VDI 6030 Blatt 1-2002 Designing free heating surfaces - Fundamentals - Designing of heating appliances.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREAuslegung von freien RaumheizflchenGrundlagenAuslegung von RaumheizkrpernDesigning free heating surfacesFundamentalsDesigning of heating appliancesVDI 6030Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Technische Gebudeausrstung (TGA)VDI/DIN-Hand

2、buch Wrme-/HeiztechnikVDI-RICHTLINIENZubeziehendurch / Available fromBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechte vorbehalten / Allrights reservedVereinDeutscherIngenieure,Dsseldorf 2002Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet/ Reproduction even for internal use not permittedDie

3、deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 91.140.10Juli 2002July 2002No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SeiteVorbemerkung . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Geltungsbereich und Zweck . . . . . . . . . . 42 Zugehrige Vorschriften, Normen und Richtlinien . . . . . . . . . . . . 53 Begriffe, Formelzeichen . . . . . . . . . . . . 64 Definition und Zusammenstellung der Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 94.1 Pfli

5、chtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Auslegungsvorgaben . . . . . . . . . . . . 94.2.1 Norm-Innentemperatur . . . . . . . 94.2.2 Auslegungs-Innentemperatur . . . . 94.2.3 Behaglichkeitsdefizite . . . . . . . . 104.2.4 Anforderungszone . . . . . . . . . 114.2.5 Anforderungsstufe . . . . . .

6、 . . . 114.2.6 Aufheizreserve . . . . . . . . . . . 134.2.7 Zusatznutzen . . . . . . . . . . . . 135 Grundlagen fr die Auslegung . . . . . . . . 135.1 Behaglichkeitsdefizite . . . . . . . . . . . 135.1.1 Untertemperatur kalter Umfassungsflchen . . . . . . . . . 135.1.2 Strahlungsdefizit durch kalte

7、Umfassungsflchen . . . . . 145.1.3 Fallluftstrmung an kalten Umfassungsflchen . . . . . . . . . 155.1.4 Luftstrmung durch Zuluft . . . . . 155.2 Gren fr die Auslegung der freien Raumheizflchen . . . . . . . . . . 155.2.1 Wasserbertemperatur . . . . . . . 155.2.2 Auslegungsspreizung . . . . . . . . 1

8、5Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Scope and purpose . . . . . . . . . . . . . . 42 References to regulations, standards and guidelines . . . . . . . . . . . 53 Terms, symbols . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Defini

9、tion and compilation of requirements . . . . . . . . . . . . . . . . 94.1 Target specification . . . . . . . . . . . . . 94.2 Design specifications . . . . . . . . . . . . 94.2.1 Standard indoor temperature . . . . . 94.2.2 Design indoor temperature . . . . . 94.2.3 Deficits in comfort . . . . . . .

10、 . . . 104.2.4 Requirements zone . . . . . . . . . 114.2.5 Class of requirements . . . . . . . . 114.2.6 Heating-up reserve . . . . . . . . . . 134.2.7 Additional use . . . . . . . . . . . . 135 Fundamentals of designing . . . . . . . . . . 135.1 Deficits in comfort . . . . . . . . . . . . . 135.1.1

11、 Under temperature of cold enclosing surfaces . . . . . . 135.1.2 Radiation deficit due to cold enclosing surfaces . . . . . . . . . . 145.1.3 Downdraft near cold enclosing surfaces . . . . . . 155.1.4 Air flows caused by air supply . . . 155.2 Quantities used for designing the free heating surfaces

12、 . . . . . . . . . . . . 155.2.1 Water excess temperature . . . . . . 155.2.2 Design difference between inlet and outlet water temperatures . . . . 15Frhere Ausgabe: 04.99Entwurf,deutschFormer edition: 04.99draft,in GermanonlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All ri

13、ghts reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 6030 Blatt 1 / Part 15.2.3 Vorlaufbertemperatur . . . . . . . 155.2.4 Normheizlast . . . . . . . . . . . . 165.2.5 Wrmeleistung . . . . . . . . . . . 165.2.6 Norm-Wrmeleistung der Raumheizkrper . . . . . . . . . . 165.2.7 Einfluss der A

14、nschlussart auf die Norm-Wrmeleistung der Raumheizkrper . . . . . . . . . . 165.2.8 Einfluss von Beschichtung und Einbau . . . . . . . . . . . . . 175.2.9 Aufheizreserve . . . . . . . . . . . 175.2.10Wasserstrom . . . . . . . . . . . . 175.2.11Auslegungsdiagramm . . . . . . . 175.3 Grenzwerte . . .

15、 . . . . . . . . . . . . 186 Auslegung von Raumheizkrpern . . . . . . 186.1 Festlegen der Raumheizkrperlnge und -hhe . . . . . . . . . . . . . . . . . 186.2 Berechnung der bentigten Raumheizkrper-bertemperatur . . . . . 196.3 Bestimmung der Spreizung, Vor- und Rcklaufbertemperatur im Auslegungsfall

16、 196.4 Bestimmung der Norm-Wrmeleistung . . 196.5 Auswahl des Heizkrpermodells und berprfung der Ergebnisse auf Einhaltung des Gesamtziels . . . . . . . . 206.6 Berechnung des Wasserstroms . . . . . . 206.7 Berechnung der Aufheizreserve . . . . . . 20Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17、 20Anhang A Pflichtenheft Heizung . . . . . . . . . 22Anhang B Algorithmen zum Auslegungsdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . 23Anhang C Diagramme . . . . . . . . . . . . . . 27Anhang D Rechnerische Bestimmung der Grenzflche von Anforderungszonen . . . . . . . 30Anhang E Konzeptionsbeispiele und

18、Beispielrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.2.3 Inlet water excess temperature . . . 155.2.4 Design heating load . . . . . . . . . 165.2.5 Thermal output . . . . . . . . . . . 165.2.6 Standard thermal output of the heating appliances . . . . . . 165.2.7 Influence of the type of connection

19、 on the standard thermal output of heating appliances . . . . . . . . 165.2.8 Effects of coating and installation . . 175.2.9 Heating-up reserve . . . . . . . . . 175.2.10Water flow rate . . . . . . . . . . . 175.2.11Design diagram . . . . . . . . . . . 175.3 Limit values . . . . . . . . . . . . . .

20、 . . 186 Designing of heating appliances . . . . . . . 186.1 Determination of the length and height of the heating appliance . . . . . . . . . . 186.2 Determination of the required excess temperature of the heating appliance . . . 196.3 Determination of design difference between inlet and outlet wat

21、er temperatures, and design inlet and outlet water excess temperatures . . . . . 196.4 Determination of standard thermal output . 196.5 Selection of a heating-appliance model and checking of the results for compliance with overall specifications . . . . . . . . . 206.6 Calculation of water flow rate

22、 . . . . . . . 206.7 Calculation of the heating-up reserve . . . 20Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Annex A Target specification for heating systems. 22Annex B Algorithms of the design diagram . . . . 23Annex C Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . 27Annex D Calculation of t

23、he boundary surfaces of requirements zones . . . . . . . . . . . . . . . 30Annex E Design examples and example calculation . . . . . . . . . . . . . . . . 33B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 603

24、0 Blatt 1 / Part 1 3 VorbemerkungDiese VDI-Richtlinie soll angewendet werden beider Auslegung von freien Raumheizflchen frWarmwasserheizungen. Es werden Regeln aufge-stellt fr die Bestimmung der Ansichtsabmessungen,der Vorlauf- und Rcklauftemperatur, des Wasser-stroms und der Normleistung der jeweil

25、s ausgewhl-ten freien Raumheizflche.Die Richtlinie soll dem Architekten den Zusammen-hang zwischen Raumgestaltung und Erfordernissender freien Heizflchen aufzeigen; dem Planer undAnlagenersteller soll sie die Grundlage liefern fr dieAbstimmung der Raumheizflchen auf das Baukon-zept und die Anforderu

26、ngen aus der Raumnutzung.Damit ist die Richtlinie auch eine Hilfe fr den Auf-traggeber, seine Vorstellungen und Wnsche ausrei-chend detailliert anzugeben.Mit der Richtlinie wird daher das Ziel verfolgt, denUmfang der Auslegung mit den Anforderungen desAuftraggebers in Einklang zu bringen. Das bedeut

27、et,dass mit der Auslegung mehrere Funktionen derfreien Raumheizflchen festgelegt werden: Nebender Deckung der Heizlast sollen sie mgliche Behag-lichkeitsdefizite1) dadurch mindern oder beseitigen,dass uere Umfassungsflchen des zu beheizendenRaumes erwrmt oder die durch kltere Flchen her-vorgerufenen

28、 Strahlungsdefizite kompensiert undFallluftstrmung beseitigt werden. Hierbei handelt essich um Funktionen, die durch Messung prinzipiellnachweisbar sind. Weitere Funktionen knnen dieErfllung sthetischer Ansprche und zustzlich dieNutzung der freien Raumheizflchen z. B. als Hand-tuchhalter, Garderobe,

29、 Raumteiler u. sein.Damit liefert die Richtlinie auch die Grundlage fr ei-nen Vergleich von Planungsvarianten, indem sie dieDefinition eindeutiger Funktionsforderungen (nachArt und Umfang) ermglicht. Um die anlagentech-nischen Unterschiede bei Planungsvarianten fr freieRaumheizflchen zu verdeutliche

30、n, wird die Wir-kung von Heizflchenfunktionen, die Behaglich-keitsdefizite beseitigen, durch die herstellbare Anfor-derungszone im Raum und die Anforderungsstufebeschrieben. Sie przisiert die Vorschriften zurDimensionierung der Heizflchen nach DIN pr EN12 828 und stellt daher eine Anleitung dar, die

31、 Anfor-derungen dieser Norm fr die Anwendung umzuset-zen.Allen ehrenamtlichen Mitarbeitern an dieser VDI-Richtlinie sei auf diesem Wege gedankt.1) Zum Zwecke der Auslegung freier Raumheizflchen eingefhrteDefinitionPreliminary noteThis VDI-guideline is intended for use in the design-ing of free heati

32、ng surfaces for water-based heatingsystems. The guideline specifies rules for the deter-mination of the visible-surface dimensions, the inletand outlet water temperatures, the water flow rate,and the standard thermal output of the selected freeheating surface.For the architect, this VDI-guideline se

33、rves to illus-trate the interaction between the room design and therequirements to be met by the free heating surfaces.For the planner and heating-system manufacturer, itestablishes a basis for tailoring free heating surfacesin a room to the building concept, and to the require-ments arising from th

34、e use of the room. It is, there-fore, also an aid to the orderer, in specifying his ideasand desires to sufficient detail. This VDI-guideline, therefore, aims at matching thescope of designing with the orderers requirements.This means that in the process of designing, severalfunctions of the free he

35、ating surfaces are specified: Inaddition to covering the heating load, they also serveto reduce or compensate possible deficits in comfort1)by heating up exterior surfaces enclosing the room tobe heated, or by compensating radiation deficits dueto colder surfaces, and by eliminating downdrafts. Inpr

36、inciple, these functions can be verified by measure-ments. Further functions may include the fulfilling ofaesthetic requirements and the additional use of freeheating surfaces for the purpose of, e. g., hangingtowels or clothes, partitioning a room, etc.In consequence, by defining clear functional r

37、equire-ments (according to type and scope), this VDI-guide-line also provides a basis for comparing designvariants. In order to emphasize the system-dependentdifferences between design variants for free heatingsurfaces, the effects of heating-surface functionswhich serve to compensate deficits in co

38、mfort are de-scribed in terms of the requirements zone achievablein the room, and the class of requirements. In thisguideline, the provisions of DIN pr EN 12 828 forthe dimensioning of heating surfaces are covered ingreater detail, thus offering guidance on achievingcompliance with the requirements

39、of this standard inpractical applications. VDI wishes to express its thanks to all those expertswho contributed, by way of honorary work, to draft-ing this guideline.1) This definition has been introduced fort he purposes of designingfree heating surfaces.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86

40、D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 6030 Blatt 1 / Part 1Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks,der Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Spei-cherung in Datenverarbeitungsanlagen und der ber-setzung, auszugsweise oder vollstndig.

41、 Die Nutzungdieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeitsunterlageist unter Wahrung des Urheberrechtes z. B. durch Ko-pieren auf lizenziertem Kopierpapier des VDI mg-lich. Ausknfte dazu, auch z. B. zur Nutzung imWege der Datenverarbeitung, erteilt die AbteilungVDI-Richtlinien im VDI.1 Geltungsbereich u

42、nd ZweckDiese VDI-Richtlinie gilt fr die Auslegung vonfreien Raumheizflchen fr Warmwasserheizungenin Wohn-, Bro- und anderen Gebuden mit Aufent-haltsrumen, die hnlich genutzt werden. Zweck derRichtlinie ist es, ein Anforderungsprofil aufzustellen,das Ansprche in Hinblick auf Komfort und sparsa-men E

43、nergieeinsatz umfasst und damit deutlich berden Einfachanspruch, nur die Normheizlast zu de-cken, hinausgeht. Drei verschiedene Anforderungs-stufen erlauben es, bedarfsangepasst den Umfang derFunktionen der auszulegenden freien Raumheizfl-che festzulegen und auch zu begrenzen. Damit sollverhindert w

44、erden, dass generell die hchste Anfor-derungsstufe beansprucht werden kann. Auch soll dieEinschrnkung auf freie Raumheizflchen nicht aus-drcken, dass andere Raumheizsysteme die hier an-gefhrten Anforderungsstufen nicht erreichen. DieBeeinflussung von Luftstrmungen im Raum durchmaschinelle Lftung ist

45、 nicht Gegenstand dieserRichtlinie.Die Auslegungsrechnung wird in diesem Blatt amBeispiel der Raumheizkrper gezeigt.Die Auslegung beinhaltet in einem ersten Schritt die Festlegung des Anbrin-gungsortes des Raumheizkrpers, die Typauswahlfr den vorliegenden Zweck, die Festlegung derAnsichtsabmessungen

46、 und die Berechnung dermittleren Heizflchenbertemperatur, in einem zweiten Schritt die Berechnung der Vor-und Rcklauftemperatur, des Wasserstroms undder Norm-Wrmeleistung des Raumheizkrpersunter Beachtung der Normheizlast und einer vor-gegebenen Aufheizreserve, in einem dritten Schritt die Auswahl d

47、es erforder-lichen Heizkrpermodells. All rights reserved. No part of this guideline may bereprinted, reproduced (by photocopying, microcopy-ing), stored in electronic data-processing systems, ortranslated. Using this guideline as a specific workingdocument is permissible provided that the copyrighti

48、s respected (e. g. by copying on licensed VDI copy-ing paper). Further information on this aspect, alsowith respect to the use of this guideline in IT-systems,can be obtained from the guidelines department ofVDI.1 Scope and purposeThis guideline applies to the designing of free heatingsurfaces for w

49、ater-based heating systems in residen-tial, office and other buildings where day rooms areused similarly. This guideline aims at establishing aset of requirements including comfort and efficientuse of energy, which means exceeding the simple aimof just covering the required design heating load.Three different classes of requirements allow deter-mining, and limiting, the scope of funct