VDI 2067 Blatt 20-2000 Economic efficiency of building installations - Energy effort of benefit transfer for water heating systems.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREWirtschaftlichkeit gebudetechnischer AnlagenEnergieaufwand der Nutzenbergabe bei WarmwasserheizungenEconomic efficiency of building installationsEnergy effort of benefit transfer for water heating systemsVDI 2067Blatt 20 / Part 20Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVD

2、I-Gesellschaft Technische GebudeausrstungVDI-Handbuch Wrme-/HeiztechnikVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gest

3、attet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 91.140.10 August 2000No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Geltungsbereich und Zweck . . . . . . . . . . 22 Zugehrige Vorschriften, Normen und Richtlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Verwendete Begriffe und Erluterungen . . . 44 Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Berechnung des Energie

5、aufwandes der Nutzenbergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Bestimmung der Aufwandszahlen fr die Nutzenbergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . 66.1 Randbedingungen fr bliche Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . 76.2 Aufwandszahlen fr freie Heizflchen(Heizkrper) . . . . . . . . . . . .

6、. . . . . 96.3 Aufwandszahlen fr integrierte Heizflchen(Fubodenheizung) . . . . . . . . . . . . . 166.4 Zuschlge fr Aufwandszahlen bei abweichenden Randbedingungen . . . . . . 187 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207.1 Berechnung des Energieaufwandes der Nutzenbergabe bei einer He

7、izkrper-heizung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207.2 Berechnung des Energieaufwandes fr die Nutzenbergabe einer Fuboden-heizung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope of application and purpose . . . . . . . 22 As

8、sociated regulations, standards andguidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Terminology and explanations used . . . . . . 44 Nomenclature and units . . . . . . . . . . . . . 55 Calculation of benefit transfer energyeffort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Determination

9、 of the effort numbers forbenefit transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66.1 Boundary conditions for common applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.2 Effort numbers for free heating surfaces (radiators) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96.3 Effort numbers for integrated heati

10、ng surfaces (floor heating) . . . . . . . . . . . . 166.4 Extra adjustments for effort numbers with variant boundary conditions . . . . . . 187 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207.1 Calculation of the benefit transfer energyeffort in a radiator heating system . . . . . . 207.2 Cal

11、culation of the energy effort for the benefit transfer of an floor heatingsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Frhere Ausgabe: 2.99 Entwurf,deutschFormer edition: 2/99 draft, in German onlyInhaltlich berprftweiterhin gltigund unverndert2014FebruarB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9

12、B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 2 VDI 2067 Blatt 20 / Part 20VorbemerkungDas hier vorgelegte Blatt ist Teil der RichtlinieVDI 2067 und befasst sich mit den dynamischen Vor

13、-gngen in beheizten Rumen bzw. Gebuden. Eswird dabei der Prozess der Nutzenbergabe betrach-tet, der die Wrmeabgabe des Heizsystems an dieRume beinhaltet. Mit dem Rechenverfahren lsstsich der Energieaufwand, der von den Heizflchenzur Deckung des notwendigen Heizenergiebedarfsder Rume abgegeben wird,

14、bestimmen. Das Rechenverfahren ist als EDV- und Handverfah-ren anwendbar. Die in der Richtlinie dargestellten Er-gebnisse wurden mit einem Simulationsprogrammerrechnet. Die Vereinfachung mit Kurvenscharen hatden Vorteil, dass die Ergebnisse sowohl in einemHand- als auch in einem EDV-Rechenverfahren

15、ge-nutzt werden knnen. Die Vereinfachung fhrt nur zumarginalen Ungenauigkeiten und hat den Vorteil,dass die Ergebnisse aus EDV- und Handverfahrenidentisch sind.Allen ehrenamtlichen Mitarbeitern an dieser Richt-linie sei auf diesem Wege gedankt.Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks,der Wie

16、dergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Spei-cherung in Datenverarbeitungsanlagen und der ber-setzung, auszugsweise oder vollstndig. Die Nutzungdieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeitsunterlageist unter Wahrung des Urheberrechtes z.B. durchKopieren auf lizenziertem Kopierpapier des VDImglich. Ausknft

17、e dazu, auch z.B. zur Nutzung imWege der Datenverarbeitung, erteilt die AbteilungVDI-Richtlinien im VDI.1 Geltungsbereich und ZweckDie Richtlinie gilt fr Rume und Gebude mitgleichmiger Temperaturverteilung, fr die Tempe-raturanforderungen eingehalten werden mssen unddie von Warmwasserheizungen erwrm

18、t werden, z.B.Wohn- und Brogebude, Schulen, Verwaltungs-gebude usw. Alle wesentlichen Heizkrpertypenund Fubodenheizsysteme sind als Heizflchen be-rcksichtigt. Luftheizungen und Einzelheizgertewerden in Blatt 21 bzw. Blatt 25 der RichtlinieVDI 2067 abgehandelt. Ferner sind die wesentlichen Regeleinri

19、chtungen wieThermostatventil P- bzw. PI-Regler und Betriebsfh-rungen wie Durchheizbetrieb, Nachtabsenkung mitund ohne Schnellaufheizung erfasst.Preliminary noteThe document below is part of the guidelineVDI 2067 and deals with the dynamic processes inheated rooms or buildings. It examines the proces

20、s ofbenefit transfer, which considers the heat losses inrooms by the heating system. The energy effort,which is given off by the effective heating surfaces tocover the necessary heating power requirements ofthe rooms, can be determined using the calculationprocedure.The calculation procedure can be

21、used in computersand can also be used manually. The results shown inthis guideline were calculated with a simulation pro-gram. Simplification with groups of curves has theadvantage that the results can be used both in themanual and in the computerized calculating process.The simplification leads to

22、only negligible inaccura-cies and has the advantage that the results from man-ual or computerized processes are identical.We would like to thank all honorary who worked onthis guideline.All rights are reserved, including reproduction, com-munication (photocopying, microcopying), storagein electronic

23、 data processing systems and translation,in whole or in part. The use of this VDI guideline asan actual working document is possible without in-fringing copyright, e.g. by copying on licensed VDIcopy paper. Information regarding this and, for exam-ple, regarding use in data processing, can be obtain

24、edfrom the VDI guidelines department at the VDI.1 Scope of application and purposeThe guideline applies to rooms and buildings withuniform temperature distribution, for which tempera-ture requirements must be met and which are heatedby water heating systems, e.g. residential and officebuildings, sch

25、ools, administration buildings etc. Allmain types of heating unit and floor heating systemsare considered to be effective heating surfaces. Airheating systems and single unit heating appliancesare dealt with in Part 21 respectively Part 25 of thecollected guideline VDI 2067.Furthermore, the main con

26、trolling equipment such asthermostatic valves, P or PI controllers and operationsystems such as 24-hour heating mode or night econ-omy with and without high speed heating function areincluded.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStanda

27、rdsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 VDI 2067 Blatt 20 / Part 20 3 2 Zugehrige Vorschriften, Normen und Richtlinien2 Associated regulations, standards and guidelinesVorschriften/RegulationsWSVO 82Verordnung ber einen energiesparenden Wrme-s

28、chutz bei Gebuden. Wrmeschutzverordnung,1982Regulation on energy-saving heat insulation inbuildings. Wrmeschutzverordnung (Heat insula-tion regulation), 1982WSVO 95Verordnung ber einen energiesparenden Wrme-schutz bei Gebuden. Wrmeschutzverordnung,1. Januar 1995Regulation on energy-saving heat insul

29、ation inbuildings. Wrmeschutzverordnung (Heat insula-tion regulation), 1 January 1995Normen/StandardsDIN 1946-2Raumlufttechnik; Gesundheitstechnische Anfor-derungen (VDI-Lftungsregeln)Ventilation and air conditioning; technical healthrequirements (VDI ventilation rules)DIN 4701-1Regeln fr die Berech

30、nung des Wrmebedarfs vonGebuden; Grundlagen der BerechnungRules for calculating the heat requirement ofbuildings; basic rules for calculationDIN 4701-2Regeln fr die Berechnung des Wrmebedarfs vonGebuden; Tabellen, Bilder, AlgorithmenTitel Rules for calculating the heat requirement ofbuildings; table

31、s, pictures, algorithmsDIN 4703-1Raumheizkrper Teil 1: Mae von Gliedheizkr-pernHeating appliances Part 1: Dimensions of sec-tional radiatorsDIN 4703-3Raumheizkrper; Begriffe, Grenzabmae, Um-rechnungen, EinbauhinweiseHeating appliances; terminology, dimensionallimit deviations, conversions, instructi

32、ons for in-stallationDIN EN 442-1Radiatoren und Konvektoren Teil 1: TechnischeSpezifikationen und AnforderungenRadiator and convectors Part 1: Technical speci-fications and requirementsDIN EN 442-2Radiatoren und Konvektoren Teil 2: Prfverfah-ren und LeistungsangabeRadiators and convectors Part 2: Te

33、st methodsand ratingDIN EN 1264-2Fuboden-Heizung Systeme und Komponenten Teil 2: Bestimmung der WrmeleistungFloor heating Systems and components Part 2:Determination of the thermal outputRichtlinienVDI 2067 Blatt 1Berechnung der Kosten von Wrmeversorgungs-anlagen; Betriebstechnische und wirtschaftli

34、cheGrundlagenEconomy calculation of heat consuming installa-tions; operating and economical fundamentalsVDI 2067 Blatt 10Wirtschaftlichkeit gebudetechnischer Anlagen Energiebedarf beheizter und klimatisierter Ge-budeEconomic efficiency of building installations En-ergy requirements for heated and ai

35、r-conditionedbuildingsVDI 2067 Blatt 11Wirtschaftlichkeit gebudetechnischer Anlagen Rechenverfahren zum Energiebedarf beheizter undklimatisierter GebudeEconomic efficiency of building installations Calculation of energy requirements for heated andair-conditioned buildingsB974908A824A6748CAAAA99BAB34

36、9F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 4 VDI 2067 Blatt 20 / Part 203 Verwendete Begriffe und ErluterungenHeizsysteme werden durch einen Vergleich von Nut-zen und Auf

37、wand beurteilt. Der Nutzen einer Heiz-anlage besteht darin, in den Rumen des Gebudesfr die Bewohner thermisch behagliche Zustnde zuschaffen. Die Anforderungen der Bewohner an ihrthermisches Umfeld sind unabhngig vom Heiz-system und drcken sich je nach Aktivitt und Beklei-dung vor allem durch die Tem

38、peraturen der Raumluftund der Umschlieungsflchen aus. Dieser Einflusswird in der operativen Raumtemperatur (Mittelwertzwischen Raumluft- und mittlerer Strahlungstempe-ratur) bercksichtigt. Ein weiterer Nutzen ist, den aushygienischen und bauphysikalischen Grnden not-wendigen Auenluftstrom auf Raumlu

39、fttemperaturzu erwrmen. Der Wrmestrom, der dem Raum zuge-fhrt werden muss, um diese Anforderung an die ope-rative Raumtemperatur gerade zu erfllen, ist dieHeizlast. Das zeitliche Integral der Heizlast, der Refe-renzenergiebedarf fr Heizen Q0,N(VDI 2067Blatt 10 und Blatt 11) dient als energetische Ve

40、r-gleichsgre fr die nachfolgenden Prozesse, die frdie Bedarfsdeckung bentigt werden. Das hier vorlie-gende Blatt 20 enthlt Angaben zum EnergieaufwandQ1der Nutzenbergabe von Warmwasserheizanla-gen. Blatt 30 enthlt Angaben zum EnergieaufwandQ2der Wrmeverteilung und in den Blttern 40 ff.wird der Energi

41、eaufwand Q3der Wrmeerzeugungfr die wesentlichen Wrmeerzeuger beschrieben. Die Gliederung der Richtlinie folgt der Bedarfsent-wicklung in Gebuden. Bild 1 zeigt den Weg derBedarfsentwicklung vom Gebude mit der vorge-sehenen Nutzung und den sich hieraus sowie aus demKlima ergebenden Lasten ber die Nutz

42、enbergabeund Verteilung hin zum Erzeugungssystem. Um denEnergiebedarf in den einzelnen Systembereichen Nutzenbergabe, Verteilung, Erzeugung zu decken,ist jeweils ein Energieaufwand notwendig, der vondem fr das Gebude und seine Nutzung typischenReferenzenergiebedarf fr Heizen Q0,Nber denEnergieaufwan

43、d fr die Nutzenbergabe Q1und denEnergieaufwand fr die Verteilung Q2letztendlichzum Energieaufwand fr die Wrmeerzeugung Q3fhrt. In Blatt 20 wird ausschlielich der Bereich derNutzenbergabe behandelt.Die Gte des hier betrachteten Prozesses der Nutzen-bergabe lsst sich durch das Verhltnis des von derHei

44、zflche abgegebenen Energieaufwands Q1zudem vom Raum bentigten Referenzenergiebedarffr Heizen Q0,Nbeurteilen. Der Quotient, die Auf-wandszahl e1 beschreibt die Fhigkeit des Heiz-systems, Wrme entsprechend dem Bedarfsprofil zubergeben.Untersuchungen haben gezeigt, dass sich mittlerejhrliche Aufwandsza

45、hlen bilden lassen, die fr erste3 Terminology and explanations usedHeating systems are evaluated by comparing benefitand expenditure. The benefit of a heating system is tocreate comfortable heating conditions for the build-ing residents. The residents demands on their ther-mal environment are indepe

46、ndent of the heating sys-tem and manifest themselves depending on activityand clothing mainly through the temperature of theindoor air and the enclosing surfaces. This effect istaken into account as the operative indoor tempera-ture (mean value of indoor air and average radiationtemperatures). A fur

47、ther benefit is that the flow of airfrom the outside, necessary for hygienic and physicalconstruction reasons, is heated up to indoor air tem-perature. The flow of heat that must be directed intothe room to meet this operative indoor temperaturerequirement is the heating load. The integral with re-s

48、pect to time of the heating load, the reference powerrequirement for heating Q0,N(VDI 2067 Part 10 andPart 11), is used as the power comparison quantity forthe succeeding processes, which are needed to coverthe demand. Part 20 below contains information onthe energy effort Q1of benefit transfer of w

49、ater heat-ing systems. Part 30 contains information on the en-ergy effort Q2of heat distribution and Parts 40 ff. de-scribe the energy effort Q3of heat generation for themain heat generators.The structure of the guideline follows the develop-ment of demand in buildings. Figure 1 shows the de-mand development flow of the building with the an-ticipated utilisation and the loads genera