yapı bina ve bölge ısı yükü din en 12831 ’e göre ısı yükü termal bina simülasyonları

Member of Consortium

This project is co-financed bythe European Union and the Republic of Turkey

Yapı

• Bina ve bölge ısı yükü– DIN EN 12831’e göre ısı yükü

• Termal bina simülasyonları• Çift kaynaklı (bivalent) sistemler

– Yıllık eğri• Bölge ısıtma gridleri

TBE Birleştirme / Bina fiziği



• Tarihçe

– 2003 Agustostan bu yana Avrupa Standartı

– DIN 4701-bölüm 1-3’ e göre, gerekli ısı hesaplamarını yerine koyar

– 2004’ün sonundan beri uyulması zorunlu

• Yapı

– DIN En 12831• Standart ısı yükünü hesaplamak için bir iskelet yapısı olması

amaçlanmıştır• Avrupa –geniş düzenli

– Kaynak sayfa 1 ( Ulusal kaynak)• Ulusal veri girişi ve parametreler yerine "varsayılan

değerler" içerir

DIN EN 12831’e göre Isı Yüklemesi

Integration in TBE / Building physics: Heat load


This project is co-financed bythe European Union and the Republic of Turkey DIN EN 12831’e göre Isı Yüklemesi


• Tüm binalarda geçerli standart durumlar olarak : – kısıtlı bir tavan yüksekliği (en fazla beş metre) ile,– Durağan durumlarda normal koşullar altında ısıtılırlar gerçeğinin tartışmalı olması– Bu tür yapıların örnekleri: konut bina, ofis ve yönetim binaları, okul, kütüphane,

hastane, sanatoryum, cezaevi, otel siteleri ve restoranlar için binalar, mağazalar, iş ve endüstriyel amaçlı binalar.

• Ayrıca, aşağıdaki özel durumların değerlendirilmesinde bilgi yer almaktadır:– Büyük boşluk yüksekliğine sahip salonlar– Hava sıcaklığının ve orta radyasyon sıcaklığının önemli ölçüde farklı olduğu binalar.



Standart ısı kaybının hesaplanması

– Standart-iletim-ısı kaybı HT

• Opak yapı elemanından kaynaklanan kayıplar:– Dışa doğru– Isıtılmayan odalar yoluyla– Zemin üzerinden– Isıtılan odalar yoluyla

HT = U * A * düzeltme faktörü

• U – ısı transferi sabiti• A – Alan• Düzeltme faktörü

– Isı geçiş faktörü fc

– Dış hava kontağı e– Sıcaklık azaltan faktör bu (örnek: Isıtılmamış odalar)

– Düzeltme faktörü fg1, fg2 ve GW (zemin)





• Standart infiltrasyon ısı kaybının hesaplanması HV

HV = 0,34 * max (Vinf, Vmin)

– Hava hacminin infiltrasyonu Vinf

• Vinf,i = 2 ·Vi · n50 · ei · εi

• Vi - Oda hacmi

• n50 - hava değişim oranı (50 paskal basınç faklılığında)

• ei - Eleme katsayısı(rüzgar)

• εi – yükseklik düzeltme fakörü

– Minimum-hava hacmi Vmin

• Vmin,i = Vi · nmin

• Vi - Oda hacmi

• nmin – minimum hava değişim oranı



Oda çeşitleri: nmin [h-1]Oturma odası (Standart durum) 0.5Mutfak ≤ 20 m³ 1.0Mutfak > 20 m³ 0.5WC yada Pencereli Lavabo 1.5Ofis 1,0konferans odası, sınıf 2.0

Farklı odalar için minimum hava değişim oranı (gerekli hijyenik minimum hava hacmi)


This project is co-financed bythe European Union and the Republic of Turkey DIN EN 12831’e göre Isı Yüklemesi


• Standart ısı kayıplarından ısı yükü hesaplama HT, V ve standart oda sıcaklığı θint ile dış

ortam sıcaklığı arasındaki fark θe

ФT, V = HT, V * (θint – θe)

Toplam Isı Yüklemesi: ФHL = ΣФT + ΣФV

• Daha fazla bilgi: – Kesilen ısıtma (gece kesilmesi)

– Havalandırma

– Isı kazanımı



Bina simülasyonları, binalar için optimum enerji verimliliği kavramlarını oluşturmak, değerlendirmek ve entegre planlamayı desteklemek için kullanılırlar. Termal bina simülasyonları, ısıtma, soğutma, havalandırma ve aydınlatmaya dayalı bina içindeki algılanan konforu ve binanın termal davranışını sağlarlar.

• Termal bina simulasyonlarının performansı– Gerçek meteorolojik veriler ile ısı ve soğutma yüklerinin hesaplanması– Isı ihtiyacı ve soğutma gereksinimi hesaplanması ve onların zamansal dağılımları– Çift kaynaklı santrallerin simulasyonu– Termal konfor Değerlendirilmesi– Sermaye ve işletme maliyetleri azaltmak için çeşitli binaların hizmet bileşenlerinin

araştırılması

Termal bina simülasyonları

Integration in TBE / Building physics: Thermal building simulation

7



– Termal bina simülasyonları, zaman alıcı ve nispeten yüksek fiyalıdırlar– Genel hesaplama yöntemleri ile Karşılaştırılması

– Simülasyon ve tahmin arasındaki karşılaştırma

Termal bina simülasyonları

Integration in TBE / Building physics: Thermal building simulation

8

Metod Isı yükü

Soğutma yükü

Isı talebi

Soğutma gereksinimi

Isıtma ve soğutma talebinin dağılımı

İki değerli dağılım

Termal bina simülasyonu

+ + + + + +

DIN EN 12831’e göre ısı yüklemesi

+ - - - - -

VDI 2067’e göre soğutma yüklemesi

- + - - - -

EnEV 2009 - - Sadece uygun

- Sadece uygun -

Yıllık eğri - - - - - +



Dış mekan sıcaklık ve ısı talebi ve standart ısı talebi denklemi Qnorm ile maksimum ısı talebi arasında yaklaşık doğrusal bir ilişki dikkate alınarak ısı talebinin yıllık eğrisi, dış sıcaklığın yıllık eğrisinden hesaplanabilir. Bağlantılı standart dış ortam sıcaklığının standart ölçü talebi tnorm mevcut düzenleme standartlarından bilinebilir yada hava hizmetlerinden elde edilebilir. Dış ortam sıcaklığı ve ısıtma talebi arasında doğrusal ilişki grafiksel olarak temsil edilmek zorundadır.

Yıllık yük süresi eğrisi

Integration in TBE / Building physics: Annual load duration curve

9



Yıllık bir eğri oluşturmak için değerlerin bilinen çifti (standart dış hava sıcaklığı / standart ısıtma gereksinimleri) ve ısıtma sınırı sıcaklığı 15°C için THGR ayarlanır,öyleki yer ısıtma gerekli olmaz.

Bu fonksiyonel bağımlılık ve yukarıda belirtilen sıcaklık dağılımları ile ilgili yıllık süresi eğrisi her dış sıcaklığa ısı talep değeri atayarak, oluşturulabilir. Essen (Almanya) şehri için, yıllık ortalama sıcaklık dağılımı sonuçları aşagıda gösterilmiştir.



10

normHGr

HGrnorm tt

ttQQ



• Standart dış sıcaklık yardımı ile aşağıdaki yıllık yük süresi eğrisi oluşturulur.

• Deutlich erkennbar ist die ausgeprägte Spitzenlast und die Grundlast.Der Jahresverbrauch entspricht der Fläche unter der Dauerlinie.Charakteristisch für Wohnsiedlungen ist der annähernd konstante Warmwasserbedarf und der außentemperaturabhängige Raumwärmebedarf. Typische Vollbenutzungsstunden der Anschlusswerte betragen 1500 h/a bzw. 1700 h/a (mit Brauchwasser).



11



• Çift kaynaklı– Çift kaynaklı işletimlerde, iki farklı ısı kaynağı mevcuttur.(örn: elektrik ve petrol). Isı pompası

düşük dış sıcaklıklarda toplam ısı ihtiyacını karşılayamadığı zaman, ikinci bir ısı kaynağı ile desteklenecektir. İki kaynaklı modeller aşağıda açıklanmıştır:



• Çift kaynaklı- Paralel– İki kaynaklı paralel sistemlerde ısı

pompası ve diğer ısı kaynakları tanımlanmış belirli bir dış ortam sıcaklığı aynı anda faaliyet gösteriyor. (örn: +3°C). Bu mod eğer gerekli akış sıcaklığı ısı talebine oranla çok yüksek ise seçilir. Özellikle eski binalarda, bu işletim varyantı kullanılmaktadır. Daha ötesinde mevcut ısı jeneratörleri sıklıkla kullanılır.



• Çift kaynaklı-alternatif– Yüksek akış ve dönüş sıcaklıkları gerekli olduğunda yada ısı kaynağından ısı akımı belli bir

dereceye kadar sadece kadar yeterli olduğunda çift kaynaklı-alternatif sistem seçilir. Isı pompası veya ikinci bir ısı kaynağı çalışır.





• Gereklilikler – teknik

• Su Isıtma Sistemi, merkez ısıtma, merkez sıcak su eklentisi, konvektör sıvı birlikte tmax > 100°C

– organizasyon• Alıcıların bakım şartlarını kabul etmesi gerekir. Alıcılar kendi sıcak üreticilerinden feragat için hazır

olmalıdır

Bölge ısıtma gridleri

Integration in TBE / Building physics: District heating grid

14

• Avantajlar– Isı üretimi ile yüksek derecede

verimlilik

– Enerji kaynağı seçimi ile yüksek derecede çeşitlilik (biokütle, karbon, petrol, vs.)

– Sıcaklık bağlama çiftleri için potansiyel.

– Yakıt depolama ve yakıt temini yokluğu

• Dezavantajlar– Isı transferi için daha yüksek çaba

(şebekede ısı kaybı)

– Daha yüksek yatırım maliyeti, kısmen anapara maliyeti

– Sıcaklık seviyesinden dolayı düşük sıcaklık ısısının karmaşık uygulaması (ısı pompaları, güneş ısısı, vs.)



• Stratejik ön hazırlıklar

– Birleşik binaların sayısının artması ile birlikte bölge ısıtma gridlerinin ekonomileri artar.

– Toplum, fuel-oil, kömür, gas kullanma olasılığını kalkınma planı ile ekarte etmelidir.– Kullanmak için mecburi bağlantı ve gereklilikler

planlama güvenirlik proje geliştirici



15



İşlevine göre bölümlenmesi

• Ana dağıtım / iletim hattı

– Asıl görevi büyük mesafelerde ısı taşıyıcı yapmak olan hatlar

– Bölge ısıtma gridlerindeki yarıçapı en geniş olan hatlar

– Ekonomi ve güvenliğin yüksek standartları

• Alt dağıtım

– Belirli bir alan içinde enerji taşıyıcılığı dağıtımını yapan hatlar

– Genellikle boru hattı sisteminin en uzun parçası olan dağıtım hatları

– Tasarım, durum, ısı talebi ve müşterilerin satın alma davranışları önemli rol

oynadığında

• Bina bağlantısı

– Temin edilecek nesneye bağlantı olarak sunulan, düşük basınç kayıpları ve sınırlı akış

oranları için tasarlanan hatlar



16



• Isı dağılımı gridlerinin temel yapısı ana olarak şunlardan etkilenir:– Şehir planlama durumu (cadde ve yolların yönlendirilmesi, binaların mekansal ayarları) – Sistem ölçüsü

• Isı dağılımı sistemleri aşağıdaki şekildeki gibi gösterilebilir:



17



Standart boru yönlendirmesi

• Her müşteri ana hatta ayrı ayrı bağlanır



18

Quelle: Rehau, Rauthermex Produktkatalog

• Avantaj :– Büyük bir esneklik– Sonrasında kolay bağlantı

• Dezavantaj:– Yüksek yoğunluklu alanlarda

Pek çok kol ve parça sebebiyle yüksek yatırım maliyeti



Ev- ev boru yönlendirmesi

• Evler gruplandırılır• Sadece bir ev direk olarak dağıtım hattına bağlanır



19

Quelle: Fraunhofer UMSICHT, Leitfaden Nahwärme

• Avantajlar:– Ana hat için birkaç kol– Düşük maliyet

• Dezavantaj :– Boru hattı özel arazi ve binalar için

yapılandırılacağından lisans yada “irtifak hakları” alınmalı



Bağlamalı boru yönlerdirmesi

• Avantaj:– Yer altı boru bağlantıları ve

kollarından muafiyet• Dezavantaj:

– Bağlantının çok zor uzatılması



20

Quelle: Rehau, Rauthermex Produktkatalog



• Bir bölge ısıtma sistemindeki maksimum termal enerji talebi, onun ısı müşterilerinin bireysel nominal güç toplamından daha düşüktür. Bu etki eşzamanlılık olarak bilinir ve bireysel müşterilerin ısı talebinin temporal yayılmasından oluşur. Boru şebekesinin doğru tasarımı ve küçük-orta ölçülü bölge ısıtma sistemlerinin bölge ısıtma işletmeleri için önemli bir parametre olan eş zamanlılık faktörü tarafından tanımlanır.



21


This project is co-financed bythe European Union and the Republic of Turkey Bölge ısıtma gridleri


22


Tipik ev ısıtma sistemi

yapı bina ve bölge ısı yükü din en 12831 ’e göre ısı yükü termal bina simülasyonları

Documents

heat load this project

int e toplam is yklemesi

this project is co

heat load oda eitleri

standart oda scakl int

yana avrupa standart

varsaylan deerler ierir

5wc yada pencereli lavabo