Technische Gebäudeausrüstung (TGA)
Heizkreis-Volumenstrom aus Leistung und Spreizung
Wie viel Wasser muss je Stunde durch den Heizkreis, um die Leistung bei gegebener Spreizung zu übertragen?
Der Volumenstrom eines Heizkreises folgt aus der zu übertragenden Wärmeleistung und der Spreizung, also der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf. Je kleiner die Spreizung, desto mehr Wasser muss umgewälzt werden. Der Wert ist die Eingangsgröße für die Auswahl der Umwälzpumpe, die Rohrdimensionierung und den hydraulischen Abgleich.
Die Formel ist die Wärmebilanz Q̇ = ṁ · c · ΔT, umgestellt und in die in der Heizungstechnik üblichen Einheiten gebracht: Leistung in kW, Volumenstrom in Liter je Stunde. Dabei wird die Dichte von Wasser mit 1 kg/l angesetzt, was für Heizungswasser bis etwa 90 °C auf 3 % genau stimmt.
Größen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Volumenstromumgewälzte Wassermenge je Stunde (1 l/h ≙ 1 kg/h bei ρ ≈ 1 kg/l) | l/h | |
| Wärmeleistungvom Heizkreis zu übertragende Leistung (z. B. Heizlast des versorgten Bereichs) | kW | |
| spezifische Wärmekapazität Wasserfür Heizungswasser 4,19; bei Glykolgemischen niedriger (Herstellerangabe) | kJ/(kg·K) | |
| SpreizungVorlauftemperatur minus Rücklauftemperatur | K |
Rechenweg
- Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.
GrafikVolumenstrom über der Spreizung
Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.
Beispiel
Der Heizkreis eines Einfamilienhauses muss eine Heizlast von 12 kW decken. Die Anlage wird mit 55 °C Vorlauf und 45 °C Rücklauf betrieben. Welchen Volumenstrom muss die Umwälzpumpe fördern?
- Spreizung: ΔT = 55 °C − 45 °C = 10 K. Gegeben außerdem: Q̇ = 12 kW = 12 kJ/s, c = 4,19 kJ/(kg·K).
- Massenstrom: ṁ = Q̇/(c · ΔT) = 12 kJ/s / (4,19 kJ/(kg·K) · 10 K) = 0,2864 kg/s.
- Umrechnen auf Stunden: 0,2864 kg/s · 3 600 s/h = 1 031 kg/h ≈ 1 031 l/h (ρ ≈ 1 kg/l).
- Ergebnis: V̇ ≈ 1 031 l/h ≈ 1,03 m³/h ≈ 17,2 l/min – Auslegungspunkt für die Pumpenkennlinie.
Ergebnis: ≈ 1 031 l/h ≈ 1,03 m³/h
Gültigkeit & Hinweise
- Gilt für Wasser mit ρ ≈ 1 kg/l; bei Glykolgemischen (Solar, Wärmepumpen-Außenkreis) sind c und ρ kleiner, der Volumenstrom wird entsprechend größer.
- Die Spreizung ist ein Auslegungswert: Fußbodenheizungen 5 … 8 K, Heizkörper 10 … 20 K, Wärmepumpen meist 5 … 10 K (Herstellerangabe zum Mindestvolumenstrom beachten).
- Der berechnete Volumenstrom ist die Grundlage für den hydraulischen Abgleich (Voreinstellung der Thermostatventile) und die Pumpenauswahl.
Typische Fehler
- Leistung in W statt kW eingeben – das Ergebnis wird dann um den Faktor 1 000 zu groß.
- Vor- oder Rücklauftemperatur statt der Differenz einsetzen.