Heizungsrohr-Rechner

Wie kannst du den Volumenstrom Heizung berechnen?

Der Volumenstrom sagt dir, wie viel Heizwasser durch einen Rohrabschnitt fließen muss, damit die gewünschte Heizleistung transportiert wird. Er hängt vor allem von der Leistung und der Temperaturspreizung ab. Eine kleine Spreizung braucht mehr Wasserumlauf, eine große Spreizung weniger.

Die Formel lautet in Worten: Massenstrom = Heizleistung geteilt durch Wärmekapazität mal Spreizung. Für Heizungswasser wird hier mit 1,163 Wh/(kg·K) gerechnet. Danach wird der Massenstrom über die Wasserdichte in einen Volumenstrom umgerechnet.

Beispiel: Für 12 kW Heizleistung und 10 K Spreizung ergibt sich der Massenstrom so: 12.000 W ÷ (1,163 × 10 K) = 1.031,8 kg/h. Bei 50 °C mittlerer Wassertemperatur rechnet der Rechner weiter: 1.031,8 kg/h ÷ 988,0 kg/m³ = 1,044 m³/h, also 1.044 l/h oder 17,41 l/min.

Aus diesem Volumenstrom folgt dann der nötige Innendurchmesser. Im Beispiel sind es 21,5 mm bei höchstens 0,8 m/s. Das passende Kupferrohr ist 28 × 1,5 mm (DN 25), innen 25 mm. Darin liegt die Fließgeschwindigkeit bei 0,59 m/s, das Druckgefälle bei 167 Pa/m.

Rohrdimensionierung Heizung: Warum Spreizung und Leistung so viel ändern

Für die Rohrdimensionierung zählt nicht die Kesselleistung allein, sondern die Leistung des Abschnitts, den das Rohr tatsächlich versorgt. Ein Hauptstrang führt mehr Leistung als eine Heizkörperanbindung. Deshalb kann derselbe Rohrtyp in einem Teil der Anlage passen und an anderer Stelle zu klein sein.

Die Spreizung wirkt direkt auf den nötigen Durchfluss. Bei einer kleinen Spreizung muss mehr Wasser zirkulieren. Das siehst du gut am Beispiel mit Wärmepumpe: 8 kW und 5 K Spreizung ergeben 1,383 m³/h, 1.383 l/h und 23,04 l/min. Im Mehrschichtverbundrohr passt dafür 40 × 3,5 mm (DN 32), innen 33 mm. Die Fließgeschwindigkeit liegt bei 0,45 m/s, das Druckgefälle bei 81 Pa/m.

Bei einer Heizkörperanbindung ist die Leistung oft deutlich kleiner. Für 1,5 kW und 15 K Spreizung im Kupferrohr ergibt sich 0,088 m³/h, also 88 l/h oder 1,46 l/min. Dafür reicht im Beispiel 12 × 1 mm (DN 10), innen 10 mm. Die Fließgeschwindigkeit beträgt 0,31 m/s, das Druckgefälle 165 Pa/m.

Zwischen diesen Fällen liegt die typische Verteilungsleitung. Für 24 kW bei 15 K Spreizung in C-Stahl-Pressrohr nennt die Rechnung 1,393 m³/h, 23,21 l/min und einen nötigen Innendurchmesser von 24,8 mm. Passend ist 35 × 1,5 mm (DN 32), innen 32 mm, mit 0,48 m/s und 88 Pa/m.

Fließgeschwindigkeit Heizungsrohr: passend ist nicht immer die kleinste Dimension

Die kleinste Rohrdimension, die den Innendurchmesser gerade erfüllt, ist nicht automatisch die beste Wahl. Zusätzlich begrenzen Fließgeschwindigkeit und Druckgefälle die Auswahl. Wird das Wasser zu schnell, steigt die Geräuschneigung. Wird das Druckgefälle zu hoch, braucht die Pumpe mehr Förderhöhe und einzelne Stränge können schlechter abzugleichen sein.

Im Kupfer-Beispiel mit 12 kW und 10 K Spreizung zeigt der Vergleich das deutlich. 22 × 1 mm (DN 20), innen 20 mm, kommt auf 0,923 m/s und 485,1 Pa/m. Es ist also zu schnell. 28 × 1,5 mm (DN 25), innen 25 mm, liegt bei 0,591 m/s und 167,1 Pa/m. 35 × 1,5 mm (DN 32), innen 32 mm, senkt die Werte auf 0,361 m/s und 51,5 Pa/m.

Eine größere Dimension reduziert Druckverlust und Geschwindigkeit, erhöht aber den Wasserinhalt. Beim Kupferrohr enthält 28 × 1,5 mm (DN 25) 0,491 l/m, 35 × 1,5 mm (DN 32) enthält 0,804 l/m. Für lange Leitungen kann das relevant sein, weil mehr Wasser im Rohr steckt und die Anlage träger reagieren kann.

Bei großen Leistungen wird die Grenze schneller erreicht. Für 50 kW bei 10 K Spreizung und 60 °C mittlerer Wassertemperatur ergibt sich 4,373 m³/h. Passend ist im Beispiel 54 × 2 mm (DN 50), innen 50 mm, mit 0,62 m/s und 74 Pa/m. Für 100 kW bei 20 K Spreizung und maximal 0,5 m/s liegt der nötige Innendurchmesser bei 55,5 mm; in der hinterlegten Kupfer-Auswahl ist dafür keine passende Rohrdimension genannt.

Druckverlust Heizungsrohr berechnen: gerade Rohre sind nur ein Teil

Der Druckverlust wird aus Rohrreibung, Innendurchmesser, Dichte und Fließgeschwindigkeit berechnet. Der Rechner nutzt dafür die Darcy-Weisbach-Gleichung: R = λ ÷ d_i · ρ · v² ÷ 2. Praktisch heißt das: Mehr Durchfluss und kleinere Rohrdurchmesser treiben das Druckgefälle stark nach oben.

Wenn du eine Rohrlänge einträgst, bekommst du zusätzlich den Druckverlust der geraden Rohre. Beispiel Kupfer: 18 kW bei 10 K Spreizung und 25 m Leitung ergeben 1,567 m³/h. Gewählt wird 35 × 1,5 mm (DN 32), innen 32 mm. Die Fließgeschwindigkeit liegt bei 0,54 m/s, das Druckgefälle bei 105 Pa/m und der Druckverlust der geraden Rohre bei 26 mbar.

Ein weiteres Beispiel: 15 kW, 10 K Spreizung und 40 m Leitung in C-Stahl-Pressrohr ergeben 1,305 m³/h. Passend ist 35 × 1,5 mm (DN 32), innen 32 mm, mit 0,45 m/s, 79 Pa/m und 31 mbar Druckverlust der geraden Rohre.

Wichtig für die Praxis: Bögen, Ventile und Kessel kommen hinzu. Der angezeigte Wert für die Rohrlänge ist deshalb keine komplette Pumpenauslegung. Er hilft dir aber, Rohrdimensionen zu vergleichen und zu sehen, ob ein Abschnitt schon durch die geraden Rohre auffällig viel Druck verliert.

Typische Fehler beim Heizungsrohr berechnen

Ein häufiger Fehler ist, mit der Leistung der ganzen Anlage zu rechnen, obwohl nur ein Heizkörper oder ein einzelner Strang angeschlossen wird. Für die Rohrgröße zählt immer die Leistung, die durch genau diesen Rohrabschnitt fließt.

Auch die Spreizung wird oft falsch angesetzt. Eine Rechnung mit 5 K liefert deutlich größere Volumenströme als eine Rechnung mit 15 K oder 20 K. Für 2,5 kW bei 5 K Spreizung im Kupferrohr ergeben sich 0,435 m³/h und 435 l/h. Passend ist 22 × 1 mm (DN 20), innen 20 mm, mit 0,39 m/s und 104 Pa/m.

Achte außerdem auf den Innendurchmesser, nicht nur auf die äußere Rohrbezeichnung. 28 × 1,5 mm hat innen 25 mm. Mehrschichtverbundrohr 40 × 3,5 mm hat innen 33 mm. Zwei Rohre mit ähnlich klingender Nennweite können hydraulisch unterschiedlich wirken.

Ein weiterer Praxisfehler: Stahlrohr, Kupferrohr und Mehrschichtverbundrohr gleich zu behandeln. Bei 30 kW und 20 K Spreizung im Stahl-Gewinderohr passt 33,7 × 3,25 (1”) mm (DN 25), innen 27,2 mm. Die Fließgeschwindigkeit liegt bei 0,62 m/s und das Druckgefälle bei 195 Pa/m. Das ist nah an der gewählten Grenze von 200 Pa/m.

Bedienung kurz: Gib Leistung, Spreizung, mittlere Wassertemperatur, Material sowie Grenzwerte für Fließgeschwindigkeit und Druckgefälle ein und lies Volumenstrom, DN, Geschwindigkeit und Druckverlust ab.