DIN V 44578-4-2006 Electric room heating -Characteristics of performance of electric storage boilers for water piped central heating - Part 4 Calculation《室内电气采暖 水管输送的中央暖气系统的电蓄热锅炉性能.pdf

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1、November 2006 DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 91.140.10!,o.K

2、“9761140www.din.deDVornormDIN V 44578-4Elektrische Raumheizung Gebrauchseigenschaften von Zentralspeichern frWarmwasserheizung Teil 4: BemessungPart 4: CalculationChauffage de chambre lectrique Caractristiques de performance d Accumulateurs chauffage central Partie 4: Caractristiques assigriesAllein

3、verkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 19 SeitenCharacteristics of performance of electric storage boilers for water piped central heating Electric room heating DIN V 44578-4:2006-11 2 Inhalt SeiteVorwort. 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen 4

4、3 Grundlagen der Bemessung . 4 3.1 Ausgangsgren des Gebudes und der Gebudenutzung. 4 3.2 Ausgangsgren fr den Bezug elektrischer Energie. 6 3.3 Ausgangsgren des Heizbetriebes . 6 3.4 Ausgangsgren fr die Bemessung und Auswahl eines Zentralspeichers. 6 3.5 Ermittlung des erforderlichen nutzbaren Wrmein

5、haltes 8 3.6 Ermittlung des erforderlichen Speichervolumens bei Wasser-Zentralspeichern 8 4 Beispiel der Bemessung eines Zentralspeichers 9 4.1 Berechnung der Tagesnutzwrme 9 4.2 Berechnung des erforderlichen nutzbaren Wrmeinhaltes. 10 4.3 Berechnung der Tageswrme . 15 4.4 Berechnung der erforderlic

6、hen Leistungsaufnahme, des erforderlichen nutzbaren Wrmeinhaltes und des erforderlichen Speichervolumens. 15 Bilder Bild 1 Zeitlicher Verlauf der Entladung . 12 Bild 2 Zeitlicher Verlauf der Aufladung . 12 Bild 3 Zeitlicher Verlauf von Auf- und Entladung berlagert. 13 Bild 4 Tagesvollbenutzungsstund

7、en. 17 Tabellen Tabelle 1 Bilanzierung von Auf- und Entladung bei Grenzauentemperatur a14 Tabelle 2 Bilanzierung von Auf- und Entladung bei Grenzauentemperatur agr. 14 Tabelle 3 Tagesvollbenutzungsstunden tdfr berschlgige Berechnung 17 Tabelle 4 Speicherfaktor fsfr unterschiedliche Lademodelle fr al

8、le Warmwasserheizungen, ausgenommen Anlagen nach Tabelle 518 Tabelle 5 Speicherfaktor fsfr unterschiedliche Lademodelle fr Warmwasserfubodenheizungen in einem gut wrmegedmmten Gebude in schwerer Bauweise ohne Absenkzeiten 19 Vornorm Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 3 Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwu

9、rf: E DIN 44578-4:1992-04. Eine Vornorm ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens vom DIN noch nicht als Norm herausgegeben wird. Erfahrungen mit dieser Vornorm sind erbeten an die DKE Deut

10、sche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE, Stresemannallee 15, 60596 Frankfurt am Main. Fr diese Vornorm ist das nationale Arbeitsgremium UK 513.4 Raumheizgerte der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (http:/www.dke.

11、de) zustndig. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.

12、Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. DIN V 44578-4:2006-11 4 1 Anwendungsbereich Diese Vornorm gilt fr Zentralspeicher mit Heizwiderstnden und mit steuerbarer Wrmeabgabe fr Wohngebude und alle anderen

13、 Gebude, deren Benutzung der von Wohngebuden entspricht oder zumindest hnlich ist. Sie gilt fr Zentralspeicher mit Speichermedium Wasser oder Feststoff (z. B. Keramik oder Gusseisen) fr Warmwasserheizungen mit Vorlauftemperatur Vbis 120 C. Sie legt Regeln fr die Bemessung von Zentralspeichern fr War

14、mwasserheizungen in Gebuden fest. Die zugehrigen Begriffe sind in DIN V 44578-1 definiert. Prfverfahren zur Bestimmung der Gebrauchseigenschaften sind in DIN V 44578-2 und die zugehrigen Anforderungen in DIN V 44578-3 festgelegt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die

15、 Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN 12831, Heizungsanlagen in Gebuden Verfahren zur Berechnung der

16、Norm-Heizlast. DIN V 44578-1, Elektrische Raumheizung Gebrauchseigenschaften von Zentralspeichern fr Warmwasser-heizung Teil 1: Einteilung und Begriffe. DIN V 44578-2, Elektrische Raumheizung Gebrauchseigenschaften von Zentralspeichern fr Warmwasser-heizung Teil 2: Prfungen. DIN V 44578-3, Elektrisc

17、he Raumheizung Gebrauchseigenschaften von Zentralspeichern fr Warmwasser-heizung Teil 4: Anforderungen. Verordnung ber Druckbehlter, Druckgasbehlter und Fllanlagen (Druckbehlterverordnung DruckbehV) und Allgemeine Verwaltungsvorschrift*) 3 Grundlagen der Bemessung Die Grundlagen der Bemessung sind d

18、er Norm-Gebudewrmebedarf, die zugehrigen Tagesvollbe-nutzungsstunden, Art und Auslegung des Wrmeverteilnetzes, die Ausgangsgren des Heizbetriebes, die Ausgangsgren fr den Bezug elektrischer Energie und die Daten der Zentralspeicher. 3.1 Ausgangsgren des Gebudes und der Gebudenutzung Der Norm-Gebudew

19、rmebedarf Q Summe des Norm-Wrmebedarfs aller Rume fr teilweise eingeschrnkte Beheizung Q*) Bezugsquelle: Deutsches Informationszentrum fr technische Regeln (DITR) im DIN, Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 5 Summe des Norm-Lftungswrmebedarfs aller Rume Qin Variante B werde

20、n tFvorrangig und tZFnachrangig angesetzt. Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 11 Berechnet werden: Variante A Heizleistung Pthwhrend der Heizdauer nach Gleichung (6): ab ab dtHab24 h Q 24 h 0,5 8 h 262,50 kWh13,672 kW24 h 24 h 24 h 8 h 24 hftPt =Heizleistung whrend der Absenkdauer Ptabnach Gleichung (7):

21、 dtab ab262,50 kWh0,5 5,469 kW24 h 24 hQPf= = = Variante B Die Heizleistung whrend der Heizdauer PtHund die Heizleistung whrend der Absenkdauer Ptabwerden wie in Variante A berechnet. Zustzlich muss bei Variante B berechnet werden: Grenzauentemperatur agrnach Gleichung (5): Fagr i i aFRZF()ttft = +i

22、n C agr8h20 C (20 C ( 16 C) 8,8 C8h 2h = =+Heizleistung whrend der Heizdauer bei Grenzauentemperatur PtH(agr) nach Gleichung (6): FtH agr tHFRZF()tPPtft = +in kW 8h13,672 kW8h+2h= 10,938 kW= Heizleistung whrend der Absenkdauer bei Grenzauentemperatur Ptab(agr) nach Gleichung (7): Ftab agr tabFRZF()t

23、PPtft =+in kW 8h5,469 kW8h+2h= 4,375 kW= Die vorgegebenen und errechneten Werte fr Heizbetrieb und Lademodell sind in den Bildern 2, 3 und 4 dargestellt. Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 12 Bild 1 Zeitlicher Verlauf der Entladung Bild 2 Zeitlicher Verlauf der Aufladung Werden zeitlicher Verlauf der Ent

24、ladung (Bild 1) und der Aufladung (Bild 2) berlagert, ergeben sich Zeitdauern, in denen Aufladung und Entladung gleichzeitig erfolgen (Bild 3). Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 13 Bild 3 Zeitlicher Verlauf von Auf- und Entladung berlagert Unter Bilanzierung der aufgenommenen und abgegebenen Wrmemengen

25、wird dabei die grte zu speichernde Wrmemenge Wsfestgestellt. Ws= Wsmax Wsminin kWh Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 14 Tabelle 1 Bilanzierung von Auf- und Entladung bei Grenzauentemperatur a1)Freigabe von bis Uhrzeit Dauer h Aufladung kWh EntspeicherungkWh Auswirkung auf Speicherinhalt kWh Fiktiver Wrm

26、einhalt des Speichers kWh 0:00 bis 1:00 1 5,4688 5,4688 5,4688 1:00 bis 6:00 5 131,2500 27,3440 103,9060 98,4372 6:00 bis 6:30 0,5 13,1250 6,8360 6,2891 104,7263 Wsmax6:30 bis 15:30 9 123,0471 123,0471 18,3208 15:30 bis 17:30 2 52,5000 27,3438 25,1562 6,8354 17:30 bis 20:30 3 41,0157 41,0157 34,1803

27、 Wsmin20:30 bis 22:00 1,5 39,3750 20,5079 18,8672 15,3132 22:00 bis 23:00 1 26,2500 5,4688 20,7812 5,4688 23:00 bis 24:00 1 5,4688 5,4688 0,0000 Die zu speichernde Wrmemenge Ws im verlustfreien Ansatz betrgt: Ws = 104,7263 kWh (34,1803 kWh) = 138,9066 kWh Tabelle 2 Bilanzierung von Auf- und Entladun

28、g bei Grenzauentemperatur agr1)Freigabe von bis Uhrzeit Dauer h Aufladung kWh EntspeicherungkWh Auswirkung auf Speicherinhalt kWh Fiktiver Wrmeinhalt des Speichers kWh 0:00 bis 1:00 1 4,3750 4,3750 4,3750 1:00 bis 6:00 5 131,2500 21,8750 109,3750 105,0000 6:00 bis 6:30 0,5 13,1250 5,6488 7,6562 112,

29、6562 Wsmax6:30 bis 20:30 14 153,1250 153,1250 40,4688 Wsmin20:30 bis 22:00 1,5 39,3750 16,4063 22,9688 17,5000 22:00 bis 23:00 1 26,2500 4,3750 21,8750 4,3750 23:00 bis 24:00 1 4,3750 4,3750 0,0000 Die zu speichernde Wrmemenge Ws im verlustfreien Ansatz betrgt: Ws = 112,6562 kWh (40,4688 kWh) = 153,

30、1250 kWh Der Speicherfaktor fswird wie folgt berechnet: Variante A ssd 138,9066 kWh0,53262,25 kWhWfQ= = 1)Auftretende negative Werte resultieren aus dem Zeitpunkt des Beginns der Bilanzierung. Der reale Verlauf des nutzbaren Wrmeinhaltes des Speichers liegt immer im positiven Bereich. Vornorm DIN V

31、44578-4:2006-11 15 Variante B fr die Grenzauentemperatur agr= 16 C ssd 138,9066 kWh0,53262,25 kWhWfQ= = fr die Grenzauentemperatur agr= 8,8 C ssd 153,125 kWh0,58262,50 kWhWfQ= = Der grere Wert ist der Bemessung zugrunde zu legen. Die ermittelten Werte fr den Speicherfaktor fssind kleiner als die ent

32、sprechenden Werte in Tabelle 4. Dies ergibt sich aus der gnstigeren zeitlichen Lage der Freigabedauer und der Zusatzfreigabedauer gegenber dem in Tabelle 4 zugrunde gelegten ungnstigsten Fall. 4.3 Berechnung der Tageswrme Nach Gleichung (2) berechnet sich die Tageswrme Qewie folgt: Variante A desvs1

33、(1 ( 1)QQf= + 262,50 kWh 1(1 0,53 ( 1)0,96 0,88=+ 293,20 kWh= Variante B desvs1(1 ( 1)QQf= + 262,50 kWh 1(1 0,58 ( 1)0,96 0,88=+ 295,06 kWh= 4.4 Berechnung der erforderlichen Leistungsaufnahme, des erforderlichen nutzbaren Wrmeinhaltes und des erforderlichen Speichervolumens Berechnet werden: Erford

34、erliche Leistungsaufnahme Psenach Gleichung (4), erforderlicher nutzbarer Wrmeinhalt Wsenach Gleichung (8) und Volumen eines Zentralspeichers mit dem Speichermedium Wasser Vsenach Gleichung (9). Das Wrmeverteilnetz ist auf die Systemtemperaturen 70/50 C ausgelegt. Die maximal erreichbare Speichertem

35、peratur des Warmwasser-Zentralspeichers betrgt 100 C. Die nutzbare Temperaturdifferenz des Speichers werrechnet sich aus der maximalen Speichertemperatur und der maximalen Rcklauf-temperatur des Wrmeverteilnetzes. Sie betrgt hier 50 K. Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 16 Variante A eseFRZF293,20 kWh29,

36、3 kW8h 1,0 2hQPtft= =+ +sse dv0,53262,50 kWh 144,92 kWh0,96fWQ= = seseWw wsWVc =333144,92 kWh02,83m1,163 10 kWh/(kgK) 1000 kg/m 50 K 0,88=Variante B FeseRZF295,06 kWh29,5 kW8h 1,0 2hQPtft= =+ +sse dv0,58262,50 kWh 158,59 kWh0,96fWQ= = seseWw wsWVc =333158,59 kWh3,10 m1,163 10 kWh/(kgK) 1000 kg/m 50

37、K 0,88=Der Zentralspeicher wird aus Herstellerunterlagen ausgewhlt. Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 17 Bild 4 Tagesvollbenutzungsstunden Tabelle 3 Tagesvollbenutzungsstunden tdfr berschlgige Berechnung Beweise des Gebudes Auentemperaturkorrektur aTagesvollbenutzungsstunden tdleicht 0 K 16,0 h schwer 2

38、 K 17,5 h sehr schwer 4 K 19,0 h Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 18 Tabelle 4 Speicherfaktor fsfr unterschiedliche Lademodelle fr alle Warmwasserheizungen, ausgenommen Anlagen nach Tabelle 5 Die Speicherfaktoren fssind fr die ungnstigste zeitliche Lage von Freigabedauer und Zusatzfreigabe-dauer innerh

39、alb der nachfolgend genannten Zeitrume berechnet. Lage der Freigabedauer 20:00 Uhr bis 7:00 UhrLage der Zusatzfreigabedauer bei tZF 6 h 12:00 Uhr bis 18.30 UhrLage der Zusatzfreigabedauer bei 6 h tZF 10 h 8:30 Uhr bis 20:30 UhrHeizbetrieb nach 3.3 Variante A (tZFgleichrangig) Speicherfaktor fstZF/hL

40、ademodell tF/H0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 0,90 0,73 0,61 0,56 0,51 0,45 6 0,88 0,73 0,63 0,54 0,48 0,43 0,38 7 0,85 0,73 0,63 0,55 0,49 0,44 0,39 0,35 8 0,83 0,72 0,63 0,56 0,50 0,45 0,41 0,37 0,33 9 0,78 0,68 0,60 0,53 0,47 0,42 0,38 0,34 0,31 0,29 10 0,73 0,64 0,56 0,50 0,44 0,40 0,35 0,32 0,29 0,26

41、0,23 Variante B (tZFnachrangig) Speicherfaktor fstZF/hLademodell tF/H0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 0,90 0,75 0,64 0,56 0,50 0,45 6 0,88 0,75 0,66 0,58 0,53 0,48 0,44 7 0,85 0,75 0,66 0,60 0,54 0,50 0,46 0,43 8 0,83 0,74 0,67 0,61 0,56 0,51 0,48 0,44 0,42 9 0,78 0,70 0,64 0,59 0,54 0,50 0,47 0,44 0,41 0,3

42、9 10 0,73 0,66 0,61 0,56 0,52 0,49 0,46 0,43 0,41 0,38 0,37 Vornorm DIN V 44578-4:2006-11 19 Tabelle 5 Speicherfaktor fsfr unterschiedliche Lademodelle fr Warmwasserfubodenheizungen in einem gut wrmegedmmten Gebude in schwerer Bauweise ohne Absenkzeiten Die Speicherfaktoren fssind fr die ungnstigste

43、 zeitliche Lage von Freigabedauer und Zusatzfreigabe-dauer innerhalb der nachfolgend genannten Zeitrume berechnet. Lage der Freigabedauer 20:00 Uhr bis 7:00 UhrLage der Zusatzfreigabedauer bei tZF 6 h 12:00 Uhr bis 18.30 UhrLage der Zusatzfreigabedauer 6 h tZF 10 h 8:30 Uhr bis 20:30 UhrVariante A (

44、tZFgleichrangig) Speicherfaktor fstZF/hLademodell tF/H0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 0,79 0,63 0,56 0,52 0,48 0,44 6 0,75 0,61 0,52 0,48 0,44 0,40 0,35 7 0,71 0,58 0,49 0,44 0,40 0,35 0,31 0,29 8 0,67 0,56 0,47 0,40 0,35 0,31 0,27 0,25 0,25 9 0,63 0,53 0,44 0,38 0,33 0,29 0,25 0,23 0,23 0,23 10 0,58 0,49

45、0,42 0,38 0,33 0,29 0,25 0,23 0,23 0,18 0,15 Variante B (tZFnachrangig) Speicherfaktor fstZF/hLademodell tF/H0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 0,79 0,66 0,57 0,52 0,48 0,44 6 0,75 0,64 0,56 0,50 0,45 0,41 0,38 7 0,71 0,62 0,55 0,50 0,45 0,41 0,38 0,35 8 0,67 0,59 0,53 0,49 0,44 0,41 0,38 0,36 0,33 9 0,63 0,56 0,51 0,47 0,43 0,40 0,38 0,35 0,33 0,31 10 0,58 0,53 0,49 0,45 0,42 0,39 0,37 0,34 0,32 0,31 0,29 Vornorm