Grundformeln, Formelzeichen, Abkürzungen

Transkript

1 Grundformeln, Formelzeichen, Abkürzungen Berechnungsergebnis Energie Leistung us erbrennung Energie durch erbrennung Leistung us Wärmedurchgng Energie us Wärmedurchgng Leistung durch Stofftrnsport Gleichung Größen Bemerkungen Q = Q & t o Q: Energie, kwh o Q & : Leistung, kw o t: Zeit, h Q& = m& H o Q & : Leistung, kw Q & = & H o m& : Mssenstrom, kg/h o H: Energieinhlt, kwh/kg oder kwh/m³ wie Leistung, ber mit m o : olumen, m³ (m³/) bzw. oder l (l/) o m: Msse, kg (kg/) Q & = U A ( ϑi ϑ ) o Q & : Leistung, kw o U: Wärmedurchgng, W/(m²K) o A: Fläche, m² o ϑ: Temperturen, C bzw. K wie Leistung, multipliziert o t: Zeit, in h (h/) mit einer Zeit t Q& = m& cp ( ϑi ϑ ) Q & = & ρ c ( ϑ ϑ P i ) o Q & : Leistung, kw o m& : Mssenstrom, kg/h o c p : Wärmespeicherkpzität, kwh/(kgk) o ρ: Dichte, kg/m³ o Energieinhlt entweder Heizwert (H U bzw. H i ) oder Brennwert (H O bzw. H s ) o normlerweise werden olumen und Msse pro Jhr eingesetzt, so dss sich eine E- nergie in kwh/ ergibt o Gleichung für Trnsmission durch Wände und Wärmebgbe von Rohren o normlerweise wird die Zeit in h/ eingesetzt, so dss sich eine Energie in kwh/ ergibt o ρ cp = 0,34 Wh/(m³K) für Luft o ρ cp =,6 kwh/(m³k) für Wsser o Gleichung für Lüftungsverluste, Wärmebgbe von Wsser im Heizkörper/ Wärmeufnhme im Wärmeerzeuger Energie durch Stofftrnsport Hydrulische Leistung Elektrische Leistung wie Leistung, ber mit m bzw. Q& HYD o : olumen, m³ (m³/) oder l (l/) o m: Msse, kg (kg/) = PHYD = p & o Q & HYD = PHYD : hydrulische Leistung, W o p: Druckdifferenz, P kg/s Pel = PHYD / η o P el: elektrische Leistung, W o P HYD : hydrulische Leistung, W o η: Pumpenwirkungsgrd o normlerweise werden olumen und Msse pro Jhr eingesetzt, so dss sich eine E- nergie in kwh/ ergibt o bei Pumpen oder nderen hydrulischen Komponenten o Einheiten bechten o für Pumpen Grundformeln und Formelzeichen Seite

2 olumenstrom Mssenstrom & = / t = n o : olumen, m³ o t: Zeit, h o n: Luftwechsel, /h m & = m / t o m& : Mssenstrom, kg/h o m: Msse, kg o t: Zeit, h Wirkungsgrd Leistungszhl, Leistungsziffer Nutzungsgrd Arbeitszhl (COP) Aufwndszhl Outputleistung η = Inputleistung Outputleistung ε = Inputleistung Outputenergie η = Inputenergie Outputenergie β = Inputenergie e = Inputenergie Outputenergie o Leistungen: kw o Leistungen: kw o Energien: kwh, kj o Energien: kwh, kj o Energien: kwh, kj o für Kessel, Pumpen o für Wärmepumpen und Kältemschinen o Inputleistung elektrisch oder thermisch o für Kessel u.. Wärmeerzeuger, erteilnetze, Gesmtbewertungen von Prozessen o für Wärmepumpen und Kältemschinen o Inputenergie elektrisch oder thermisch o Kehrwert von Nutzungsgrd oder Arbeitszhl Wärmedurchgngskoeffizient U = R ges = ΣR o U: Wärmedurchgng, W/(m²K) o R ges: Gesmtwiderstnd, m²k/w o ΣR: Summe der Einzelwiderstände, m²k/w o Einzelwiderstände: innerer und äußerer Übergngswiderstnd, Leitwiderstände der Schichten Gesetz der Heizkörper Übertempertur n & Betrieb ϑln,betrieb o Betrieb : ktuelle = Q& Heizkörperleistung, Norm ϑln,norm kw o Q & Norm : Normheizkörperleistung, kw o ϑ ln : logrithmische Übertempertur, K ϑ ϑr o ϑ ln : logrithmische ϑln = ϑ ϑ Übertempertur, K L ln o ϑ : orluftempertur, ϑr ϑl C o ϑ R : Rückluftempertur, C o ϑ L : Luftluftempertur, C Q Q & o Umrechnung von Normbedingungen nch Hersteller in ktuelle Betriebsbedingungen Grundformeln und Formelzeichen Seite 2

3 Grundgleichung der Hydrulik o diese Gleichung gilt für Rohre, in erster Näherung uch für Rohrnetze u.. Widerstände erhältnisgleichungen der Hydrulik p = C & p p P P 2 HYD, HYD,2 2 & = & 2 2 & = & 2 3 o p: Druckdifferenz, P o C: Konstnte, P h²/m 6 o p: Druckdifferenz, P o P HYD : hydrulische Leistung, W o, 2: zwei Zustände o wenn der olumenstrom sich hlbiert, viertelt sich der Druckverlust und chtelt sich die Leistung entilkennwert entilutorität k br = & o k : entilkennwert, pv o p : Druckdifferenz über dem entil, P = p / p o Ges : entilutorität o p : Druckdifferenz über dem entil, P o p ges: gesmte Druckdifferenz im volumenvriblen Kreis, P o der entilkennwert ist chrkteristisch für ein und dsselbe entil o in einfchen Netzen ist p ges die Pumpenförderhöhe Grundformeln und Formelzeichen Seite 3

4 Kennwert Formelzeichen wichtige Einheit Bemerkung Deckungsnteil uch: α Wärmeübertrgerkennwert Annuitätsfktor p,n - wirtschftlich entilutorität Begrenzungsfläche, Heizfläche A m² Wärmespeicherkpzität c p kwh/(kgk), kj/(kgk) hydrulischer Widerstnd C (br h 2 )/m 6 Aufwndszhl e Primärenergiefktor f P Energiedurchlssgrd (von Fenstern) g Heizgrdtge G kkh/ Grdtgszhl Gt kkh/ Rumhöhe h m Förderhöhe H m bezogene Heizlst H W/K Hub (entil-) H mm, % Brennwert (oberer Heizwert) H O kwh/m³, kwh/l uch neu: H S Heizwert (unterer Heizwert) H U kwh/m³, kwh/l uch neu: H I Investitionskosten I 0 wirtschftlich Wärmedurchgngskoeffizient k W/(m² K) neu: U bezogener Energiepreis k e /kwh wirtschftlich Durchflusskennwert (von entilen) k Kosten, jährlich K / wirtschftlich Länge (von Leitungen) l m uch: L Länge (von Leitungen) L m uch: l Msse m kg Nutzungsduer, wirtschftlich m wirtschftlich Preissteigerung m wirtschftlich Msse m kg/h Mssenstrom m& kg/h, kg/s Luftwechsel n h - Heizkörperexponent n Betrchtungszeitrum n wirtschftlich Druck p P, br Kpitlzinsstz p - wirtschftlich Leistung P W, kw für elektrische Leistung, sonst uch Q & bezogene Energiemenge q kwh/(m² ) olumenstrom, verltet Q Energiemenge Q kwh/ Energie Q kwh, J bei thermischer E- nergie, sonst uch W Leistung Q & W, kw bei thermischer Leistung, sonst uch P Rohrreibungswert R P/m Wärmewiderstnd R m²k/w Preissteigerung s - wirtschftlich Zeit t h uch: z Grundformeln und Formelzeichen Seite 4

5 Tempertur t C, K uch: ϑ Wärmedurchgngskoeffizient U W/(m²K) lt: k olumen m³ olumenstrom &, l/s Energie W kwh, kj bei elektrischer Energie, sonst uch Q P-Bereich (eines Reglers) X P verschieden, z.b. K Proportionlbereich Zeit z h, s uch: t Deckungsnteil α uch: Arbeitszhl β Dichte ρ kg/m³ Wsser: 000 kg/m³ Luft:,2 kg/m³ Leistungszhl ε Belstungsgrd ϕ Wirkungsgrd η Nutzungsgrd η Wärmeleitfähigkeit λ W/(m K) Tempertur ϑ C, K uch: t Dichte ρ kg/m³ Summe Σ verschieden Differenz verschieden Index Bedeutung 0,, 2... Zählindex, Außentemperturen, Heizwssertemperturen 00 Mximlzustnd, Auslegungszustnd (00 %) b A A B Bezug ce d e e el E EB F Fe g gesmt h H ußen (Tempertur) Jhr (-eskosten) Anlgen (-preissteigerung) bgegeben (-e Wärme) Auslegungszustnd, Auslegungswert Abgs (-verlustleistung) (-verlustenergie) Bereitschft (-sverlustleistung) (-sverlustenergie) Bezug (-shöhe) (-sfläche) (-svolumen) (-swert) control nd emission, Übergbe (Wärmeverluste) distribution, erteilung (Wärmeverluste) externl, äußeres (olumen) Energie (-kosten) (-preissteigerung) (-preisteuerungsrte) elektrisch (-e Energie) (-e Leistung) Endenergie Energiebezug (-sfläche) Fremdwärme (-nutzungsgrd) Fenster genertion, Erzeugung (Wärmeverluste) gesmt (-er Druckverlust) Heizwärme (Nutzwärme) Heizenergie (erlust-, Endenergiemengen) Grundformeln und Formelzeichen Seite 5

6 HG HK HP Hyd i i i ist I I+S j konst K L ln m m mx mess min n n N N Nutz Opt p Pumpe R R s s soll S S S t thermisch tw T TW T+ u vr WB x ϑ Heizgrenze Heizkörper Heizzeit, Heizperiode hydrulisch (-e Leistung) innen (Tempertur) Investition (-skosten) Zählindex Istwert innere (Fremdwärme) innere und solre (Fremdwärme) Zählindex konstnt (-e Druckregelung) Kessel Luft logrithmisch (-e Übertempertur) Mittelwert Nutzungsduer Mximlwert Messwert Minimlwert Zählvrible Betrchtungszeitrum Norm Nutz (-fläche) Nutz (-leistung) (-energie) optiml Kpitlzins Pumpe (-ndruckerhöhung) (-nvolumenstrom) Regelung Rückluf (-tempertur) storge, Speicherung (Wärmeverluste) Preissteigerung Sollwert solr (Fremdwärme) Strhlung (-sverlustleistung) (-sverlustenergie) Serienkennwert (bei Thermosttventilen) technisch (-e Wärmeverluste) thermisch (-e Energie) (-e Leistung) Trinkwsser (-nutzwärme) trnsmission, Trnsmission (Wärmeverluste) Trinkwsser (erlust-, Endenergiemengen) Trnsmission und Lüftung (Wärmeverluste) Wrtung und Unterhlt (-skosten) (-spreisteuerungsrte) (-spreissteigerung) vrible (Druckregelung) ventiltion, Lüftung (Wärmeverluste) orluf (-tempertur) entil Wärmebrücke Zählvrible Tempertur Grundformeln und Formelzeichen Seite 6

7 Kürzel Erläuterung AGFW Arbeitsgemeinschft für Wärme- und Heizkrftwirtschft AME Arbeitskreis Mschinen- und Elektrotechnik sttlicher und kommunler erwltungen AT Allgemeine Technische ertrgsbedingungen Bbl Beibltt BDH Bundesindustrieverbnd Deutschlnd Hus-, Energie und Umwelttechnik e.. BGB Bürgerliches Gesetzbuch BHKW Blockheizkrftwerk BImSch Bundesimmissionsschutzverordnung DIN Deutsches Institut für Normung; deutsche Norm DIN deutsche ornorm DGW Deutsche ereinigung des Gs- und Wsserfches e.. ED Elektronische Dtenverrbeitung EFH Einfmilienhus EN Europäische Norm EnEG Gesetz zur Einsprung von Energie in Gebäuden (Energieeinsprungsgesetz) EnE Energieeinsprverordnung EU Europäische Union HeizAnl Heizungsnlgenverordnung HeizKo Heizkostenverordnung HOAI Honorrordnung für Architekten und Ingenieure ISO Interntionl Stndrdiztion Orgnistion, interntionle Norm LEG Leitfden energieeffiziente Gebäudeplnung MFH Mehrfmilienhus NEH Niedrigenergiehus NT Niedertempertur PH Pssivhus P-Regler Proportionl-Regler PI-Regler Proportionl-Integrl-Regler PID-Regler Proportionl-Integrl-Differentil-Regler pren vorläufige Europäische Norm QS Qulitätssicherung, Stnd der Qulitätssicherung SHK Snitär-, Heizungs-, Klimtechnik SIA Schweizer Ingenieur- und Architektenverbnd; Schweizer Norm TEB Räumliche Teilbeheizung (räumlich eingeschränkter Heizbetrieb) TGA Technische Gebäudeusrüstung TGL Technische Normen, Gütevorschriften und Lieferbedingungen der ehemligen DDR THK Thermosttisches Heizkörperventil DI erbnd Deutscher Ingenieure DMA erbnd der Investitionsgüterindustrie DZ ereinigung der deutschen Zentrlheizungswirtschft e.. OB ergbe- und ertrgsordnung für Buleistungen WSch Wärmeschutzverordnung ZEB Zeitliche Teilbeheizung (zeitlich eingeschränkter Heizbetrieb) Grundformeln und Formelzeichen Seite 7

8 Energiebilnz Grundformeln und Formelzeichen Seite 8

9 Größen der Bilnz Kürzel Erläuterung Einheit (typisch) U m mittlerer Wärmedurchgngskoeffizient ggf. incl. Wärmebrücken (uch H T ') W/(m² K) A Hüllfläche um den beheizten Bereich m² beheiztes Luftvolumen ( L ) m³ n Luftwechsel (uch β) /h bzw. h - ρ Dichte der Luft kg/m³ c P Wärmespeicherkpzität der Luft kwh/(kg K) oder Wh/(kg K) ϑ i,m mittlere Innentempertur (uch t i ) C oder ls Differenz K ϑ,m mittlere Außentempertur (uch t ) C oder ls Differenz K ϑ HG Heizgrenztempertur (uch t HG ) C oder ls Differenz K t HP Heizperiode (uch z) d/ oder h/ H T bezogener Trnsmissionswärmeverlust, Wärmeverlustkoeffizient W/K H bezogener Lüftungswärmeverlust, Wärmeverlustkoeffizient W/K Gt Grdtgszhl Kd/ oder kkh/ G Heizgrdtge Kd/ oder kkh/ Q T Trnsmissionswärmeverlust/bedrf kwh/ Q Lüftungswärmeverlust/bedrf (Q L ) kwh/ Q T+ Wärmeverluste kwh/ Q I innere Fremdwärme/Wärmegewinne (Q i ) kwh/ Q S solre Fremdwärme/Wärmegewinne kwh/ Q I+S Fremdwärme kwh/ Q h Heizwärmebedrf kwh/ Q tw Nutzwärme für Wrmwsser (Q w ) kwh/ Q t technische erluste, endenergiebezogen kwh/ Q d erteilverluste kwh/ Q s Speicherverluste kwh/ Q g Erzeugerverluste kwh/ Q E Endenergie (Q, E) kwh/ η F Fremdwärmenutzungsgrd (uch η) ohne η g Erzeugernutzungsgrd, endenergiebezogen (uch η ) ohne η gesmt Gesmtnutzungsgrd der Technik, endenergiebezogen ohne e g Erzeugerufwndszhl, endenergiebezogen ohne e gesmt Gesmtufwndszhl der Technik, endenergiebezogen ohne Grundformeln und Formelzeichen Seite 9