VDI 2055 Blatt 3-2011 Thermal insulation of heated and refrigerated operational installations in the industry and the building services - Technical basics for the verification of tms d.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREWrme- und Klteschutz von betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in derTechnischen GebudeausrstungTechnische Grundlagen zur berprfung der wrmetechnischen Eigenschaften von Dmmsystemen, Ermittlung von GesamtwrmeverlustenThermal insulation of heated and refrigerated

2、operational installations in the industry and the building servicesTechnical basics for the verification of thermotechnical properties of insulation systems, determination of total heat lossesVDI 2055Blatt 3 / Part 3Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch EnergietechnikVDI-Handbuch Ve

3、rfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 2: Planung/ProjektierungVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2011Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet /

4、Reproduction evenfor internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 27.220, 91.140.01 Oktober 2011 October 2011The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Ausgab

5、e: 05.10 Entwurf, deutsch Formeredition: 05/10Draft, in German onlyVDI-Gesellschaft Energie und Umwelt (GEU)Fachbereich Energiewandlung und -anwendungInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Normative Verweise . . . . . . . .

6、. . . . . . 33 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Formelzeichen und Indizes . . . . . . . . . . 45 Technische Grundlagen zur berprfung der vertraglich vereinbarten Eigenschaften von Dmmsystemen . . . . . . . . . . . . . . 65.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.2 Wrm

7、estromdichte und Temperatur . . . . 75.3 Umgebungsbedingungen und Hilfsgren . 275.4 Messunsicherheiten der Wrmestromdichte und Oberflchentemperatur . . . . . . . . . 296 Methoden zur Bestimmung von Gesamt- wrmeverlusten und Gesamtwrmeeintrgen 326.1 Prozessenergiebilanzen . . . . . . . . . . . 356.2

8、Energiestrombilanz der Luft . . . . . . . . 366.3 Gesamtwrmeverluste aus gemessenen und berechneten Wrmestrmen . . . . . . 396.4 Vereinfachte Ausgleichsrechnung. . . . . . 396.5 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 Messunsicherheiten . . . . . . . . . . . . . . 487.1 Allgemeines . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . 487.2 Zufllige Messunsicherheiten. . . . . . . . 497.3 Systematische Messunsicherheiten . . . . . 507.4 Ergebnisunsicherheiten . . . . . . . . . . . 517.5 Ermittlung von Unsicherheiten . . . . . . . 52Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Sco

10、pe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Normative references . . . . . . . . . . . . . 33 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 34 Symbols and indices. . . . . . . . . . . . . . 45 Technical foundations for the verification of contracted thermal properties of insulation systems .

11、 . . . . . . . . . . . . . . 65.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.2 Heat flow density and temperature . . . . . 75.3 Ambient conditions and auxiliary values. . 275.4 Measuring uncertainties of heat flow density and surface temperature . . . . . . 296 Determination of total heat loss

12、es and total heat inputs . . . . . . . . . . . . . . . . 326.1 Process energy balances . . . . . . . . . . 356.2 Energy flow balance of the air . . . . . . . 366.3 Total heat losses out of measured and calculated heat flows . . . . . . . . . . . . 396.4 Simplified correction calculation . . . . . .

13、396.5 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 Measuring uncertainties . . . . . . . . . . . . 487.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487.2 Random measuring uncertainties . . . . . . 497.3 Systematic measuring uncertainties . . . . 507.4 Result uncertainties . . . . . . . . . .

14、. . . 517.5 Determination of uncertainties . . . . . . . 52B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 2 VDI 2055 Blatt 3 / Part 3Seit

15、e8 Umrechnung der Messwerte auf Auslegungsbedingungen . . . . . . . . . . . 548.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 548.2 Wrmestromdichte . . . . . . . . . . . . . 548.3 Oberflchentemperatur . . . . . . . . . . . 558.4 Tauwasserbildung. . . . . . . . . . . . . . 558.5 Gesamtwrmeverlust .

16、. . . . . . . . . . . 569 Vergleich der Messergebnisse mit vertraglich vereinbarten Eigenschaften . . . 57Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte

17、, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in

18、 den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2055.1 AnwendungsbereichGegenstand dieser Richtlinie si

19、nd die technischen Grundlagen zur messtechnischen Nachprfung der zwischen Dmmunternehmen und Auftraggeber ver-traglich vereinbarten wrmeschutztechnischen Gr-en (z. B. Wrmestromdichten und Oberflchentem-peraturen) von Dmmungen an betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der Technischen Ge-

20、budeausrstung.Darber hinaus werden in Abschnitt 6 Verfahren zur Bestimmung des Gesamtwrmeverlusts von Anlagen vorgeschlagen. Der Gesamtwrmeverlust kann fr die Beurteilung der Energieeffizienz von betriebs-technischen Anlagen von Bedeutung sein.Page8 Conversion of measured values to design conditions

21、 . . . . . . . . . . . . . . . 548.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548.2 Heat flow density. . . . . . . . . . . . . . 548.3 Surface temperatures . . . . . . . . . . . . 558.4 Condensation . . . . . . . . . . . . . . . . 558.5 Total heat loss . . . . . . . . . . . . . . . 569 Comparis

22、on of the measuring results with the contracted properties . . . . . . . . . . . 57Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rig

23、hts are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specif

24、ied in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/2055.1 ScopeThe technical foundations for the verification t

25、hrough measurements of the thermal properties (e. g. heat flow densities and surface temperatures) of insulation systems at operational installations in industry and in technical Building Services that have been agreed be-tween insulation contractor and client are the topic of this guideline. In Sec

26、tion 6, methods for the determination of total heat losses of installations have additionally been proposed. The total heat loss may be consequential when assessing the energy efficiency of industrial in-stallations.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA

27、2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 VDI 2055 Blatt 3 / Part 3 3 2 Normative Verweise / Normative referencesDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die An-wendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following re

28、ferenced documents are indispensa-ble for the application of this guideline:AGI Q 02 Dmmarbeiten an betriebstechnischen An-lagen; Begriffe (Insulation on industrial installa-tions; Terminology)DIN 1319-4 Grundlagen der Messtechnik (Founda-tions of measuring technology)DIN 4140 Dmmarbeiten an betrieb

29、stechnischen An-lagen in der Industrie und in der technischen Ge-budeausrstung; Ausfhrung von Wrme- und Kltedmmungen (Insulation work at operational installations in industry and in the technical build-ing equipment; Execution of thermal and refriger-ated insulations)VDI 2055 Blatt 1 Wrme- und Kltes

30、chutz von be-triebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der Technischen Gebudeausrstung; Berech-nungsgrundlagen (Thermal insulation of heated and refrigerated operational installations in the in-dustry and the Building Services; Calculation rules)3 BegriffeAllgemeine BegriffeDie Begriffe in d

31、ieser Richtlinie sttzen sich auf das Arbeitsblatt AGI Q 02 und die beiden Normen DIN 4140 und DIN 1319.Begriffe zur Messunsicherheit Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Be-griffe nach DIN V ENV 13 005, DIN 1319 und VDI 2048 Blatt 1 und die folgenden Begriffe. Empirische Standardabweichung

32、(Standardunsicherheit) des MittelwertsWurzel der Varianz des Mittelwerts, die den Werte-bereich angibt, innerhalb dessen der tatschliche Messwert mit einer Wahrscheinlichkeit von 65 % liegt.Anmerkung: Sie ist definiert entsprechend Gleichung (43) in Ab-schnitt 7.2.Empirische Standardunsicherheit (sx

33、)Wurzel der empirischen Varianz, die angibt, dass ca. 65 % der Messwerte im Bereich liegen, wobei den Mittelwert der Messergebnisse darstellt. Empirische Varianz ( )Gibt die Streuung von zuflligen Messergebnissen an. Anmerkung: Sie ist definiert entsprechend Gleichung (40) in Ab-schnitt 7.2.Empirisc

34、he Varianz des Mittelwerts ( )Varianz dividiert durch die Anzahl der Messwerte:Anmerkung: Sie ist definiert entsprechend Gleichung (42) in Ab-schnitt 7.2.x sxxsx2xs2 x( ) sx2n-=3 Terms and definitionsGeneral terms and definitionsThe terminology used in this guideline is based on working document AGI

35、 Q 02 and on the standards DIN 4140 and DIN 1319.Terms and definitions concerning measuring uncertaintiesFor the purposes of this guideline, the terms and def-initions as per DINV ENV 13 005, DIN 1319 and VDI 2048 Part 1 and the following terms and defini-tions apply:Empiric standard deviation (stan

36、dard uncertainty) of the mean valueRoot of the variance of the mean value which indi-cates the area of values, inside which the actual meas-ured value lies with a probability of 65 %. Note: It is definied according to Equation (43) in Section 7.2. Empiric standard uncertainty (sx)Root of the empiric

37、 variance which rules that approx-imately 65 % of the measured values lie in the area , where constitutes the average of the meas-uring results.Empiric variance ( )Gives the variance of random measuring results.Note: It is defined according to Equation (40) in Section 7.2. Empiric variance of the me

38、an value ( )Variance, divided by the number of measured values:Note: It is defined according to Equation (42) in Section 7.2. x sx xsx2xs2 x( ) sx2n-=B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte v

39、orbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 4 VDI 2055 Blatt 3 / Part 3Erweiterte Messunsicherheit (Verw)Messunsicherheit, bei der das Vertrauensniveau grer als das der Standardunsicherheit Vkomb von 65 % ist.Anmerkung: Es gilt: Verw = k Vkomb mit k als dem Erweiterungs-faktor.Erweit

40、erungsfaktor (k)Durch Multiplikation der Standardunsicherheit oder der kombinierten Messunsicherheit mit dem Er-weiterungsfaktor k ergibt sich eine Unsicherheit mit einem erhhten Vertrauensniveau.Anmerkung: Fr k = 2 erhht sich das Vertrauensniveau von 65 % auf 95 % (Abschnitt 7.1, Tabelle 14).Kombin

41、ierte Messunsicherheit (Vkomb)Messunsicherheit, die man erhlt, wenn sich die Messunsicherheit aus mehreren Einflussgren er-gibt, die sowohl aus statistischen Streuungen als auch aus systematischen Unsicherheiten herrhren kn-nen.Beispiel: Ist die Standardunsicherheit aufgrund der Streuung der Messerg

42、ebnisse Vzuf und die aufgrund von systematischen Unsi-cherheiten Vsys, so ist die kombinierte MessunsicherheitAnmerkung: Sie ist definiert entsprechend Gleichung (45) in Ab-schnitt 7.3.MessunsicherheitGeschtzter Wert zur Kennzeichnung eines Bereichs, innerhalb dessen der richtige Wert der Messgre li

43、egt.4 Formelzeichen und IndizesIn dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Formelzeichen und Indizes verwendet:Formel- zeichenBenennung EinheitA Abstand mA Flche m2cp spezifische Wrmekapazi-tt bei konstantem DruckJ/(kg K)d Durchmesser mfInt Integrationsfaktor fkorr Krmmungsfaktor g Wert

44、 der ErgebnisgreEnthalpiestrom J/sh spezifische Enthalpie J/kgk Wrmedurchgangs-koeffizientW/(m2 K)k Erweiterungsfaktor Massenstrom kg/sP Leistung Wp Druck N/m2Wrmeverluststrom (kurz: Wrmeverlust)WVkomb V zuf2 V sys2+=HmQExpended measuring uncertainty (Verw)Measuring uncertainty, where the level of c

45、onfi-dence is larger than that of the standard uncertainty Vkomb of 65 %.Note: It holds: Verw = k Vkomb with k as the coverage factor. Coverage factor (k)By multiplication of the standard uncertainty or the combined measuring uncertainty with the cover-age factor k one gets an uncertainty with an in

46、creased level of confidence.Note: For k = 2 the level of confidence is increased from 65 % to 95 % (Section 7.1, Table 14).Combined measuring uncertainty (Vkomb)Measuring uncertainty, which one obtains, if the measuring uncertainty results from several influential quantities, which may result from b

47、oth, statistical variances as well as systematic uncertainties. Example: If the standard uncertainty on the grounds of the variance of measuring results is Vzuf and that on the grounds of systematic uncertainties is Vsys, then the combined measuring uncertainty isNote: It is definied according to Eq

48、uation (45) in Section 7.3. Measuring uncertaintyAssessed value to characterize an area, inside which the correct value of the measured quantity is found. 4 Symbols and indicesThe following symbols and indices are used through-out this guideline:Symbol Term UnitA distance mA area m2cp specific heat

49、capacity at constant pressureJ/(kg K)d diameter mfInt integration factor fkorr curvature factor g value of the result quantityenthalpy flow J/sh specific enthalpy J/kgk thermal transmission coefficientW/(m2 K)k coverage factor mass flow rate kg/sP power Wp pressure N/m2heat loss rate (short: heat loss)WVkomb V zuf2 V sys2+=HmQB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST