Home » Wärmearchitektur » Dynamische Thermik » Quellen » Leistung

4.

Leistung von Quellen

In der Bauphysik wird die Wärmeleistung mit dem Wärmestrom gleichgesetzt. Diese Leistungsfähigkeit bestimmt also in Quelle-Last Systemen schliesslich darüber, wie sich Potentiale (=Temperaturen) über den Wärmestrukturen aufbauen können. 

Sobald wärmespeichernde Substanz in der Wandstruktur verbaut wird, ziehen diese Wärmekapazitäten "blinde" Wärmeströme, die den Wärmekomfort empfindlich stören können. Wärmestrukturen mit kapazitivem Anteil verlangen also Leistungsreserven, um diese "Ladeströme" kurzzeitig bewältigen zu können.

Im zeitlosen Zustand ist die Wärmeleistung also proportional zum angelegten Potential über der Struktur und genügt dem "ohmschen Gesetz" respektive  ....  Fourrier

Wir brauchen also eigentlich eine Wärmestromquelle (eigentlich eine "Leistungsquelle"), um die gewünschte Innen(-Luft) Temperatur aufzubauen. Wir bestimmen also mit dem Wärmestrom, wo sich die Innentemperatur bei gegebener Aussentemperatur und Wärmewiderstand einpendeln soll. 

 

a)

Radiator

Der Heizkörper ist eigentlich eine Potentialquelle, bekommt aber einen typischen Wärmestromquellen-Charakter, je höher seine Temperatur gefahren wird. Die Wärmestromcharakteristik ist nämlich abhängig von der Luftkonvektion über dem Heizkörper und dem Wärmeabstrahlungsverhalten. Beide Wärmekomponenten nehmen überproportional mit der Temperatur zu.

b)

Bodenheizung

Die Bodenheizung ist installationstechnisch als Wärmestromquelle ausgelegt, - funktioniert aber im Betrieb als tyische Potentialquelle. Dies ist eine typische Niedertemperaturheizung.

c)

Luft

Die Luft hat durch ihre gegensätzlichen Eigenschaften, - einerseits als hoch isolierendes Medium mit sehr kleiner Wärmekapazität, andererseits durch seine Konvektivität eine sehr ambivalente Funktion in der Wärmeübertragung.

Übersetzt bedeutet dies, dass Luft im ruhenden Zustand einen sehr hohen Übergangswiderstand aufweist, was bei kleinen Temperaturgradienten der Fall ist. Andererseits wird dieser Übergangswiderstand konvektiv überbrückt sobald wir es mit konvektionsbegünstigenden Konditionen zu tun haben.

Weitet man nun die Definition der Quelle aus, indem man diesen Übergangswiderstand in die reale Quelle integriert, dann fällt eben das Potential an den Klemmen zusammen, weshalb wir bei hochkapazitiven Wänden in der Aufheizphase die Raumtemperatur nicht raufbringen. Die Wand pumpt eben mehr Wärme ab als von der Leistung her geliefert werden kann. Die Kapazität absorbiert den Wärmestrom, womit das Potential zusammenfällt, respektive sich nicht aufbauen kann.