Das Bestreben unserer heutigen Wärmewirtschaft läuft darauf hinaus, möglichst viele unwirtschaftlich arbeitende Klein-Anlagen zur Wärme-Erzeugung zusammenzufassen. Am unwirtschaftlichsten arbeiten nun bekanntlich die Wärme-Erzeugungsanlagen in den Haushaltungen, also unsere Oefen, und es liegt daher der Gedanke nahe, die Städte wie mit Gas, Wasser und Elektrizität so auch mit Wärme von einer Zentrale aus zu versorgen. Die Vorzüge einer solchen zentralen Wärmeversorgung, einer Städteheizung, liegen offen: Bei dem einzelnen Wärmeverbraucher kommen in Wegfall die Kosten für die Bedienung, für Kohlenzufuhr und Aschenabfuhr. Die Fernheizung bedeutet größte Bequemlichkeit, denn es kann jederzeit ohne Vorbereitungen geheizt werden. Die Staub- und Rußplage in den Städten wird vermindert durch den Fortfall vieler einzelner Heizstellen und durch die Verringerung der Kohlen- und Aschetransporte innerhalb der Stadt. Anschlußfähig sind ohne allzu große Umänderungen alle Häuser mit Zentralheizung; Häuser mit Ofenheizung bedürfen selbstverständlich des Einbaus von Rohrleitungen und Heizkörpern, wie sie von den Zentralheizungen her bekannt sind.

Die ältesten Erfahrungen über Städteheizung liegen in Amerika vor, wo bereits im Jahre 1878 eine Heizanlage für 14 Abnehmer mit gutem Erfolg gebaut wurde. Merkwürdigerweise weichen die Betriebsarten der amerikanischen Städte-Heizwerke wesentlich von einander ab. So haben z.B. von 57 in einer Statistik aufgeführten Zentralen 40 Dampf und Wasser, 17 nur Wasser als Wärmeträger. Die Dampfdrücke liegen zwischen 0,15 und 7 at. Das erste deutsche Städteheizwerk dürfte das 1900 in Dresden erbaute sein; es wurdezwar mit deutscher Gründlichkeit, infolgedessen aber auch mit sehr teuren Mitteln gebaut und erwies sich dadurch als nicht sehr wirtschaftlich. Das mag einer der Gründe dafür sein, daß es über 20 Jahre gedauert hat, bis man in Deutschland den Bau von Städteheizwerken in größeren Ausmaßen aufnahm.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß sich die Städteheizung in ihrer Betriebsform wesentlich unterscheidet von den bekannten Zentralheizwerken für Krankenhäuser, Industrieanlagen usw. Während man es im letzteren Fall mit Abnehmern zu tun hat, deren Wärmeverbrauch ziemlich konstant ist, zumal sehr häufig das Heiz werk auf die Menge oder zeitliche Verteilung der Wärmeabnahme Einfluß ausüben kann, fallen diese Faktoren bei den Städteheizungen fort. Genau wie bei anderen Zentralversorgungen – Wasser, Elektrizität – treten Belastungsspitzen auf, denen das Werk gewachsen sein muß. Die erforderliche Wärmemenge läßt sich nicht in dem Maße voraussehen wie in einem abgeschlossenen Betrieb, dessen Bedarf aus der Erfahrung mit ziemlicher Genauigkeit vorausgesagt werden kann. Hinzukommt, daß die Leitungslängen bei Städteheizungen viel größer zu sein pflegen als bei Betriebs-Fernheizwerken. Infolgedessen machen sich Druck- und Wärmeverluste viel stärker bemerkbar. Schließlich sei noch hingewiesen auf die bei Städteheizungen sich ergebende Notwendigkeit, den Wärmeverbrauch der Abnehmer auf einfache und zuverlässige Weise zu messen, eine Aufgabe, die nicht ganz leicht zu lösen war.

Es ist zu begrüßen, daß in der V.d.I.-Zeitschrift (Heft 27/1925) in einer Arbeit von H. Schilling, Barmen, die Bau- und Betriebserfahrungen mitgeteilt werden, die mit dem Barmer Städteheizwerk gemacht sind. Die nachstehenden Angaben beziehen sich im wesentlichen auf diese Arbeit.

Für den wärme wirtschaftlich geschulten Ingenieur liegt der Gedanke am nächsten, daß man den Abdampf elektrischer Zentralen oder ähnlicher Kraftwerke zur Städteheizung verwendet. Allerdings besteht dann die nicht leichte Aufgabe, die Verteilung von Strom- und Wärmebedarf möglichst in Einklang zu bringen. Dies erweist sich aber oft als so schwierig, daß z.B. der Direktor des Kraft- und Heizwerkes in St. Louis ausgesprochen hat, die amerikanischen Sachverständigen wären sich darüber einig, daß zur Städteheizung am zweckmäßigsten Hochdruckdampf zu verwenden sei, und zwar getrennt von der Erzeugung elektrischer Energie. Das Barmer Heizwerk ist ein Frischdampfheizwerk; es beweist, daß auch unter deutschen Verhältnissen ein Heizwerk wirtschaftlich arbeiten kann, ohne daß es vorher seinen Dampf in Kraftmaschinen arbeiten läßt. Aber trotzdem braucht m. E. das Urteil des amerikanischen Fachmannes nicht als unbedingt maßgebend für deutsche Verhältnisse angesehen zu werden. Denn die wirtschaftlichen Bedingungen, unter denen man in Amerika arbeitet, sind doch ganz andere als die unsrigen, besonders jetzt nach dem Kriege. Das beweist schon die Tatsache, daß wir in Deutschland viel mehr Gewicht auf die Wärmewirtschaft legen als die Amerikaner. Außerdem ist uns die Aufgabe, Belastungsspitzen herabzusetzen, nicht unbekannt, bildet sie doch eine der Hauptgrundlagen unserer Groß-Elektrizitätsversorgung. Auch bei der Fernheizung ließe sich durch ähnliche Mittel – Anschluß von Verbrauchern mit zeitlich günstig liegendem Bedarf, Sondertarife für bestimmte Tageszeiten usw. – eine gewisse Angleichung des Wärmebedarfes an den Strombedarf erzielen, so daß durch Abdampfheizung die höchste Wirtschaftlichkeit gegeben ist. Der Höchstdruckdampf-Technik steht also hier wohl eine große Aufgabe bevor, denn sie ermöglicht ja erst, mit hohem Abdampfdruck in das Rohrnetz der Stadt zu gehen.

Die Rohrleitung stellt dem Ingenieur besondere Aufgaben, denn sie soll bei höchstem Schutz gegen Wärmeverluste möglichst geringe Anlagekosten erfordern. Es haben sich hierfür Sonder-Bauarten ergeben, die im Nachstehenden beschrieben werden sollen.

Die Verbindungsstellen der einzelnen Rohrstücke werden am zweckmäßigsten geschweißt. In bestimmten Abständen sind Ausgleichsstücke anzuordnen, die die Wärmedehnungen aufnehmen; am meisten bewährt haben sich Ausgleichbogen, zwischen denen die Rohrleitung verschiebbar gelagert ist. Da die Ausgleichbogen aber viel Platz erfordern, hat man in Barmen für unterirdisch verlegte Leitungen eine andere Lösung gewählt, indem man in Abständen von etwa 6 m linsenförmige Ausgleichstücke aus gewelltem Stahlblech anordnet. Die ganze Rohrleitung liegt in einem in Rohrmitte horizontal geteilten Isolierkanal, der aus einzelnen Stücken zusammengesetzt wird. Die Linsen-Ausgleichstücke dienen zugleich als Auflager des Rohres. Eine weitere verschiebbare Lagerung zwischen den Ausgleichstücken ist nicht erforderlich, da die Abstände nur gering sind, das Rohr also frei liegen kann. Alis weiterer Vorteil der kurzen Abstände zwischen den Ausgleichstücken ergibt sich, daß jedes Ausgleichstück nur einen geringen Schub aufzunehmen braucht. Ausgleichstopfbüchsen, die großen Schub aufnehmen können, haben sich nicht bewährt, da sie leicht undicht werden.

Wird Dampf als Wärmeträger benutzt, so lassen sich sowohl Dampf- wie Warmwasserheizungen leichtanschließen. Bei ersterem wird der Dampf durch ein Druckminderventil auf etwa 0,1 at entspannt; bei Warmwasserheizungen erfolgt die Wärmeübertragung vom Dampf an das Wasser meist in einem Gegenstrom-Apparat, den der Dampf mit etwa 0,5 at Spannung durchströmt.

Zur Abscheidung des Kondenswassers aus dem Dampf vor Eintritt in die Gebäude ist in Barmen eine besondere Schaltung ausgebildet worden, indem das. Hochdruckkondensat in die Niederdruck-Dampfleitung eingeführt wird, wo es verdampft und seinen Wärmeinhalt nutzbar abgibt.

Die Messung des Wärmeverbrauchs der einzelnen Abnehmer erfolgt meistens durch Messen des Kondenswassers. Dies Verfahren hat den Vorzug, daß es eine fortlaufende Zählung der Wärmemengen ermöglicht, ähnlich wie die Zähler für Elektrizität, Gas usw. Die bisher bekannten registrierenden Dampfmesser sind für diesen Zweck nicht brauchbar, da ihre Diagramme planimetriert werden müssen. Das ist aber in einem Zentralbetrieb mit vielen Abnehmern natürlich undurchführbar. In Barmen sind jetzt Dampfzähler in Betrieb, die direkt die Dampfmenge in Tonnen oder sogar die Wärmemenge direkt in Wärmeeinheiten auch bei überhitztem Dampf zählen. Leider sind diese Apparate in der oben genannten Arbeit nicht beschrieben.

Das aus den einzelnen Verbrauchstellen zurückfließende Kondenswasser wird nach Möglichkeit zum Heizwerk zurückgeleitet. Die günstige Lage, daß es durch natürliches Gefälle zurückfließt, dürfte jedoch nur selten eintreten. Man ordnet deshalb in den tiefsten Punkten einzelner Verbrauchsgebiete Sammelgefäße an, aus denen das Kondensat durch selbsttätig sich einschaltende elektrisch betriebene Pumpen in das Heizwerk gefördert wird.

Eine recht interessante Heizanlage ist in Schwerin in Betrieb, wo das Kühlwasser von Dieselmotoren als Wärmeträger verwendet wird. Zum Ausgleich von Belastungsspitzen dienen Wärmespeicher. Bei sehr niedriger Außentemperatur wird das den Zylindermänteln entströmende Kühlwasser durch die Auspuffgase weiter erhitzt; bei hoher Außentemperatur würde das rücklaufende Wasser noch eine zu hohe Temperatur haben; es durchläuft deshalb noch eine besondere Kühlvorrichtung, bevor es wieder in die Kühlmäntel der Zylinder eintritt.

Der Vorzug der Warmwasserheizung vor der Dampfheizung liegt vor allem in der größeren Einfachheit der Anschlüsse bei den einzelnen Verbrauchern. Man wird sie deshalb überall da vorziehen, wo nur Gebäude mit Warmwasserheizung vorhanden sind. Kommen jedoch Verbraucher mit Dampf- und mit Wasserheizung nebeneinander vor, so muß Dampf als Wärmeträger verwendet werden, da dieser allein für beide Heizsysteme brauchbar ist.

Aus den in Barmen gemachten Erfahrungen erscheinen vor allem noch folgende Einzelheiten erwähnenswert:

Die Abnehmer werden in 3 Gruppen eingeteilt, gute, mittelmäßige und schlechte. Erstere haben von morgens bis abends, an Werk- und Feiertagen einen gleichmäßigen Verbrauch. Mittelmäßige Abnehmer sind z.B. Geschäftshäuser, die abends und an Feiertagen nicht geheizt werden. Schlechte Abnehmer sind Schulen, die nur an Werktagen morgens geheizt werden. Als Ausgleich hierfür wählt man Theater und ähnliche Gebäude, die abends geheizt werden müssen. In die Belastungsberechnung des Heizwerkes werden schlechte Verbraucher mit etwa ⅔ ihres Größtverbrauches eingesetzt.

Für verschiedene Außentemperaturen haben sich in Barmen folgende Betriebszeiten als günstig bezw. als erforderlich herausgestellt: Bei einer Lufttemperatur von über 10° C (morgens 6 Uhr gemessen), reicht es aus, wenn das Netz von 7 Uhr morgens bis 9 Uhr abends unter Dampf steht. Mittags kann unter Umständen der Dampf einige Zeit abgeschaltet werden, doch dürfen die Niederschlagsverluste die Vorteile der Abschaltung nicht übersteigen. Bei 0° bis + 10° Außentemperatur muß der Dampf von 6 Uhr morgens bis 11 Uhr abends ununterbrochen im Netz stehen; bei Temperaturen von 0 bis – 10° von 5 Uhr morgens bis 11 Uhr nachts. Bei noch größerer Kälte muß das Netz dauernd unter Dampf stehen.

Für eine Abnehmergruppe, etwa einen Häuserblock, mit 1 Million kcal stündlichem Wärmeverbrauch rechnet man rund 2500 t Dampf im Jahr. Für Rohrleitungsverluste sind je nach der Ausdehnung des Netzes 5 bis 10 v. H., für den Betrieb der Kesselspeisepumpen etwa 4 v. H. einzusetzen. Mit diesen Unterlagen läßt sich eine überschlägige Wirtschaftlichkeitsberechnung des Heizwerkes durchführen.

Der Preis für die Wärme wird so bemessen, daß er nicht höher ist als der Wärmepreis einer privaten Zentralheizungsanlage. Die Ersparnisse an Löhnen, Kohle- und Aschefuhrkosten machen die Fernheizung vorteilhaft. Die Verringerung von Staub und Ruß bietet einen weiteren Anreiz zur Fernversorgung. In Barmen kostet bei einem Kohlenpreis von 22,78 ℳ/t und einem Heizerlohn von 78 &0220;/std. die Tonne Dampf 7,40 ℳ.

Parey.