DE55084C - Heizflüssigkeit - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flüssige Mischung, welche zur Circulationsheizung geeignet ist, indem sie zur Aufnahme, Weiterleitung und Abgabe der Wärme in Rohrleitungen Verwendung finden soll, welche den Anlagen der gebräuchlichen Dampf- und Heifswasserheizungen entsprechen.

Für derartige Systeme wurde bisher als beste und wirksamste Füllung allgemein Wasser, flüssig oder in Form von Dampf, verwendet, doch liegt der einzige wesentliche Vortheil für eine solche Verwendung in der hohen specifischen Wärme desselben. Dagegen sind verschiedene ' bedeutende Nachtheile damit verknüpft, welche, zum Theil wenigstens, jenen Vortheil aufwiegen. Hierzu gehört erstens: der verhältnifsmäfsig niedrige Siedepunkt ist Veranlassung, dafs hei relativ niedrigen Temperaturen verhältnifsmäfsig hohe innere Spannungen oder Druckbeanspruchungen auftreten, welche oft in einem für den Heizapparat und das Rohrsystem gefährlichen und verderblichen Mafse anwachsen, weswegen besondere Sorgfalt auf die Rohrverbindungen zur Vermeidung des Leckens verwendet werden mufs. Beim Gebrauch von Dampf macht dessen Eigenschaft, leicht zu condensiren, nicht nur die besondere Benutzung von Wasserabscheidern etc. nöthig, sondern bringt auch eine Verminderung der Wärmecapacität der Röhren und Heizkörper wegen des darin enthaltenen Condensationswassers mit sich. Ein zweiter Nachtheil ist das Gefrieren schon bei einer mäfsig niedrigen Temperatur, wodurch der Gebrauch von Wasser in freiliegenden Röhren und Räumen insofern gefährlich wird, als ein unter solchen Umständen vorkommendes Einfrieren und Festwerden desselben das ganze Heizsystem unbrauchbar machen kann.

Danach scheint es zweckmäfsig, nur solche Flüssigkeit in den Heizsystemen zu verwenden, von welcher folgende Eigenschaften verlangt werden müssen. Sie mufs erstens eine hohe specifische Wärme haben, damit sie im Stande ist, während der in Betracht kommenden Zeit einen möglichst grofsen Betrag Wärmeenergie aufzunehmen und unter gehörigen Umständen wieder abzugeben. Sie mufs zweitens einen' hoch liegenden Siedepunkt besitzen, so dafs sie nicht leicht verdampft und freibleibt von innerem Ueberdruck, wodurch die zerstörenden und gefährlichen Einwirkungen auf das Heiz- und Circulationssystem vermieden werden, während eben dadurch die Anlage einfacher und leichter herzustellen ist. Eine dritte Eigenschaft sollte in -dem Wegfall der Krystallisirfähigkeit selbst bei ganz niedrigen Temperaturen bestehen, um die Gefahr zu vermeiden, dafs die Röhren sich durch eingefrorene oder krystallisirte Massen verstopfen.

Bei der Ausführung der Erfindung, d. h. der Zusammenstellung der Mischung kann einer der mehrsäurigen Alkohole, wie zweisäuriger (Glycole) oder dreisäuriger (gewöhnliches Glycerin) oder irgend ein Polyglycerin verwendet werden, in kalt vorgenommener Mischung mit

einer gleichen Menge des von denselben Alkoholen abgeleiteten Säureäthers oder Acetins. Die Flüssigkeit wird dann auf ungefähr 250⁰ C. oder auf die Siedetemperatur erhitzt, welche zwischen 260 und 270⁰ C. (500 bis 518° F.) liegt, und demnächst abgekühlt, zweckmäfsig unter dem Nullpunkt. Die so erhaltene Flüssigkeit bildet ein vollkommen beständiges Gemisch, welches die verlangten Eigenschaften hat.

Zum besseren Verständnifs der Herstellungsweise des Gemisches soll das Verfahren schrittweise verfolgt werden, und zwar unter der Voraussetzung, dafs als Grundlage ein mehrsäuriger, nämlich dreisäuriger Alkohol genommen wird.

Um zunächst den Säureäther zu bereiten, wird eine gewisse Menge des dreisäurigen Alkohols in ein offenes Gefäfs oder einen Kessel gebracht und bis auf ungefähr 225 ° C. erhitzt; während der Erhitzung leitet man Essigsäure als Gasstrom hindurch, bis das Aufkochen (ein Zeichen noch andauernder Reaction) nachläfst. Danach wird das Gemisch weiter bis zum Siedepunkt (ungefähr 290⁰ C.) erhitzt und das Sieden kurze Zeit hindurch unterhalten, um etwaige Spuren freier Essigsäure zu verflüchtigen und zu entfernen. Dafs keine Spur von freier Essigsäure zurückbleibt, ist wesentlich; wenn daher das Abdampfen nicht alle freie Essigsäure entfernt hat, so mufs die Mischung in Gegenwart von Bleioxyd gekocht werden, wobei die Verwandtschaft des Bleies zur Essigsäure eine vollständige Entfernung der freien Essigsäure erzielen läfst. Das Resultat dieser Behandlung ist, dafs das Glycerin in Glycerindiacetin umgewandelt ist, welches nun zweckmäfsig bis unter den Nullpunkt abgekühlt wird. Nach der Abkühlung wird es 12 bis 24 Stunden stehen gelassen; darauf werden gleiche Theile dieses Säureäthers oder Diacetins und des dreisäurigen Alkohols gemischt, und das Gemisch wird nahe bis zum Siedepunkt, etwa auf 250⁰ C., erhitzt' und schliefslich abgekühlt. Auf diese Weise erhält man eine 33procentige Mischung, welche dreisäurigen Alkohol und einen davon abgeleiteten Säureäther enthält. Uebrigens ist für gewöhnliche Zwecke die Verwendung von gleichen Theilen Alkohol und Säureäther zur Bereitung des Gemisches empfehlenswerth. Von dem verhältnifsmäfsigen Gehalt an mehrsäurigem Alkohol und davon abgeleitetem Acetin oder Säureäther hängt der Siedepunkt, die specifische Wärme und der mehr oder weniger geringe Grad der Erstarrungsfähigkeit des hergestellten Gemisches ab.

Beispielsweise ergiebt sich aus der auf 200° fortgesetzten Erhitzung einer Flüssigkeit, bei welcher auf 1 Molecül eines dreisäurigen Alkohols ι Molecül des zugehörigen Acetins kommt, ein Gemisch, dessen Siedepunkt bei 272⁰ C. liegt, dessen specifisches Gewicht 1,3 beträgt und dessen Gefrieren bei — 56⁰ C. eintritt.

Aendert man die Verhältnisse in dem einen oder anderen Sinne ab, so beeinflufst man die Eigenthümlichkeiten des resulitirenden Gemisches. Diese Eigenthümlichkeiten lehnen sich ziemlich nahe an diejenigen an, welche die im Gemisch vorherrschenden Ingredienzien zeigen. So wird ein gröfserer verhältnifsmäfsiger Zusatz von Acetin den Siedepunkt herunterrücken, den Erstarrungspunkt erniedrigen, aber das specifische Gewicht, sowie die Wärmecapacität erhöhen. Andererseits bewirkt eine Mehrverwendung von Alkohol ein Hinaufrücken des Siedepunktes, ebenso des Erstarrungspunktes und eine Verminderung des specifischen Gewichtes , sowie der Wärmecapacität oder der specifischen Wärme. Es kann daher nöthig sein, die Verhältnisse entsprechend den klimatischen Erfordernissen der Oertlicbkeiten abzuändern, wo das Gemisch zur Verwendung kommt.

Die für kalte Klimate zu benutzende Flüssigkeit müfste derart zusammengesetzt sein, dafs der Erstarrungspunkt niedrig liegt, selbst um den Preis eines niedrigen Siedepunktes, während das Umgekehrte sich in heifsen Klimaten als erforderlich herausstellen kann.

Das Gemisch hat eine hohe specifische Wärme, welche ungefähr 0,97 beträgt, wenn diejenige von Wasser gleich 1 gesetzt wird; infolge dessen hat die Flüssigkeit eine grofse Capacität für die Aufspeicherung von Wärme, die sie von der Heizquelle entnimmt.

Der Siedepunkt liegt bei atmosphärischem Druck über 260° C. (500⁰ F.), so' dafs die Mischung anstandslos bis 230 ° C. (446⁰F.) erhitzt werden kann. Während also bei dieser Temperatur Dampf oder Wasser unter einem sehr bedeutenden Druck stehen würde, befindet sich das Gemisch dabei noch 30 ° C. unter dem Siedepunkt; hieraus folgt, dafs letzteres keine zerstörende Beanspruchung oder Pressung des Kessels, der Röhren oder der Heizkörper verursacht, so dafs auch diese Theile leichter construirt werden können, während noch, da es ja eine so hohe Erhitzung verträgt, die Anlage, die Röhren, Heizkörper etc. bei gleicher Wirksamkeit bedeutend in den Dimensionsverhältnissen verkleinert werden können. Bei genannter Temperatur oder unter dem Siedepunkt kann ferner keine Condensation eintreten, welche eine Verstopfung der Röhren, Schädigung der Wärmecapacität der Heizkörper und Benutzung von Wasserabscheidern würde veranlassen können. Es kann sich keine Ablagerung in Schalen oder Schuppenform bilden, und da die Flüssigkeit das Metall in schädlicher Weise nicht angreift, so kann dieselbe in dem Röhrensystem ohne ungünstige

Folgen für dasselbe oder die Flüssigkeit selbst bleiben.

Da die Flüssigkeit andererseits nicht leicht gefriert, so kann sie unbedenklich in freiliegenden Röhren verwendet werden. Das Gemisch kann schliefslich, weil es geschmeidig und fliefsend ist, mit geringster Reibung in den Röhren circuliren, indem es sich genau den Wandungen sowohl an der Heizstelle, als auch denjenigen der Heizkörper und Röhren anschliefst ; es entwickelt also eine maximale Wirksamkeit beim Aufnehmen, sowie beim Abgeben der Wärme.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Anwendung eines Gemisches von Glycerin bezw. Glycol mit daraus abgeleitetem Säureäther (Acetin) in Circulationsleitungen.