Zusammenfassung
Der Wärmeverlust nichtgedämmter Körper ist heute nur noch dort von Interesse, wo
-
1.
sehr geringe Temperaturen des Körpers die Wirtschaftlichkeit eines Wärmeschutzes fraglich erscheinen lassen (etwa unter 50° Übertemperatur, besonders bei geringen Benutzungszeiten)
-
2.
ein Wärmeschutz aus besonderen Gründen nicht ausführbar ist (z. B. bei Ventilspindeln, Rohraufhängungen, mechanisch oder thermisch sehr stark beanspruchten Rohren usw.)
-
3.
ein Überblick über die „Wärmeersparniszahl“ einer Dämmschicht gewünscht wird (vgl. S. 206).
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
Literatur
Aus Heft 6 der Mitteilungen des Forschungsheims für Wärmeschutz mit freundlicher Genehmigung des Verfassers und des Institutes entnommen.
Die Wärmeverluste werden z. B. verringert durch in der Nähe befindliche warme Teile, wie Kesselmauerwerk usw. Der Einfluß von naheliegendem ungeheizten Mauerwerk dagegen, das sich nur durch die vom Rohr selbst ausgestrahlte Wärme über Lufttemperatur erhitzt, beträgt nach Wrede meist nicht über 2%.
Selbstverständlich ist dabei in die Zahlentafeln mit der Wärmeleitzahl einzugehen, die bei der jeweils tatsächlich vorhandenen Temperatur zutrifft, also nicht etwa allgemein mit der Wärmeleitzahl bei 200° C Innentemperatur.
Hier kann die Wärmeübergangszahl von der äußeren Oberfläche an die Luft als unabhängig von der Innentemperatur angesehen werden.
In obenstehender Zahlentafel ist die Temperatur der inneren Wandung gleich strömenden Gasen einen etwas zu großen Wärmeverlust ergibt.
Siehe Fußnote 1 S. 176.
Christian, W.: Die Wärmeverluste von unmittelbar im Erdreich verlegten Rohrleitungen. Wärme- u. Kältetechn. 1937 Heft 3.
Es sei darauf aufmerksam gemacht, daß in Spalte 1 der Zahlentafeln 66 und 67 der Außendurchmesser der Rohre angegeben ist, nicht der Innendurchmesser. Dies ist bei Interpolationen zu berücksichtigen.
Man beachte die Fußnote zu Zahlentafel 66.
Schropp, K.: Untersuchungen über die Tau- und Reifbildung an Kühlrohren in ruhender Luft und ihr Einfluß auf die Kälteübertragung. Diss. München 1934; Z. ges. Kälteind. Bd. 45 (1935) Heft 5.
Am Beginn der Bereifung bildet sich eine sehr lose Reifschicht (Raumgewicht unter 100 kg/m3), die mit zunehmender Verstärkung sowohl in den anwachsenden neuen Schichten, wie in den vorhandenen älteren immer dichter wird. Wird an der Oberfläche zuletzt 0° erreicht, so bleibt eine Wasserhaut über der nun völlig glatten Eisschicht, von der der Niederschlag abtropft. Schropp fand z. B. bei einem Versuch Wärmeleitzahlen der Bereifung, die allmählich von 0,08 auf 1,2 kcal/m h° anstiegen. Die Vorgänge sind physikalisch ziemlich verwickelt.
Von der Tatsache, daß bei entsprechend großen Wärmeleitzahlen die durch eine Umhüllung bewirkte Oberflächenvergrößerung die Wärmeabgabe gegenüber dem nicht umhüllten Körper vermehrt, wird bei elektrischen Leitungen zur Verringerung der Erwärmung der Drähte Gebrauch gemacht. In der Wärmeschutztechnik spielt diese Erscheinung keine Rolle und ist deshalb meist unbekannt.
Ein weiteres lehrreiches Beispiel über den Kälteverlust eines Rohres in trockener und in atmosphärischer Luft, letzteren berechnet für den Beginn der Niederschlagsbildung, gibt Schropp in dem Aufsatz: Die Vorgänge beim Kälteaustausch zwischen festen Körpern und Luft und Maßnahmen zu dessen.Verringerung. Wärme- u. Kältetechn. 1936 Heft 12. Hier wird auch die Erhöhung der Strahlungsverluste blanker (verzinkter) Rohre durch die Wasserhaut bzw. den Reifniederschlag gezeigt.
Weyh, W.: Wärmeersparnis durch Flanschisolierung. Arch. Wärmew. Bd. 16 (1935) S. 151.
Wärmeschutzwissenschaftliche Mitteilungen der Firma Rheinhold & Co., Berlin. 1927 Heft 3.
Eberle, C hr.: Versuche über den Wärme- und Spannungsverlust bei Fortleitung gesättigten und überhitzten Wasserdampfes. Z. VDI Bd. 52 (1908) S. 481.
Unter der Annahme mittlerer Schutzschichtstärken und Wärmeleitzahlen von 0,07 bei 100°, 0,09 bei 400°.
Cammerer, J. S.: Richtlinien für die Vergebung von Wärmeschutzanlagen. Wärme Bd. 49 (1926) 5.751.
Gerade hieraus erkennt man die Ungeeignetheit der Wärmeersparniszahl zur Kennzeichnung der Güte einer Wärmeschutzhülle, da sie sich in solchem Maße mit den Betriebsverhältnissen ändert.
Dürhammer, W.: Die Berechnung der Anwärmeverluste von Rohrleitungen. Wärme- u. Kältetechn. Bd. 38 (1936) Heft 1.
Trautz, M. u. H. Steyer: Die Zustandsgrößen des Wassers im Bereich von 10 bis 500° und am Sättigungsdruck bis 300 ata. Forschung 1931 S. 45.
Koch, W.: Die spezifische Wärme des Wassers von 0° bis 350° C. Forschung 1934 S. 138.Just i, E. u. H. Luder: Spezifische Wärme, Entropie und Dissoziation technischer Gase und Dämpfe. Forschung Bd. 6 (1935) S. 209.
Just i, E. u. H. Luder: Spezifische Wärme, Entropie und Dissoziation technischer Gase und Dämpfe. Forschung Bd. 6 (1935) S. 209.
Analysen nach der Hütte.
Nach amerikanischen Versuchen. Stahl u. Eisen 1916, S. 119.
Man kommt zu dieser Näherungsformel, indem man sich die Speicherwärme der Schutzschicht wie die Wärmen Wi und W2 innerhalb der trägheitslos gedachten Dämmschicht aufgespeichert denkt. Sie ist aber nur mit 2/3 ihres Betrages angesetzt, da sie in Wirklichkeit über den ganzen Querschnitt der Schutzschicht verteilt ist.
Die Wassermenge, die stündlich durch die Leitung strömen muß, um ein Einfrieren zu verhindern, kann daraus berechnet werden, daß je 1 kcal/h Wärmeverlust der gesamten Leitung 1 1 Wasser stündlich durchströmen muß, dividiert durch die zulässige Abkühlung des Wassers.
Bei einer großen Kühlanlage wurde zur Vermeidung jeder Gefahr eine Unterkellerung der gesamten Kühlräume in etwa 50 cm Höhe ausgeführt, durch die gegebenenfalls noch temperierte Luft geblasen werden soll. Da die Kosten dieser Maßnahme sich auf etwa 100000 RM. beliefen, so wird man zu derartigen Bauweisen nur greifen, wenn trotz reichlich bemessener Dämmschicht nach dem hier angegebenen Berechnungsgang keine völlige Sicherheit erreichbar erscheint. Für solche Maßnahmen tritt jedoch bei Gefrieranlagen, die in das Erdreich einschneiden, K. Seiffert ein: Gefrierräume im Erdreich. Wärme- und Kältetechn. Bd. 40 (1938) Heft 2.
Redenbac her, W.: Die Wärmeleitfähigkeit des gewachsenen Erdbodens. — Der Dauerzustand der Temperaturverteilung trat hier erst nach über 4 Wochen ununterbrochener Betriebsweise ein. Ausfrieren des Erdreichs wurde verhindert.
Prätorius, E.: Strahlungs- und Leitungsverluste in Wasserrohrkesseln im Beharrungszustand, während des Einlaufens und in den Betriebspausen. Arch. Wärmewirtsch. Bd.6 (1925) S. 285; Bd. 7 (1926) S. 77.
Kochanski, Br.: Dtsch. Fleischer-Ztg. vom 15. Febr. u. 7. März 1936.
Cammerer, J. S.: Z. ges. Kälteind. Bd. 43 (1936) S. 23.
Neben der Wirkung besonders heißer und langer Sommer ist auch langanhaltendes feuchtes Wetter (durch vermehrten Feuchtigkeitsniederschlag auf dem Eis) die Ursache, warum in einzelnen Jahren der Eisverbrauch besonders hoch ist. Nähere Untersuchungen über den Einfluß der Luftfeuchtigkeit fehlen noch.
Hottinger, M.: Theoretische Betrachtungen praktischer Beispiele aus der Liiftungs- und Wärmeschutztechnik. Gesundh.-Ing. Bd. 42 (1919) S. 161.
Gerbel, M.: Die wirtschaftlichste Stärke einer Isolierung. VDI-Verlag 1921.
In Abschnitt 56c ist gezeigt, daß man nur selten eine Sonderrechnung für die wirtschaftlichste Stärke durchführen muß. Wo die Zulässigkeit dieser Vereinfachung zweifelhaft erscheint, ist es einfacher, zur Nachprüfung nochmals den Gesamtaufwand bei einer um 10 oder 20 mm geringeren Stärke festzustellen.
Schrifttumsangabe S. 79.
Diese Zusammenstellung verdankt der Verfasser der Gesellschaft für Lindes Eismaschinen A.-G., Wiesbaden.
Cammerer, J. S. u. H.Krause: Grundlagen für wirtschaftlichen Wärmeschutz. Der Einfluß der klimatischen Verhältnisse in Deutschland auf den Heizbedarf und den wirtschaftlichen Wärmeschutz von Wohn- und Industriebauten. Arch. Wärmew. Bd. 14 (1933) S. 117. — Ausführliche Untersuchungen über die Heizgradtage sind auch von W. Ra is s und M. Ho tt ing er veröffentlicht: Gesundh. -Ing. Bd. 53 (1933) S. 397 u. 553. Diese Arbeiten sind besonders auf die Erfordernisse der Heizungsindustrie zugeschnitten. Hottinger hat auch die Einflüsse des gebirgigen Charakters der Schweiz behandelt und Darstellungen der Heizgrad-tage von Europa und der ganzen Erde gegeben [Gesundh.-Ing. Bd. 54 (1934) S. 310 u. 260], indem er die Heizgradtage in Beziehung zur mittleren Jahrestemperatur brachte.
Cammerer, J. S.: Der Einfluß der Dampfverwertung auf die wirtschaftlichste Isolierstärke. Arch. Wärmew. Bd. 4 (1923) S. 197. Auch die im vorigen Abschnitt erwähnte Steigerung des Wärmewertes für die Verluste von Industrieöfen könnte in der hier gewählten Form genauer dargestellt werden.
Ungefährer Mittelwert zwischen Frischwasserkühlutig und Rückkühlung. eingebürgert, da nur leichteste Handhabung den für eine größere Anlage
Heuser, L.: Rationelle Kondensatwirtschaft. Mbl. Berlin. Bez.-Ver. dtsch. Ing. 1926 Nr. 5.
Borschke, E.: Berechnung der wirtschaftlichsten Isolierdicken. Arch. Wärmew. Bd. 9 (1928) S. 119. — Fabry, C.: Die Bestimmung der wirtschaftlichsten Isolierstärke bei Rohrleitungen. Wärme Bd. 55 (1932) S. 163 u. a.
K. Hencky schlägt eine Abrundung von 2% — entsprechend der üblichen Berechnungsgenauigkeit — vor (Mitt. Forschungsheim Wärmeschutz München, Heft 3). Bei der Aufstellung allgemeiner Zahlentafeln erscheint es jedoch untunlich, von vornherein allzu stark von den genauen Werten abzugehen Man wird dies besser einer Entscheidung von Fall zu Fall überlassen (z. B. bei starker Platzbeschränkung auf Schiffen). Praktisch werden bis zu 5% Abrundung vorgesehen.
Höhere Dämmstärken kommen nur bei Tiefkühlanlagen, etwa der chemischen Großindustrie in Frage. Wenn derartige Fälle aus der Zahlentafel herausfallen, so wird man eben einen Gesamtaufwand für 250, 300 und 400 mm Dämmstärke berechnen und auf Grund des Ergebnisses seine Entscheidungen schnell treffen können. Auch für kleine Kälteanlagen mit besonders hohem Kältepreis würden sich theoretisch höhere Stärken als 200 mm ergeben können. Aus anderen Gründen (Wert des beanspruchten Platzes, Gewicht, Anlagekosten usw.) ist aber auch Bierfür die oberste Grenze 200 mm.
Die Abb. 107 und 108 sind aus der 1. Auflage des Buches übernommen, bei der die Zahlentafeln 60 aus den VDI-Regeln und die damit in Übereinstimmung gebrachten Tafeln 75 und 76 noch nicht vorlagen. Nach diesen würde die Rechnung geringfügige Änderungen der Kurven ergeben.
Schulte, E.: Isolierung der Dampfkesseleinmauerung. Mitt. Forschungsheim Wärmeschutz München, Heft 7.
Wärme 1925, S. 471. Referat E. Kuhn aus Power 1925, 7. Juli. Hier wird sogar der durch Dämmschichten ersparbare Wärmeverlust mit 70% angegeben.
Über die Abkühlverluste verschiedener Bauarten von Kesseln berichtet ausführlich Ebel: Arch. Wärmew. Bd. 7 (1926) Heft 8.
Die Ausführungen dieses und des folgenden Absatzes sind großenteils der Arbeit von E. Senfter: Feuerfeste Isolierbausteine als Baustoffe neuzeitlicher Glühöfen (Mitt. Wärmestelle Ver. dtsch. Eisenhüttenleute Nr. 215) entnommen.
A. Schack weist in der auf S. 79 erwähnten Arbeit auf die außerordentliche Bedeutung der Verluste durch Öffnungsstrahlung an Spalten der Türen und an zeitweise offenen Türen — wenn im Ofen gearbeitet werden muß — hin. Diese Öffnungsstrahlung kann in besonders ungünstigen Fällen die Verluste durch die festen Raumbegrenzungen übersteigen, verdient also gegebenenfalls die größte Beachtung, doch ist sie hier nicht zu behandeln.
Als Beispiel einschlägiger Arbeiten sei außer den hier benutzten noch genannt. Repky, H.: Ermittlung günstigster Wanddicken von Industrieöfen. Arch. Wärmew. Bd. 9 (1928) S. 145.
Beu ken, L.: Isolierstärke elektrischer Industrieöfen für Nachtstrom-betrieb. Elektrowärme Bd. 7 (1937) S. 115.
Vgl. S. 158.
Nach Tröger (Z. VDI 1927 S. 1902) beträgt sogar der Wärmeverlust der Rohrleitungen im Großkraftwerk Klingenberg nur 0,9% der Vollast.
Dennecke, O.: Die Berechnung der Kraftleitungen für Sattdampf und Heißdampf. Wärme 1924 S. 451; 1925 S. 45.
Bemerkt sei, daß vielfach Anlagen aus der Inflationszeit außerordentlich unwirtschaftlich sind. Dem Verfasser sind Wärmeleitzahlen im Betrieb bis zu 0,19 kcal/m h ° bekannt geworden.
In der Berechnung sind der Einfaohheit halber nur die Wärmeverluste während des Betriebes einander gegenübergestellt.
Für den niedrigen Kohlenpreis würden 80 mm Stärke unwirtschaftlich sein. Es würden schon 60 mm völlig genügen Man hat jedoch auch bei so extrem niedrigen Preisen im allgemeinen aus betriebstechnischen Gründen mit mittleren Stärken zu rechnen. Umgekehrt würde der hohe Wärmepreis unter Umständen mehr als 80 mm Stärke rechtfertigen. Für den beabsichtigten Vergleich sind diese Gesichtspunkte unerheblich.
Gerhardt, F.: Die Bedeutung der Dampfmessung im Betriebshaushalt. Siemens-Z. 1926 S. 42.
So hat z. B. K. Hencky: Die wirtschaftliche Fortleitung und Verteilung von Dampf auf große Entfernungen. Z. VDI Bd. 69 (1925) S. 492, für ein bestimmtes Zahlenbeispiel ein anschauliches Diagramm aufgestellt.
Bei völliger Kondensatausnutzung ist also der Betriebsaufwandsfaktor b = 1.
Sie sind selbstverständlich im vorliegenden Fall sowohl für Sattdampf wie überhitzten Dampf gleich, weil ja die zusätzlichen Kondensatverluste gleich den Mehrverlusten infolge der Dampfüberhitzung sein sollen. Man kann sie ferner der Einfachheit halber auch für die beiden Fälle t n = 10° C und t n = 90° C gleicherweise verwenden.
Siehe Fußnote 1 S. 297.
Eine Besprechung verschiedener Dampfkühlerarten findet sich in der Arbeit von K. Hencky laut Fußnote S. 295.
Vgl. z. B. die in Abb. 106 hervorgehobenen Punkte, die mit guter Annäherung sämtliche Kurven zeichnen und damit die wirtschaftlichsten Stärken für alle Temperaturen und Rohrdurchmesser entnehmen lassen.
Beispielsweise bei Wärmeschutzmassen. Immerhin ist auch hier der Einfluß der Verarbeitung und des Wasserzusatzes (vgl. S. 108) wenigstens durch einige Betriebsmessungen zu studieren.
Der große Einfluß schlechter Verarbeitung sei an dem Beispiel gebrannter Kieselgurformstücke gezeigt, die mit Wärmeschutzmasse angesetzt, verfugt und abgeglättet werden. Wird das Ausstreichen der Fugen unterlassen oder mangelhaft ausgeführt, so erhöhen die entstehenden Luftschichten die Betriebswerte außerordentlich. Verfasser fand in 3 Fällen 15 bzw. 40 bzw. 50% Gewährleistungsüberschreitungen!
Vgl. K. Daeves: Auswertung statistischer Unterlagen für Betriebsüberwachung und Forschung (Großzahlforschung). Z. VDI 1923 S. 645. Als neuere Arbeit, in der unter anderem ein Auswertungsverfahren zur Ermittlung der wirksamsten Faktoren für besondere Gütewerte beschrieben ist, vgl. A. Beckel u. K. Daeves: Ein neues Hilfsmittel der Großzahlforschung. Stahl u. Eisen Bd. 54 (1934) S. 1305.
Cammerer, J. S.: Über die meStechnischen Voraussetzungen eines hochwertigen Wärmeschutzes in der Praxis. Wärme- und Kältetechnik Bd. 40 (1938) Heft 2.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Besonderer Hinweis
Dieses Kapitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieses Kapitel ist aus einem Buch, das in der Zeit vor 1945 erschienen ist und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Rights and permissions
Copyright information
© 1938 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Cammerer, J.S. (1938). Die Berechnung und Anwendung des Wärme- und Kälteschutzes in der Industrie. In: Der Wärme- und Kälteschutz in der Industrie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-37015-5_2
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-37015-5_2
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-36185-6
Online ISBN: 978-3-662-37015-5
eBook Packages: Springer Book Archive