Mitteilungen der Prüfungsanstalt für Heizungs- und Lüftungseinrichtungen: Heft 1 [Reprint 2019 ed.] 9783486738759, 9783486738742

Citation preview

Januar 1910.

Königliche"Technische Hochschule zu Merlin.

MITTEILUNGEN r.er

P r ü f u n g s a n s t a l t f i i r H e i z u n g s - und L ü t i u i i i g s e i n r i c h t u n g e n (Vorsteher: Dr.-Ing. Rietschel, Geh. Reg.-Rat und FProfessor).

lieft I.

M Ü N C H E N UND B E R L I N . D r u c k uncl V e r l a g v o n R. O l d e n b c u r g ^ . 1&1C).

Inhalt. Seite

I. Vorwort des Vorstehers

1

II. Beschreibung der Prüfungsanstalt und ihrer inneren Einrichtungen . . . . III. Bestimmung der Geschwindigkeit und des Druckes bewegter Luft in Rohrleitungen

1*

7 32

I. Vorwort des Vorstehers. Zweiundzwanzig Jahre sind verflossen, daß auf des Unterzeichneten Antrag an der Kgl. Technischen Hochschule in Berlin eine » V e r s u c h s s t a t i o n f ü r H e i z u n g s - u n d L ü f t u n g s e i n r i c h t u n g e n « erstellt und dem Lehrstuhl für Heizung und Lüftung angegliedert wurde. Ein Blick auf das kurz vor seinem Abbruch aufgenommene Gebäude (Fig. 1) zeigt, daß in ihm nur wenige und beschränkte Räume zur Verfügung standen, die naturgemäß f ü r die Zahl der möglichen Versuche und für die Größe der Versuchsobjekte ausschlaggebend waren. Dennoch sind in jener Zeit zum Teil unter Zuhilfenahme noch anderer Räume der Hochschule mehrere f ü r die Heizungs- und Lüftungstechnik sehr wichtige Fragen studiert und durch Versuche geklärt worden Die gesteigerten Forderungen aber, die mit Recht infolge der bedeutenden in den letzten Dezennien auf dem Gebiete der Hygiene und der Technik zu verzeichnenden Fortschritte an das Heizungs- und Lüftungsgebiet gestellt werden, die immer umfangreicheren Anlagen, die in der Fürsorge des Staates und der Gemeinden um das Volkswohl sich als nötig erweisen und die vielen noch ungeklärten Vorgänge, die zur Erfüllung einwandfreier Entwürfe und Ausf ü h r u n g e n ihrer Beantwortung harren, haben die Notwendigkeit gezeigt, eine neue, große und entsprechend ausgerüstete » P r ü f u n g s a n s t a l t f ü r H e i z u n g s u n d L ü f t u n g s e i n r i c h t u n g e n « erstehen zu lassen. Die Preußische Unterrichtsverwaltung, das Ministerium der öffentlichen Arbeiten und das Finanzministerium haben im Jahre 1904 dem diesbezüglichen Antrag des Unterzeichneten in entgegenkommendster Weise Folge gegeben und vom Landtage die Mittel für einen Neubau auf dem Gelände der Technischen Hochschule erwirkt. Im F r ü h j a h r 1907 konnte die Anstalt, die unter Leitung des Kgl. Baurates Herrn Kothe errichtet worden ist, bereits zum Teil in Benutzung genommen werden. Für die Errichtung der Anstalt gebührt den vorgesetzten Behörden der wärmste und ehrerbietigste Dank. Diesen nicht nur in seinem Namen, sondern l

) Bestimmungen des Transmissionskoeffizienten von Dampf- und Warmwasserheizkörpern, Versuche über die bei Bewegung von Luft in Blechrohrleitungen und Mauerkanälen auftretenden Widerstände, Prüfung von Preß- und Saugköpfen, Untersuchung von Isolierungen, Beobachtungen über den Druckabfall in Filtern usw.

—

2

—

a u c h im N a m e n der Industrie hier an erster Stelle zum Ausdruck zu bringen, ist dem Unterzeichneten ein aufrichtiges Bedürfnis. Das große Interesse, das die I n d u s t r i e den Arbeiten der Prüfungsanstalt entgegenbringt, beweist am besten die Tatsache, daß während ihres dreijährigen Bestehens d e m Unterzeichneten f ü r Zwecke u n d zur freien V e r f ü g u n g der Anstalt der »Verband Deutscher Zentralheizungsindustrieller« jährlich 5000 M. u n d ein Vertreter der Industrie, der u n g e n a n n t bleiben will, eine S u m m e von 20000 M. überwiesen haben, und daß die F i r m e n , von denen die innere Einr i c h t u n g der Anstalt u n d die A u s f ü h r u n g von Versuchseinrichtungen ents t a m m e n , diese meist zu bedeutend ermüßigten Preisen, m e h r f a c h auch geschenkweise, geliefert haben. Diese hochherzigen Z u w e n d u n g e n , f ü r die die Anstalt zu größtem D a n k verpflichtet ist, ermöglichen es, über die Zahl der vom Staate zugeteilten drei ständigen Assistenten hinausgehen , noch weitere H e r r e n an den Versuchen beteiligen, u n d somit das Arbeitsprog r a m m der Anstalt, den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend, erweitern zu können. Mit dem laufenden Wintersemester trat die neue »Prüfungsanstalt f ü r Heizungs- u n d LüfFig. 1. Ansicht der alten Versuchsstation. tungseinrichtungen« in ihr drittes Betriebsjahr. Naturgemäß mußte die erste Zeit hauptsächlich der inneren Ausgestaltung der Anstalt gewidmet bleiben. I n welcher Weise diese den Aufgaben der Anstalt entsprechend erfolgt ist, wird aus dem nachfolgenden ersten Aufsatz der »Mitteilungen« hervorgehen. An dieser Stelle will ich n u r der a n g e n e h m e n Pflicht n a c h k o m m e n , meinem ersten u n d zweiten ständigen Assistenten, H e r r n Privatdozent Dr. techn. B r a b b e e u n d H e r r n Ingenieur D i e t z f ü r ihre H i n g a b e bei Erledigung der D u r c h a r b e i t u n g aller einzelnen E i n r i c h t u n g e n zu danken. H e r r Dr. B r a b b e e h a t noch dadurch meinen besonderen Dank erworben, daß er durch sein Eindringen in die Ziele der Anstalt u n d durch seine konstruktive

—

3

—

B e g a b u n g verschiedene S o n d e r k o n s t r u k t i o n e n geschaffen hat, die f ü r die e x a k t e D u r c h f ü h r u n g der V e r s u c h e von B e d e u t u n g sind und s o m i t eine wertvolle B e r e i c h e r u n g der A n s t a l t darstellen. Die A u f g a b e n tungen.

der Prüfungsanstalt liegen

nach

drei v e r s c h i e d e n e n R i c h -

In erster L i n i e wird die A n s t a l t der D u r c h f ü h r u n g von F o r s c h u n g s a r b e i t e n d i e n e n , die für die E n t w i c k l u n g der Heizungs- u n d L ü f t u n g s t e c h n i k von W i c h t i g k e i t sind. Die betreffenden V e r s u c h e sollen in ihren E r g e b n i s s e n u n m i t t e l b a r der Praxis dienen, sie sollen also n i c h t lediglich L a b o r a t o r i u m s versuche s e i n , um allgemein physikalische Gesetze abzuleiten, sondern h a u p t s ä c h l i c h V e r s u c h e mit den vielgestaltigen in der P r a x i s verwendeten oder neu a u f t r e t e n d e n K o n s t r u k t i o n e n u n d A n o r d n u n g e n , u m deren W e r t i g k e i t festzustellen u n d um die n o c h f e h l e n d e n für die B e r e c h n u n g u n d A n w e n d u n g erforderlichen Grundlagen zu schaffen. D a g e n a u e V e r s u c h e n u r möglich sind, wenn gegen die M e ß i n s t r u m e n t e k e i n e E i n w ä n d e erhoben werden können, so war es z u n ä c h s t erforderlich, in dieser H i n s i c h t volle K l a r h e i t zu besitzen. Die A b n a h m e der zu Versuchszwecken b e s t i m m t e n L ü f t u n g s e i n r i c h t u n g ergab die N o t w e n d i g k e i t , die für die B e s t i m m u n g der L u f t g e s c h w i n d i g k e i t dienenden M e ß i n s t r u m e n t e einer eingehenden Prüfung zu unterziehen. Die h i e r f ü r erforderlich gewordenen zeitraubenden, aber zu einem s e h r befriedigenden E r g e b n i s geführten U n t e r s u c h u n g e n sind von solcher B e d e u t u n g f ü r die Praxis, daß sie in diesem H e f t als erste F o r s c h u n g s a r b e i t der A n s t a l t Veröffentlichung finden sollen. V o n weiteren F o r s c h u n g s a r b e i t e n , die ebenfalls zum A b s c h l u ß g e k o m m e n sind und über die d e m n ä c h s t berichtet werden soll oder die n o c h zurzeit die A n s t a l t beschäftigen, seien an dieser Stelle g e n a n n t : U n t e r s u c h u n g v o n selbsttätigen Kondenswasserableitern, B e s t i m m u n g der W e r t e für R e i b u n g u n d einmalige W i d e r s t ä n d e W a r m Wasserleitungen, U n t e r s u c h u n g der Oberfiächentemperatur und der W ä r m e a b g a b e H e i z k ö r p e r n bei Steigerung der L u f t g e s c h w i n d i g k e i t .

bei von

In z w e i t e r L i n i e soll d i e A n s t a l t der A b h a l t u n g von Übungen m i t den S t u d i e r e n < 1 en dienen. E s ist dies ein logischer A u s b a u der an der T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e in Berlin durchgeführten Prinzipien, den Studierenden n e b e n ihrer theoretischen Ausbildung, soweit als n u r irgend t u n l i c h , a u c h eine p r a k t i s c h e B e t ä t i g u n g zu ermöglichen. I n diesen von dem ersten ständigen Assistenten, dem Privatdozenten Dr. t e c h n . B r a b b e e a b g e h a l t e n e n w ö c h e n t l i c h dreistündigen Ü b u n g e n finden die Studierenden Gelegenheit, sich in besondere, n a m e n t l i c h m a s c h i n e n t e c h n i s c h e Einzelheiten zu vertiefen u n d s i c h m i t den in der Heizungs- und L t i f t u n g s t e c l m i k gebräuchlichen Meß- und Untersuchungsm e t h o d e n vertraut zu m a c h e n . Als d r i t t e A u f g a b e bar

in den D i e n s t

und soweit

die

übrigen Arbeiten

sowohl im Zustand nehmen.

Die

wird sich die P r ü f u n g s a n s t a l t

der Industrie

der

dies gestatten,

Entwicklung

gewonnenen

stellen,

Ergebnisse

als auch werden

unmittel-

d . h . auf b e s o n d e r e n Prüfung

nach

von

Antrag

Konstruktionen

ihrer F e r t i g s t e l l u n g

solange als A m t s g e h e i m n i s

vorbe-

t r a c h t e t , als die u n t e r s u c h t e n Gegenstände n i c h t auf den M a r k t g e b r a c h t werden,

—

4

—

andernfalls behält sich die Anstalt das Recht vor, die Ergebnisse der Versuche zu veröffentlichen. Über jede Prüfung auf Antrag, — die nur gegen Vergütung der aus ihr der Kgl. Staatskasse erwachsenden Unkosten durchgeführt werden darf — erhält der Antragsteller auf Wunsch ein Attest, das die nötigen, rein sachlich gehaltenen Mitteilungen über die Art und Weise der angestellten Untersuchungen u n d der hierbei gewonnenen Ergebnisse enthält. Bisher erstreckten sich die einschlägigen Untersuchungen auf : Prüfung automatischer Wärmeregler, Feststellung der Wirkung von Preß- u n d Saugköpfen für Häuser, Schiffe und Eisenbahnen, Bestimmung der Wärmeabgabe neuer Wasser- u n d Dampfheizkörper. Außerhalb der Anstalt wurde während der Ferien auf Antrag eine Bestimmung des Wirkungsgrades von Warmwasserkesseln vorgenommen. Über die in der Prüfungsanstalt angestellten Versuche u n d deren Ergebnisse, soweit sie f ü r die Wissenschaft und Praxis von Wichtigkeit sind und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden können, soll in zwanglosen Heften Bericht erstattet werden. Alle Veröffentlichungen werden unter dem Titel: »Mitteilungen der Prüfungsanstalt für Heizungs- und Lüftungseinrichtungen« erscheinen und von der Firma R. O l d e n b o u r g , M ü n c h e n und B e r l i n , verlegt werden. Die Zeitabschnitte, innerhalb deren die Mitteilungen erscheinen, hängen von den Fortschritten der Arbeiten ab. Wenn einmal längere Pausen eintreten sollten, so möge bedacht werden, daß die Durchführung einwandfreier Versuche meist mit großen Schwierigkeiten verbunden ist, daß vielfach die notwendigen Meßinstrumente erst geschaffen werden müssen und oftmals die Versuchsanordnungen Änderungen oder Ergänzungen erfordern, daß somit Untersuchungen über die auf wenigen Seiten berichtet werden kann, mitunter lange Zeit bis zu ihrer zufriedenstellenden Beendigung in Anspruch nehmen. Zur Bewältigung der der Anstalt erwachsenden zahlreichen Arbeiten sind dem Unterzeichneten eine Anzahl von Herren zugeteilt, an deren Spitze zurzeit als erster Assistent Privatdozent Dr. techn. K. B r a b b e e steht. Er teilt sich mit den anderen beiden ständigen Assistenten, Ingenieur L. D i e t z u n d Dipl.-Ing. M. B e r l o w i t z , sowie mit Dipl.-Ing. A. M a r g o l i s in die zu erledigenden Aufgaben, an deren Durchführung und Auswertung auch die technischen Hilfskräfte, die Ingenieure H o f f m a n n , H a a s e und W e b e r Anteil nehmen. Vor Eintritt einzelner dieser Herren waren Dipl.-Ing. M e n s i n g sowie die Ingenieure B ä t j e r der Anstalt tätig.

Dipl.-Ing. B l o c k und u n d M o r n h i n w e g in

Die technischen Einrichtungen der Prüfungsanstalt entstammen den Firmen: Farbenfabriken vo r m. Friedr. Bayer & Co., Leverkusen b. Mülheim a. Rh. Bechern & Post, G. m. b. H., Hagen i. W. Gasmotoren-Fabrik Deutz. Gebr. Dopp, Maschinen- und Wagenfabrik, G. m. b. H., Berlin. S. Elster, Fabrik für Gasanstalts-Bedarf, Berlin. Maschinenfabrik Ernst Franke, Berlin. R. Fueß, Steglitz bei Berlin.

—

5

—

Gesellschaft für selbsttätige Temperaturregelung, G. m. b. H., Berlin. Johannes Haag, Maschinen- und Röhrenfabrik, Aktiengesellschaft, Augsburg. H a r t m a n n & Braun, Aktiengesellschaft, F r a n k f u r t a. M. Fritz Kaeferle, Maschinenfabrik, Eisen- und Metallgießerei, Hannover. Emil Kelling, Berlin. Richard Klinger, Gumpoldskirchen bei Wien. Rudolf Otto Meyer, Hamburg. Mix & Genest, Akt.-Ges., Berlin. Schäffer & Budenberg, G. m. b. H., Magdeburg-Buckau. G. A. Schultze, Charlottenburg. Siemens & Halske, Aktiengesellschaft, Berlin. Siemens-Schuckertwerke, G. m. b. H., Berlin. Strebelwerk, G. m. b. H., Mannheim. Eine Besichtigung der Anstalt wird gern gestattet, jedoch ist, um Störungen in den Arbeiten zu vermeiden, hierfür der Sonnabend zwischen !) und 11 Uhr zu wählen und vorherige schriftliche Anmeldung erforderlich. — Möge die »Prüfungsanstalt f ü r Heizungs- und Lüftungseinrichtungen« das werden und bleiben, was der leitende Gedanke für ihre Errichtung war: ein Bindeglied der Wissenschaft und der Praxis.

Der Vorsteher : D i v l n g . Rietscliel, Geh. Regierungsrat u n d Professor.

II. Beschreibung der Prüfungsanstalt und ihrer inneren Einrichtungen. 1. Einleitung 1 . Die in d e n J a h r e n 1D06/07 errichtete »Prüfungsanstalt f ü r Heizungs- u n d L ü f t u n g s e i n r i c h t u n g e n « u m f a ß t eine Grundfläche von r u n d 700 q m u n d einen R a u m i n h a l t von r u n d 3(>00 cbm. Fig. 2 zeigt die äußere A n s i c h t , Fig. 3 die Grundrisse u n d Querschnitte, Taf. 1—4 Photographien einiger I n n e n e i n r i c h t u n g e n des in Ziegelrohbau hergestellten Gebäudes. Die schmale langgestreckte Gestalt u n g der Anstalt war bedingt d u r c h den f ü r die E r r i c h t u n g auf d e m Gelände der Kgl. Technischen H o c h s c h u l e zur Verfügung stehenden Platz. Wie aus den Q u e r s c h n i t t e n h e r v o r g e h t , muLite, durch besondere Verhältnisse bedingt, das Untergeschoß 2 m u n t e r Terrain gelegt werden. Es hat diese A u s f ü h r u n g in bezug auf Wärmeverluste gewisse Vorteile, sie machte aber in bezug auf Entw ä s s e r u n g usw. besondere Vorrichtungen nötig, die weiter u n t e n an betreffender Stelle zur E r l ä u t e r u n g k o m m e n werden. Die B a u k o s t e n einschließlich der Beträge f ü r die Herstellung der Kraftu n d Lichtanlage, der D a m p f - u n d Abwasserfernleitungen, der Asphaltierung der

Fig. 2.

A n s i c h t clor n e u e n P r ü f u n g s a n s t a l t .

—

8

—

Zufahrtsstraße betragen rund 115000 M., die K o s t e n der Versuchseinrichtungen etwa 50000 M., wobei in letzter Beziehung zu bemerken ist, daß der in den Einrichtungen niedergelegte W e r t ein bedeutend höherer ist, da sie von den betreffenden

Firmen1)

in

entgegenkommendster W e i s e

teils kostenfrei, teils

zu ermaßigten

Preisen geliefert worden sind. Den f ü r Versuchs- und H e i z z w e c k e erforderlichen D a m p f erhält die Anstalt v o n den Dampfkesseln der Hochschule durch eine insgesamt 150 m lange, ') Siehe S. 4.

auf

—

9

—

2 0 atm geprüfte, in einem Terrainkanal auf Kugelschlitten gelagerte Rohrleitung, deren Durchmesser bis zum Punkte A (Abzweig in die Versuchshalle, s. Fig. 3) 82 mm, v o m P u n k t A 72 m m im Lichten beträgt. Selbstverständlich ist die Leitung m i t allen erforderlichen Ausdehnungsvorrichtungen, Entwässerungen, Isolierungen usw. versehen. Zurzeit findet die Dampfentnahme von den Kesseln statt, die vorwiegend der Versorgung der sämtlichen Gebäude der Hochschule mit Heizdampf zu dienen haben. Der Dampf tritt mit etwa (i atm abs. in die Prüfungsanstalt ein und liegt hierdurch für diese die Möglichkeit vor, über die mit etwa 1000 kg/std. Dampf vorgesehene Höchstleistung verfügen zu können. E s ist jedoch Vorsorge getroffen, daß bei später etwa eintretendem Bedarf die Dampfleitung auch mit den Maschinenkesseln der Hochschule, die mit einer Spannung von 13 atm abs. arbeiten, ohne Schwierigkeit in Verbindung gebracht werden kann.

2.

Maschinenraum.

(S. Fig. 3, Raum 4). An der Südwand des Maschinenraumes tritt die Dampfleitung in das Gebäude ein und verbindet sich mit dem Dampfverteiler, der in Fig. 4 zur Darstellung gebracht ist. Um den Horizontalschub der Leitung ohne Einschaltung eines besonderen Kompensators auszugleichen, lagert der mit ihr zunächst verbundene Entwässerer auf Kugelschlitten. Die Anordnung hat sich bisher anstandslos bewährt. Der Dampfverteiler ist für verschiedene Verbrauchsgruppen eingeteilt und derart angelegt, daß, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die Spannung einer j e d e n Verbrauchsgruppe unabhängig von der der anderen in erheblichen Grenzen geändert werden k a n n ; die kleinen Spannungen sind der besseren Gleichmäßigkeit halber durch eine zweite Abstufung mittels Reduzierventilen der F i r m a Fritz Kaeferle erzielt, die sich hier sowie an anderen Stellen der Anstalt durchaus bewährt haben. Obgleich die Hochdruckleitungen durch 30 m m , die anderen durch 20 m m starke K o r k s c h a l e n , Kieselgurunterstrich, Bandage und Anstrich isoliert sind, waren dennoch die Leitungs- und StrahlungsVerluste so groß, daß die Temperatur unterhalb der Decke im Maschinenräume auf mehrere Meter vom Verteiler entfernt bis auf 3 6 ° anstieg. Durch Anbringen einer 1,25 m hohen Glaswand an der Decke vor dem Verteiler und Entlüftung des so abgeschlossenen Raumteiles verringerte eich die Temperatur vor der Glaswand bis auf 25°. Auf diese Temperatur hat, da der Maschinenraum nur 1,10 m über Terrain herausragt, die Temperatur der Außenluft keinen nennenswerten Einfluß. Die Kondenstöpfe sämtlicher Dampfleitungen der Anstalt sind, der Wartung leicht zugänglich, an den Wänden des Maschinenraumes montiert. Das Kondensat fließt zunächst in ein vor dem Dampf verteiler versenkt angeordnetes! mit Überlauf und Wrasenabzug versehenes Reservoir und, nachdem es durch eine automatisch betätigte elektrische Pumpe nach einem im F l u r des Obergeschoßes aufgestellten Gefäß gehoben worden ist, mit natürlichem Gefälle nach dem Kesselhause zurück. An die Kondenswassergrube schließt sich an der Ostseite des Maschinenraumes ein Luftheizapparat mit Ventilatoranordnung an, der im Kapitel »Isolier-

—

10

—

räum« zu besprechen ist, ferner die Versuchseinrichtung für Kondenstöpfe und Dampfmesser — deren Konstruktion gleichzeitig mit Versuchsberichten späterhin veröffentlicht werden wird — und schließlich noch ein Gegenstromapparat der Firma »Hoffmannswerk« zur Dampf Warmwasserheizung der Bureauräume.

ü ^t §• s £ ° ¡ I I I tw í~ar- ' 3 C N5 N O toD aiCctOs t( ° 3 5 3 S o p- C- p, ¿ a s a s e P. , H s J .aol .5a>¿.2-O0a)33 &ao.3 j a a a c C-

t¿ E

3 3o N N N •a -s tu Sfl 6o I-! J 0 &5 i.

An der Westseite des Maschinenraumes haben ein automatisch arbeitender Luftkompressor und ein zugehöriger Druckluftbehälter Aufstellung gefunden, von denen die zu Gebrauchs- und Versuchszwecken im Gebäude vorhandenen Temperaturregler der Firma »Gesellschaft für selbsttätige Temperaturregelung« (System Johnson) mit Druckluft versorgt werden. Neben den Fundamenten

—

11

—

einer später zu montierenden Kühlanlage befindet sich eine Abwassergrube, die mit dem Kanalisationsnetz des Maschinenbau-Laboratoriums in Verbindung steht. Für die Zeiten, in denen infolge großer Abwassermengen aus der genannten Anstalt ein Rückstau des Abwassers möglich ist, wird der direkte Anschluß mittels Schiebers gesperrt und das Abwasser durch einen mit Druckwasser betriebenen Ejektor in einen 3 m hohen Überlauf gehoben, von dem es nun mit Hilfe des vergrößerten Gefälles in die Leitung abfließen kann. Die in den Maschinenraum mündenden Gas- und Wasserleitungen sind an die städtischen Netze angeschlossen, während die Versorgung der Anstalt mit Elektrizität (220 Volt Gleichstrom) vom Maschinenbau-Laboratorium der Hochschule aus erfolgt. 3. Yersuchshalle. (S. Fig. 3, Raum 5.) An den Maschinenraum grenzt unmittelbar die Versuchshalle. Sie stellt einen Raum von rund 60 m Länge und 5 m Breite dar und dient hauptsächlich zur Untersuchung lang ausgedehnter Anordnungen, wie Rohrleitungen usw. Transport und Montage schwerer Gegenstände werden durch einen von Hand zu betreibenden Laufkran für 2 t Maximallast erleichtert. Ein Dampfverteiler in der Mitte der Längswand stellt beliebig gespannten Dampf von 6 bis herab auf nahezu 1 atm abs. für Versuchszwecke zur Verfügung. Die bedeutsamste der zurzeit in der Halle untergebrachten Versuchseinrichtungen besteht in der großen Ventilationsanlage, die zur Untersuchung aller wesentlichen Teile einer praktischen Lüftungsanlage sowie auch zum Studium einer Reihe anderer für die Lüftungstechnik wichtigen Fragen zu dienen hat. Die Anlage hat, wie vorweg bemerkt werden soll, einige Änderungen namentlich in der Anordnung und Ausführung des Ventilators erfahren müssen, die, weil von allgemeinem Interesse, weiter unten zur Besprechung gelangen werden. Die Bedingungen, die der Ausführung der Anlage zugrunde gelegt waren, gipfeln in folgenden Forderungen: Lieferung von mindestens 24000 cbm/std. bei 60 mm W. S. Gegendruck, Möglichkeit der einfachen und schnellen Umschaltung der Druckwirkung des Ventilators in Saugwirkung, Regelung der Lufttemperatur in weiten Grenzen ohne Beeinflussung der Luftmenge, Regelung der Luftmenge in bedeutendem Umfang ohne Beeinflussung ihrer Temperatur, Anordnung sämtlicher hierfür erforderlichen Meßinstrumente auf einer einheitlichen Schalttafel. Die Anordnung der Anlage ist in Fig. 5 zur Darstellung gebracht. Die Außenluft tritt bei geöffneten Fenstern durch weitmaschige Drahtgitter A und durch die sägeförmig angeordneten Stoffilter B in die Luftkammer C. Im Fußboden dieser Luftkammer, die ebenso wie die Filterkammer mit Zement glatt verfugt und mit weißer Ölfarbe gestrichen ist, hängen vier genau gleich große mit durchgezogenen Röhren versehene Kessel DD, deren Konstruktion aus Fig. 6 ersichtlich ist. Zwei von diesen Röhrenkesseln können durch Dampf von 1,1 bis 2 atm Spannung erwärmt oder durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt werden; die beiden anderen dienen nur als Körper gleichen Widerstandes und

—

13

—

haben daher keinerlei Anschlüsse. Über dem oberen Boden eines jeden Kessels, in den die Rohre eingedrillt sind, befindet sich eine gußeiserne Grundplatte, die mit kreisrunden, genau der Rohrverteilung entsprechenden Ausbohrungen versehen ist. Auf der Grundplatte gleitet ein mit einer Messingplatte armierter, mit sorgfältig ausgeführten Schleifflächen versehener und von der Schalttafel durch Seiltrieb bewegter Schieber. Die Verbindung zwischen den Rohren und den Ausbohrungen der gußeisernen Platte bilden kurze Messing - Rohrstutzen, die den Luftweg schließen, aber dennoch eine Ausdehnung des Kessel-

Fig. 6. A B C I)

Kessel. Luftröhre. Dampfeintritt. Kondenswasseruustritt.

K ö h r e n k e s s e l zur L u f t v o r w ä r m u n g . Schiebergrundplatte. F Isolierung. Uolirhülsen. II S c h i e b e r m i t M e s s i n g p l a t t e .

I Befestigungsrahmen. Ar S e i l r o l l e . L Drahtseile.

bodens zulassen. Der Raum zwischen Boden und Platte ist mit Isoliermaterial ausgefüllt, das sich auch um die Messing-Rohrstutzen legt und diese genügend zur Abdichtung bringt. Durch Betätigung der Schieber ist zunächst eine ganz bestimmte Rohrheizfläche bzw. ein ganz bestimmter Luftquerschnitt und dadurch eine ganz bestimmte Luftgeschwindigkeit einstellbar und in feinen Grenzen regelungsfähig. Werden nun die Schieber auf den geheizten und ungeheizten Kesseln gleichmäßig aber gegenläufig bewegt, so ändern sich wohl die Heizflächen u n d somit auch die Temperatur der Luft, doch bleiben der Luftquerschnitt u n d Widerstand, somit auch die Luftgeschwindigkeit nahezu konstant. Werden die Schieber R i e t s c h e l , M i t t e i l u n g e n I.

^

—

14

—

betätigt u n d gleichzeitig der Ventilator in seiner Umdrehungszahl beeinflußt, so lassen sich innerhalb weiter Grenzen beliebige Heizflächen, Temperaturen, Luftgeschwindigkeiten u n d Luftmengen einstellen oder in bestimmten Richtungen ändern. Parallel zu den Kesseln ist noch ein mit einer von außen zu betätigenden Wechselklappe E ausgestatteter Umgehungsweg f ü r die F ü h r u n g der L u f t nach dem Ventilator vorgesehen. Der Ventilator F nebst Motor ist in die Rohrleitung achsial eingebaut, u n d durch eine Drehung des gesamten Apparates um 180°, die nach Lösung der Lederbälge GG vorgenommen werden kann, wird der Bedingung der einfachen Umschaltung der Ventilatorwirkung von Drücken in Saugen genügt. Die gesamte Anlage kann von einer Schalttafel (Fig. 7) zentral bedient werden, wozu auf dieser folgende Fernmeßinstrumente angeordnet sind: a) Ein Voltmeter A in Verbindung mit einem Voltmeterumschalter B u n d ferner zwei Amperemeter C und D. Diese Apparate dienen zur Kontrolle von Strom und Spannung in den mmbeiden Kreisen der nach dem Leonardsystem geschalFig. 7. Schalttafel. teten Anlage (Fig. 8). Diese 0 Manometer. A Voltmeter. H Volumeter. B Voltmeterumsehalter. Schaltung wurde gewählt, 1 Momenthebelschalter. £ | Amperemeter. K Ölanlapser. weil sie durch Änderung der I, H a n d m a g n e t s c h a l t e r . /•.' F e r n t o u r e n z ä h l e r . Ankerspannung des VentilaM Regulierwiderstancl. F Fernthermometer. tormotors eine äußerst feinstufige Änderung der Tourenzahl ermöglicht, ohne erhebliche Energie in Widerständen nutzlos aufzuzehren, b) ein Ferntourenzähler E, der die Spannung einer kleinen Wechselstromdynamo von konstantem Feld mißt, die mit der Ventilatorachse gekuppelt ist. Die Tourenzahl einer solchen Maschine ist direkt proportional ihrer Spannung, sodaß auf einem entsprechend geeichten Voltmeter die Umdrehungszahl des Ventilators abgelesen werden kann, c) ein Fernthermometer F, bestehend aus einer in die Luftleitung eingebauten, in Quarzglas eingeschmolzenen Platinspirale, deren elektrischer Leitungswiderstand in engen Grenzen proportional der Temperatur zunimmt. Die Messung des Widerstandes geschieht nach dem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke mittels eines empfindlichen Deprez-d'Arsonval-Zeigergalvanometers. Das Schaltungsschema zeigt Fig. 9, wozu bemerkt sei, daß mit Hilfe des Kontrollwiderstandes / durch den Regulierwiderstand r die Veränderlichkeit der Akku-

—

15

—

mulatorspannung ausgeglichen und unter Anwendung einer besonderen Nullpunktskorrektion ein genaues Arbeiten des Apparates erzielt werden kann, d) ein Manometer Gr und ein Volumeter H. Das Manometer (System B r a b b é e ) überträgt den von einer S e r'sehen Scheibe aufgenommenen Druck 1 ) auf einen durch eine Sperrflüssigkeit von der Außenluft abgeschlossenen Schwimmkörper und dieser setzt seine Bewegung mehrfach verNetz 220 /o/f größert auf einen Zeiger um. Das Volumeter (System DietziusB r a b b é e ) , das in Fig. 10 dargestellt ist, wird durch eine Stauscheibe 1 ) betätigt, die auf einen Doppel Schwimmkörper wirkt. Die Meridiankurve der inneren Begrenzungsfläche ist derart berechnet, daß die prozentuale Genauigkeit der Anzeige über den ganzen Meßbereich

-^VW*-1 /Wiwv— d

Fig. 9. Fig. 8.

Schaltungsschema der großen Lüftungsanlage.

.4 Elektromotor, 45 FS n r- 5n0. B Dynamo. G Ventilatormotore. D Momenthebelsclmlter. K Anlasser. F Handmagnetsehalter.

fr Regulierwiderstand. H Amperemeter für Stromkreis I. I Voltmeter. K Amperemeter fiir.Stromkreis II. L Ventilator.

r

Schema des F e r n t h e r m o m e t e r s von Siemens & Halske.

"i b , unverändert. ]?rüeken\viderständo. c' t mit d. Temperatur verändert. Widerstand. f

-

-.VoA

1

i

—i . -

i

V n

Zerf.

\

\

H

^

12 M in m/sk

16

~

1

! i

18

20

Fig. 14. Geschwindigkeitsverteilung über den Rohrdurchniesser hinter dem Ventilator.

I

•

\

^1

\—

—

\

-

\ 500

!

'

r T"

1

.

-

'er / - Mi r/z

•

/ /

• T '
m CO cr> CO (M Ol co ^ co n CO o CO 7

es a. C ~r

Oì C O CD Ol _, CT5 Ol 1(0 i^ iC QO CT; Ol c > Ol IO » O lO CO C ^ vi r.-ì

^ in wo o o Ol 30 CC' tv o 00 CD iC —H co O »o —Ho( Ol O o o O o CT; -J o Ol roO co -Tfl co

o ai bs

0 01 O

_ o CS (0 Ol o cCO?Ol co IO C cl:O co Ol -r Ol »o >r— crCO co (JO TP 1—co L— 1o — o co CO CD O i o O 00 i o o r - co »10 »o CC X X T i co L— t— L— L^» t L'- L'- 1-- r - L— ira ?


^ ro co Cï OI ^ O Gi co (Ti Ol co - t— ir- t - l— L— l — 1— D Ol OI co Ci C. c . - X

-rp I—

o c5

m

o o

to r - I-- r— CO ^ Ol CO Ol L— co co I Ci c . Ci c . c . Ci c . Ci X

o"

cc o

CTJ

Sí

a

3

"Ó X

o Gii

-

3

í -O r - >o Ti 1(0 OI C ^ V*) 1— rt) X ci CO t-i o X

Ci o ro 1(0 TT —

^

m o CO OI co ^ o CD X CO OI 0 i Ol X X a CI) CO CO X CO 1-H \fi co CM T—( L— Ol Ci o Ol co Ol " '

X i" G

-O O Oí T j Ci a ; rH Ol OJ OI OI Ol CO (Ti ^ cr;

-rtl CO co r - co r Ci Ci ( * ) r*> (X; (JO 00

£ ¡

o o

—

54

—

4. Eichung des Staurohres am Kubizierapparat im 100 mm weiten Rohr.

Für die Eichung wurde eine in den Fig. 38, 3!) und 40 dargestellte Versuchsanordnung benutzt und die Eichung ähnlich wie die von Anemometern durchgeführt. Jedoch mußte dabei die Geschwindigkeitsverteilung aufgenommen und mit Rücksicht auf die dazu nötige Zeit die Glocke mehrere Male gehoben und

SSO

\HSS

£

320 290

320

y

2

%s m/ j-k —

>A

>

vty/ v y /

**

200

—

y»t

76 O A

im

y/

)

s> Vr ß> t-v s> V /p ? 3,7, >/7T'J-A

720

\

&

'A

J

/

L

= °\

A

SO

A \ Y

^*

*A \

V

//

w

A

\ *

/

\

*

Luftgeschtrindigkeit

v

K

3

reo / X

I t\ K

j

y

2tO S ; ^

» -

720

\

•

$

x\ v 280 X

y

200

YO

Y

SS

r

h

y

2W

x^

JSO

m/sk

1

Lu/Ygeschfriftd/gkeit

Fig. 34, horizontale Verteilung.

v m/>sk

Fig. 35, vertikale Verteilung.

gesenkt werden, was einwandfrei geschehen konnte, da sich die Hubzeiten nur um 0,25% unterschieden. Mit Rücksicht auf den nur 100 mm weiten Meßstutzen wurde ein Staurohr verwendet, mit dem bis 3 mm von der Wand gemessen werden konnte. Aus

wo

*

\\

vv

SS 1W Ss

xN x^

^

^

120 S X>

TT

s

y

>

1* % S %%S« ^s

r

y X^ v

m

B-

=

t Si

*

y

'/s A

r7/

y

f

x

>->vm

>

'r

7/j k

S

» l ' » > i Leitung.

—

66

—

der Rohrleitung (M. St. II) sind zwar u m 1—5° geringer als tg, doch ist anzunehmen, daß dieser Unterschied, wenn nicht ganz, so doch zum erheblichen Teil durch A b k ü h l u n g in der Leitung entstanden ist.

2. Bestimmung des Volumens in der Rohrleitung. Das Volumen in der Rohrleitung ergab sich aus dem Gasometervolumen unter

Berücksichtigung der Zustandsänderung.

Der Druck pi = h

^ ^

im

Meßrohr von 405 m m ist bei jedem Versuch, die T e m p e r a t u r ti nur während des letzten Versuches direkt gemessen worden; sie m u ß t e daher aus der an der Meßstelle I beobachteten Rohrtemperatur tr berechnet werden. J e nach der H ö h e der Außentemperaturen hat die I n n e n l u f t auf ihrem Wege durch die rd. 40 m lange Leitung Wärme a u f g e n o m m e n oder abgegeben. Unter A n n a h m e eines Wärmeleitungskoeffizienten von 7 ; = 0 , 5 1 ) betrug die stündliche Wärmetransmission pro Grad Temperaturdifferenz 100 W E . Für den Versuch Nr. IV hätte hieraus eine Abkühlung von rd. 2° folgen müssen, da die Kontrollmessung jedoch eine T e m p e r a t u r z u n a h m e von 3 0 zeigte, so ist die L u f t scheinbar durch Überwindung der Reibungswiderstände um 5° erwärmt worden. Unter A n n a h m e einer E r h ö h u n g der Eintrittstemperatur von 5° u n d einer Wärmetransmission von k = 0,5 für die Rohrleitung k o n n t e n jetzt die T e m p e r a t u r e n ti f ü r sämtliche Versuche berechnet werden. Wenn diese Ermittelung der T e m p e r a t u r auch nicht ganz genau ist, so ist doch zu bedenken, daß eine Fehlbestimmung dieser T e m p e r a t u r um 1° nur 0 , 3 % Fehler des Gesamtvolumens bedingt. Das durch den Meßquerschnitt sekundlich ergibt sich jetzt also _

v Vl

r

d u r c h s t r ö m e n d e Luftvolumen

Va • (^73 +Jj) pi . ( 2 7 3 + W '

Auf diese Weise sind die V o l u m i n a und spezifischen Gewichte der L u f t f ü r die Versuche I bis IV unter A n n a h m e mittelfeuchter L u f t berechnet worden. Die Ergebnisse sind folgende:

Versuch

1

1

') 8. R i e t s c h e l , Heizungsanlagen.

l

Yt

a

2,083 2,048

1.175 1.176

a

1,170 1,170

1,164 1,164

1,164 1,169

1,160

1,140

1,186

,

»: lv-

v

«, ß

1,162

Leitfaden z u m B e r e c h n e n u n d E n t w e r f e n v o n Lüftungs- u n d

-

61

—

F. Resultate.. Versuch I. Da der statische Druck bei den Versuchen mit dem Pitotrohr, wie erwähnt, 2,2 m unterhalb der Meßstelle ausgeschaltet worden war, so mußte die entsprechende Reibungshöhe von den i wo o ) Instrumentausschläf gen h' abgezogen werSo den. Für den vorliegenden Fall von ( v = 16 m/sek. ergibt sich ein Reibungskoeffizient q =0,0036!) und damit für die Länge l — 2,2 m eine Reibungshöhe von iS 'N 1,2 mm W. S. Die \

}

Geschwindigkeitsf höhe ist daher h = h' — 1,2 mm W. S. « L Sodann wurden in den Fig. 6 a , b für * 6 8 j 2 1t S 2 2 1 6 y 2 1 6 8 3 2 die Versuche u und ß rh die Werte y h in ihrer Fig. 6 a. horizontalen und vertikalen Verteilung über den Querschnitt von 395 m m aufgezeichnet. Da die beiden Parallelversuche (volle und leere Kreise) nur sehr wenig voneinander abwichen, wurden durch beide Aufnahmen mittlere Kurven gelegt und diese durch anschließende Geraden auf den Querschnitt von 405 mm Durchm. erweitert. Die Auswertung der Kurven erfolgte auf die übliche Weise durch K Verwandlung der Rotationskörper in inhaltgleiche Zylinder. Die 2t0 Seiten, auf denen der I Luftwirbel lag, ergaben sowohl horizontal als auch 760 vertikal größere Werte für {h.

\

rR.

Die resultierende mittlere Höhe h, wurde ') S i e h e R i e t s c h e l , Leitfaden zum Berechnen und Entwerfen von Lüftungs- und Heizungsanlagen.

•f" X

-A 2

• ¿ 1 6 6 1 Wh

2

t,rn m m

Fiig. 6 b.

1 6 M/S.

—

68

—

unter der Annahme entwickelt, daß der Luftwirbel einen Zentralwinkel von 150° einnahm, wie dies dem Augenschein entsprach. Eine fehlerhafte Annahme des Winkels um 15° hätte h, nur um rd. 1 % beeinflußt. Die Ausrechnung ergab h, = 17,14 mm W.S. Bezeichnet man die Konstante des Pitotrohres für diesen Versuch mit so ist h

-

' ~ 0=

*

1)

^

2 g V,

-Fl

•

3)

s

•/ • Vfi Aus dieser Gleichung folgt durch Einsetzung der entsprechenden Werte 19,6 • 17,14 -0,166 1,11. 1,175-4,26 Versuch IV.

Dieser Versuch ist in Fig. 7 a, b aufgetragen und genau so ausgewertet, wie Versuch I, nur mit dem Unterschiede, daß, entsprechend der kleineren Gewo - -

1 1 "r

-

—

SSO

/

s

320 230

/

h

/

•

2W

1

/

/

1 1

/•

\ 200 s

reo

\

S N

120

•

\

\ 's,

\

so

\

\\

V

w a

r\

s

- -

—

—

o

\

L- r ' 1 2 V6 - -

fh /n m .77

i

- -

-

ä

ZÄ ZU m mm W.S.

Fig. 7 a.

Fig. 7 b.

schwindigkeit, eine Reibungshöhe von 0,38 mm W. S. in Abzug gebracht wurde. Als Resultat ergibt sich h, r = 5,54 mm W. S. und nach Gleichung 3) - _ 1 9,6 - 5,54 . 0,166 = 1.17. 1,186 -1,30 Versuche II und III.

Da mit der Stauscheibe und dem P r a n d t l r o h r nur ein Querschnitt von 380 mm Durchm. gemessen wurde, die Geschwindigkeits Verteilung aber unmög-

—

69

—

lieh über den Querschnitt von 405 mm Durchm. mit einiger Sicherheit ergänzt werden konnte, so war eine unmittelbare Berechnung der Konstanten dieser Instrumente nicht möglich. Sie wurden durch einen Vergleich mit dem bei fast denselben Luftverhältnissen untersuchten Pitotrohre (Versuch IV) ermittelt. D' / { t

/ /

n

/

ff

/ /

\

1 1

1 1 1

1

\

\

\

\\

\

V 6

8

7

2

6

8

in mm

2

2

W.

S.

a

\

l 1 l \

•-

i 1

u Ii 1

2

9

6

8

/

2

Z/i

Fig. 8 a.

V

6

in mm

8

Z

2

V

6

iV.