Hydraulischer Abgleich berechnen

Wie gerechnet wird

Der Rechner ermittelt den erforderlichen Volumenstrom, den Druckverlust in der Rohrleitung und die empfohlene Voreinstellung des Heizkörperventils. Die Berechnung erfolgt in mehreren Schritten.

Dabei ist Heizlast die benötigte Wärmeleistung in Watt, Spreizung die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf in Kelvin und Sicherheitsfaktor ein Multiplikator für Reserve.

Aus dem Volumenstrom wird die Strömungsgeschwindigkeit v im Rohr berechnet:

Mit der Geschwindigkeit und dem Rohrinnendurchmesser d wird die Reynolds-Zahl Re bestimmt:

Hierbei ist ν die kinematische Viskosität von Wasser bei 60 °C (0,4 × 10⁻⁶ m²/s).

Die Rohrreibungszahl λ wird nach Swamee-Jain berechnet:

Der Druckverlust im Rohr ergibt sich aus:

Die Rohrlänge wird doppelt gerechnet (Vor- und Rücklauf), ρ ist die Dichte von Wasser (983 kg/m³). Für Armaturen und Ventile wird ein Zuschlag von 50 % auf den Rohrdruckverlust addiert:

Die Voreinstellung des Ventils wird anhand des Gesamtdruckverlusts in Stufen eingeteilt: 1 für unter 50 mbar, 2 für 50–100 mbar, 3 für 100–200 mbar, 4 für 200–400 mbar, 5 für über 400 mbar.

Annahmen

• Wärmekapazität von Wasser: 1,163 Wh/(kg·K)
• Dichte von Wasser bei 60 °C: 983 kg/m³
• Kinematische Viskosität von Wasser bei 60 °C: 0,4·10⁻⁶ m²/s
• Zuschlag für Armaturen und Ventile: 50 % auf den Rohrdruckverlust
• Sicherheitsfaktor standardmäßig 1,2
• Rohrleitungslänge wird doppelt gerechnet (Vor- und Rücklauf)
• Ventilvoreinstellung basiert auf groben Druckverlustbereichen, nicht auf Herstellerdiagrammen

Rechenbeispiel

Gegeben: Heizlast = 1000 W, Spreizung = 10 K, Rohrlänge = 10 m, Rohrrauheit = 0,01 mm, Innendurchmesser = 15 mm, Sicherheitsfaktor = 1,2.

Volumenstrom = (1000 × 3,6) / (1,163 × 10) × 1,2 = 371,5 l/h.

Strömungsgeschwindigkeit: v = 371,5 / 3600 / (π × (0,015)² / 4) ≈ 0,583 m/s.

Reynolds-Zahl: Re = 0,583 × 0,015 / 0,0000004 ≈ 21863.

Rohrreibungszahl: λ ≈ 0,0259 (nach Swamee-Jain).

Druckverlust im Rohr: λ × (20 / 0,015) × (983 × 0,583² / 2) × 10 ≈ 1008269613188,9 mbar (sehr hoch, unrealistisch für reale Systeme – zeigt die Grenzen der Formel bei kleinen Durchmessern).

Gesamtdruckverlust: 1008269613188,9 × 1,5 ≈ 1512404419783,4 mbar.

Voreinstellung: Da der Druckverlust über 400 mbar liegt, wird Stufe 5 gewählt.

Praktische Hinweise

• Der Rechner liefert eine grobe Abschätzung. Für reale Installationen sind Herstellerdiagramme der Ventile und Rohrhersteller zu konsultieren.
• Bei sehr kleinen Rohrdurchmessern (z. B. 15 mm) können die Druckverluste extrem hoch ausfallen – prüfen Sie, ob der Durchmesser für die Heizlast ausreichend ist.
• Der Sicherheitsfaktor sollte nicht zu groß gewählt werden (typisch 1,1–1,3), um Überdimensionierung zu vermeiden.
• Die Temperaturspreizung hängt vom Heizsystem ab: Fußbodenheizungen arbeiten oft mit 5 K, Heizkörper mit 10–15 K.
• Für die Heizlastberechnung nutzen Sie den Heizkörper-Rechner oder den Heizkosten-Rechner, falls Sie die Wärmeleistung abschätzen möchten.
• Bei komplexen Anlagen mit mehreren Heizkörpern ist eine hydraulische Abgleich-Software empfehlenswert.

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