Den Temperaturhäufigkeitsdiagrammen [SIA 2028] kann die Zeit entnommen werden, während welcher die Aussenlufttemperatur in den Nacht- und Tagstunden einen bestimmten Wert über- bzw. unterschreitet. Wenn das Ganztagesmittel interessiert, ist eine mittlere Kurve m hineinzuzeichnen und der abgelesene Stundenwert zu verdoppeln (Bild 11.1).
Bild 11.1 Summenhäufigkeitskurven der Temperatur, schweizerisches Mittelland
Beispiel 1:
Wie viele Stunden im Jahr liegt die Aussenlufttemperatur unter 12 °C (Heiztage)?
Lösung:
5600 h = 233 d
Temperaturdifferenzen im Diagramm entsprechen Leistungen. Flächen entsprechen Energien. Wärmegewinne reduzieren aber den Heizwärmebedarf und den Heizleistungsbedarf. Um den Einfluss der Wärmegewinne zu berücksichtigen, wird die Energielufttemperatur eingeführt. Darunter verstehen wir diejenige Aussenlufttemperatur, bei welcher das Gebäude ohne Gewinn denselben Wärme- bzw. Leistungsbedarf hätte wie bei der effektiven Temperatur mit Gewinn. Die nutzbaren Wärmegewinne können beispielsweise mit Monatsenergiebilanzen [SIA 380/1] ermittelt und durch die Kurve g dargestellt werden (Bild 11.2). Aus den Kurven g und m ergibt sich die Kurve q (Energielufttemperatur).
Beispiel 2:
Der Wärmeerzeuger WE1 soll ein Gebäude bei Aussenlufttemperaturen von 2 bis 12 °C beheizen, WE2 bei tieferen Temperaturen. Welcher Anteil des Heizwärmebedarfs wird durch WE1 gedeckt?
Lösung:
Die Fläche ABCD entspricht dem Heizwärmebedarf (Bild 11.2). Der Anteil von WE1 am Heizwärmebedarf ist somit 29’000/67’000 = 43 %. Die Temperaturdifferenz EF entspricht der Leistung von WE1 bei einer Aussenlufttemperatur von 2 °C und durchschnittlicher Witterung.
Bild 11.2 Wärmeerzeuger Beispiel 2
Das Bild 11.2 kann verwendet werden, um die Endenergieaufnahme der Wärmeerzeuger zu ermitteln. Dazu wird die Zeitachse in mehrere Teile (sogenannte Bins) unterteilt. Den entstehenden Nutzwärme-Teilflächen werden die mittleren Leistungen und die mittleren Aussentemperaturen entnommen. Letzteren können die Vorlauftemperaturen zugeordnet werden. Mit den zugehörigen Leistungszahlen oder Wirkungsgraden kann nun für jede Nutzwärme-Teilfläche die Endenergie bestimmt werden.
Die hier für eine Abschätzung von Hand beschriebene Bin-Methode wird in der Norm [SIA 384/3] für eine informatisierte Anwendung verfeinert. Die Methode wird insbesondere für die Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen eingesetzt [WPe].