Repetitorium Heizungstechnik

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1 Dr.Ing. habil. Joachim Seifert Repetitorium Heizungstechnik Mit Beiträgen von: Dr.Ing. Martin Knorr (Kapitel 9) Prof. Dr.Ing. Bert Oschatz (Kapitel 12) VDE VERLAG GMBH

2 ebene Rohrwand Inhalt Vorwort V Formelzeichen und Abkürzungen XIII 1 Einleitung 1 2 Wärmephysiologische Grundlagen Grundlagen Wärmephysiologische Grundlagen Wärmeabgabe des Menschen Einflussfaktoren Wärmetransport durch die Kleidung Umgebungsfaktoren Berechnung der Wärmeabgabe des Menschen Stationäre Behaglichkeitskriterien Globale Kriterien Lokale Kriterien Kombinierte stationäre Betrachtungsweise Instationäre Bewertungskriterien Personenmodelle Adaptive Komfortmodelle 25 3 Grundlagen der Wärmeübertragung Konvektion Strahlung Wärmeleitung Wärmeleitung Wärmeleitung Wand Meteorologische Grundlagen/Heizlastberechnung Meteorologische Grundlagen Außentemperatur Windgeschwindigkeit Solare Strahlung Heizlastberechnung Transmissionswärmeverluste 51 VII

3 4.2.2 Lüftungswärmeverluste Aufheizleistung 54 5 Wärmeübergabe Einleitung Freie Heizflächen Leistungsbestimmung Bauformen von freien Heizflächen Einbau und Konstruktion von freien Heizflächen Bauteilintegrierte Heizflächen Leistungsbestimmung Bauformen von bauteilintegrierten Heizflächen Rohrmaterialien/Rohrverlegung/Hydraulik Installation von Flächenheizungen Strahlplattenheizungen Luftheizungen Hellund Dunkelstrahler Hellstrahler Dunkelstrahler 83 6 Wärmeverteilung Grundlagen Netzberechnung Druckverlust in Rohrleitungen Einzeldruckverluste Heizkörperventile Grundzüge der Rohrnetzberechnung Hydraulischer Abgleich Umwälzpumpen Grundlagen Auslegung/Regelung Hydraulik Grundlagen Betriebsverhalten von Stellorganen Hydraulische Grundschaltungen Hydraulische Schaltungen am Wärmeerzeuger Hydraulische Schaltungen im Verbraucherkreis Regelventile Systeme zur hydraulischen Entkopplung Differenzdruckloser Verteiler/Sammler Pufferspeicher 125 VIII

4 Hydraulische Weiche Druckverteilung in Pumpenwarmwasserheizungen Netzgestaltung Vertikale Rohrführung Horizontale Rohrfuhrung Anordnung des Wärmeerzeugers Be und Entlüftung von hydraulischen Netzen Wärmeerzeugung Einleitung Heizkessel Grundlagen Brennwertkessel Besonderheiten bei Ölkesseln Schadstoffemissionen von Heizkesseln Staubförmige Emissionen Gasund dampfförmige Emissionen Bilanzierung von Heizkesseln Wärmepumpen Grundlagen Aufstellungsort/Wärmequellenart Wärmequelle Wasser Wärmequelle Luft Wärmequelle Erdreich Systemintegration Betriebsarten/Regelung KWKSysteme Grundlagen KWKTechnologien Verbrennungsmotoren Stirlingmotoren Brennstoffzellen Systemintegration von KWKSystemen Regelung Grundlagen Örtliche Regelung Zweipunktregler Thermostatische Regler Elektronische Regler Der geschlossene Raumtemperaturregelkreis Einstellregeln für Regler 193 IX

5 vollständiger Inhaltsverzeichnis 8.3 Zentrale Regelung Konstante Vorlauftemperatur Witterungsgeführte Vorlauftemperatur Witterungsgeführte Vorlauftemperatur teilweiser Informationsverbund Witterungsgeführte Vorlauftemperatur Informationsverbund Wärmeerzeugersteuerung/regelung Trinkwassererwärmung/Thermische Solarsysteme/Wärmespeicher Trinkwassererwärmung Anforderungen Systeme Regelung und Kombination mit Wärmeerzeugern Warmhaltung des Trinkwassers Bemessung von Trinkwassererwärmungssystemen Warmwasserbedarf Bemessung zentraler SpeicherWassererwärmer Bemessung zentraler DurchflussWassererwärmer Bemessung von Zirkulationssystemen Thermische Solarsysteme Solarkollektorbauarten Flachkollektoren VakuumRöhrenkollektoren Luftkollektoren Energetische Bewertung Installation Wärmespeicher Druckspeicher Drucklose Speicher Auslegungshinweise Heizkostenerfassung Heizkostenverteiler Grundlagen Bauarten von Heizkostenverteilern Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip Elektronische Heizkostenverteiler Wärmemengenzähler Anordnung von Heizkostenverteilern Sicherheitstechnik von Heizungsanlagen Physikalisch abgesicherte Wärmeerzeugungsanlagen Thermostatisch abgesicherte Wärmeerzeugungsanlagen 250 X

6 11.3 Auslegung Ausdehnungsgefäß Bemessung von sicherheitstechnischen Einrichtungen Druckhalteanlagen Energetische Bilanzierung von Heizungsanlagen Grundlagen Hintergrund Bilanzierungsverfahren in Deutschland Energetische Bewertung nach DIN V 18599/DIN V Allgemeines Nutzenergie und Zonenbilanz Bilanzierung von Heizungsanlagen Wärmeübergabe Wärmeverteilung Wärmespeicherung Wärmeerzeugung Primärenergiefaktoren C02Emissionen Erfüllung der Anforderungen von EnEV, EEWärmeG und KfW Numerische Simulation Einleitung Thermische Gebäudesimulation Thermische Gebäudeund Anlagensimulation Strömungssimulation Prozesscharakter der Modellbildung und Simulation Modellbildung Modelleigenschaften und Modellklassen Theoretisch begründete Modelle Empirische Modelle Halbempirische Modelle Algorithmische Modelle Simulation/Simulationsprogramme Simulation Simulationsprogramme Sonderformen der Simulation Numerische Simulation von Heizungsanlagen Vorgehensweise/Anforderungen Modellierung Hydraulik Teilkomponenten Wärmeübergabe/verteilung/erzeugung Rohr 292 XI

7 Heizkörper Ventile Wärmeerzeugung Motorische KWKSysteme Wärmepumpen Brennwertgeräte 299 Literatur 301 A Grundsymbole heizungstechnischer Anlagen 311 B Physikalische Größen und Konstanten 313 B.l Ausgewählte physikalische Größen 313 B.2 Ausgewählte Konstanten 314 C Stoffdaten 315 D Komplexbeispiel1 319 D.l Aufgabenstellung 319 D. 2 Lösungsweg 319 E Komplexbeispiel2 321 E. l Aufgabenstellung 321 E.2 Lösungsweg 321 F Komplexbeispiel3 325 El Aufgabenstellung 325 E2 Lösungsweg 326 G Komplexbeispiel4 331 G.l Aufgabenstellung 331 G.2 Lösungsweg 332 H Kontrollfragen 335 Stichwortverzeichnis 339 XII