die Festigkeit immer besser geworden. Unter seinem Einfluß sind die oben erwähnten Versuche mit Kesseln für 40 und 60 at angestellt worden, während man noch vor garnicht allzu langer Zeit einen Druck von 6 at für gefahrdrohend stark ansah. Forderungen der Temperaturwirtschaft, die aus irgendwelchen Gründen zu einer Zeit nicht haben erfüllt werden können, müssen von Zeit zu Zeit von neuem aufgenommen werden, ob die neuen Verhältnisse ihre Durchführung gestatten. Temperaturwirtschaftliche Forderungen sind die Grundlage aller wirtschaftlichen Ueberlegungen.

Sind die temperaturwirtschaftlichen Forderungen festgelegt, so sind die wärmewirtschaftlichen zu behandeln. Diese sind zwar auch durch Naturgesetze bedingt, sind aber trotzdem viel wandelbarer, weil sie von der Auswahl der Stoffe abhängen. Eine Forderung, welche mit dem einen Stoff nicht zu erfüllen ist, kann vielleicht mit einem anderen erfüllt werden. Infolgedessen lassen sich die wärme wirtschaftlichen Forderungen auch leichter erfüllen.

Zuletzt kommt dann die allerdings auch ausschlaggebende volkswirtschaftliche Behandlung. Verlangen die von der Temperatur- und Wärmewirtschaft aufgestellten Forderungen ein größeres Anschaffungsgeld, als bei dem augenblicklichen Preis der Arbeit verzinst und getilgt werden kann, so findet sich das Anlagegeld zur Ausführung der gemachten Vorschläge nicht und es muß an den Forderungen beider so lange geändert werden, bis die Aufgabe volkswirtschaftlich durchführbar ist.

Zur Durchführung der von der Temperaturwirtschaft geforderten Ausdehnung des Temperaturbereiches der Dampfmaschinen hatte die Wärme Wirtschaft die Mehrstoffdampfmaschinen vorgeschlagen; die Volkswirtschaft hat sie aber abgelehnt, weil sie zu viel Versuchskosten veranlassen würden. Sie hat lieber die durch Nichtausnutzung der heißen Temperaturen entstehende Arbeitsverwüstung hingenommen; die Erfüllung der berechtigten Forderung der Temperaturwirtschaft, den Fortschritt zu heißeren Temperaturen, der langsamen Entwicklung des Kesselbaues überlassend.

Bei diesem großen Einfluß der volkswirtschaftlichen Ueberlegung auf den Bau von Anlagen ist aber nicht außer Acht zu lassen, daß sich, wie schon einmal hervorgehoben, die volkswirtschaftlichen Bedingungen von Tag zu Tag verschieben: was heute teuer ist, kann morgen |65| billig sein, und umgekehrt. Die Bedingungen der Volkswirtschaft sind flüssig, die naturwissenschaftlichen Gesetze der Temperatur- und Wärmewirtschaft sind unveränderlich fest. Deshalb ist, was die Temperaturwirtschaft verlangt, heute so berechtigt wie morgen; was heute volkswirtschaftlich richtig ist, braucht es deshalb noch lange nicht morgen zu sein.

Es gab eine Zeit, wo die Volkswirtschaft es ablehnte, Wasserkräfte auszubauen, weil in der Nachbarschaft liegende Kohlengruben die Arbeit billiger erzeugten. Wären sie damals dennoch ausgebaut worden, so wäre das Anlagekapital heute vollständig getilgt, sie wären schuldenfrei und könnten bei den heutigen Preisen der aus Kohle erzeugten Arbeit vorzügliche Geschäfte machen. Damals schien der Nichtausbau volkswirtschaftlich, heute zeigt sich, daß er volksschädlich war.

Die oben aus den augenblicklichen und örtlichen Preisen von Arbeit und Wärme berechnete Leistungszahl ε = 40 hat eine sehr beschränkte Bedeutung. Wer will sagen, wie der Preis der Kohle in einiger Zeit sein wird? Hat er sich geändert, dann muß auch sofort diese Leistungszahl wieder geändert werden. Dagegen hat die aus den physikalischen Gesetzen errechnete Leistungszahl ε = 5,46 unverändert ihre Bedeutung, so lange Menschen leben, deren Bluttemperatur 37° ist. Die allgemein gültigen Gleichungen müssen mit dieser aufgestellt und entwickelt werden. Für die Anwendung muß die erstere jedesmal neu berechnet und in die Gleichungen eingesetzt werden.

Ergebnis. Die vollständig angewendeten Gesetze der allgemeinen Wärmelehre ergeben, daß die Energieeinheit Arbeit wertvoller ist, als die Energieeinheit Wärme; daß Wärme und Arbeit nicht gleichwertigt sondern nur gleichmaßig sind. Daraus folgt, daß in reinen Kraftanlagen, reinen Heizungsanlagen und in vereinigten Kraft- und Heizungsanlagen die Verwertungszahl des Brennstoffes sehr verschieden ist. Zahlenmäßig durchgeführte und zeichnerisch dargestellte [Beispiele lassen diese Verschiedenheit und die Gründe dafür leicht erkennen.

Schon aus den beiden Beispielen für die vereinigte Kraft- und Heizungsanlage ergibt sich, daß man nicht nur auf die Wärme als solche zu achten habe, sondern noch viel mehr auf die Temperaturunterschiede, daß man sparsame Temperaturwirtschaft treiben müsse; denn Arbeit kann nur dann aus Wärme erzeugt werden, wenn Temperaturunterschiede vorhanden sind. Die günstigste Verwertung des Brennstoffes erhält man in den vereinigten Kraft- und Heizungsanlagen; man solle also jeder Heizungsanlage eine Kraftmaschine vorschalten.

An Beispielen wird gezeigt, wie der Gedanke, daß die Arbeitseinheit wertvoller ist als die Wärmeeinheit, in der Werktätigkeit angewendet wird.

Zum Schluß wird die Notwendigkeit der Trennung der sparsamen Energiewirtschaft in sparsame Temperaturwirtschaft und sparsame Wärmewirtschaft bewiesen, die Aufgaben jeder von beiden genannt und das Verhältnis der volkswirtschaftlichen Bedingungen zu den temperaturwirtschaftlichen und wärme wirtschaftlichen Gesetzen entwickelt.

|61|

Z. Dampk.- usw. Betrieb 1915. 125.

|63|

Bauer Schiffsbautechn. Gesellsch. 1911. 27.

|63|

Heilmann, Wärmeausnutzung bei Kraftmaschinen Z, Dampfk. usw. Betrieb. 1921. 315. Abb. 1.

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