Heizungsanalagen berechnen

Die Heizanlagen Verordnung link

Rechnung und Wahrheit - was die neue EnV und der reale Verbrauch miteinander zu tun haben link

Berechnung der Heizlast

wer es den wirklich versuchen will sollte hier nachlesen:

Genau zu rechnen wird allerdings schwierig ohne die Tabellen der DIN zu haben. Für überschlägige Rechungen kann das folgende Script verwendet werden:

Bei diesen Rechnungen sind einige Korrekturfaktoren, die die DIN berücksichtigt unter den Tisch gefallen! Beispielsweise Wärmebrücken oder Windverhältnisse. Für eine Abschätzung sollte es allerdings ausreichen. Beachtlich ist, das die Wärmeverluste durch Lüften und die durch die Wände ungefähr gleich gross sind!

Nach meinem Gefühl für die Sache kommt es bei dieser Berechung drauf an, neben der Heizleistung eines Raumes, das Verhältnis der benötigten Heizleistung der einzelnen Räume zu bestimmen. Dieses Verhältnis ist wichtig, da so mit der für die Außentemperatur minimalen Vorlauftemperatur geheizt werden kann. Außerdem bringt eine Brennwerttherme mehr, je niedriger die Vorlauftemperatur ist. Wenn da ein Raum einen zu kleinem Heizkörper hat, muss die Vorlauftemperatur erhöht werden und alle anderen Räume im Durchfluss gedrosselt. Das ist nicht so günstig. Die benötigte Energie für das ganze Haus ist an den meisten Heiztagen eher niedrig. So kann eine Rechnung, die z.B um 30% daneben liegt bewirken, dass die Heizung an den paar Tagen, an denen es tatsächlich -20° Aussentemperatur hat eine Vorlauftemperatur von 85° statt der berechneten 65° hat. Kann man damit leben?

Transmissionswärmebedarf QT

  1. Alle Flächen eines Raumes ermitteln - Aussenwände, Decke, Boden, Fenster und Türen
  2. Die passenden k-Werte dazu ermitteln: Berechnungsverfahren und Tabelle oder aus dem Wärmeschutznachweis des Architekten
  3. Die Temperaturdifferenz eingeben. Das ist einmal die Differenz zur Aussentemperatur laut Karte oder halt die Differenz zur Raumtemperatur des angrenzenden Raumes. Dieser Wert kann auch negativ werden und zeigt damit, das der Raum aus dem Nachbarraum mitgeheizt wird!
  4. Fläche:
    [m2]
    k-Wert:
    [W/m2K]
    dt:
    [°C]
    Heizleistung:
    [W]
  5. Dann erhält man die erforderliche Heizleistung, die für diese Fläche notwendig ist

So macht man das dann für alle Flächen des Raumes und alle Räume. Wärmebrücken z.B. durch Geschossdecken nicht vergessen!

Lüftungswärmebedarf

Als nächstes sind dann die Öffnungen dran, Fenster und Türen. Innentüren müssen nur berücksichtigt werden, wenn sie zu Räumen gehen, die andere Temperaturen haben. Es gibt zwei Berechnungen:

  1. Lüftungswärmebedarf durch freie Lüftung, d.h. die Fugen durch Fenster und Türen QL
  2. Die Mindestlüftungswärmebedarf aus der Art des Raumes QLmin d.h. für Wohnräume wird ein 0,5-facher stündlicher Luftwechsel angenommen, für Sanitärräume 4-facher

für die Auslegung der Heizung gilt der jeweils grössere Wert.

Mindestlüftung
Raumvolumen:
[m3]
Stündlicher Luftwechsel:
[1/h]
dt:
[°C]
Heizleistung:
[W]
Freie Lüftung
Fugenlänge:
[m]
Fugendurchlasskoeffizient:
[m3/m h Pa2/3]
dt:
[°C]
Heizleistung:
[W]

Faustformel zur Wärmebedarfsberechnung

Wenn Heizungsbauhandwerker eine Heizung berechnen, gehen sie nach ungefähr dieser Formel vor:

... und dann nimmt man den nächst grösseren Heizkörper. So berechnete Heizungen gibt es massenhaft!

Berechnen von Heizleistenheizungen

Dazu hat Herr Eisenschink was verraten: Teil1 link und Teil 2link oder die Kopie hier: link

Berechnen der Rohrdurchmesser

Zitiert aus einem Beitrag im bau.net link

Generelle Größen zur Ermittlung von Rohrdurchmessern:
- benötigte Leistung (Q) des Heizkörpers z.B. 1500 Watt
- Spreizung (Delta theta) zw. Vorl. u. Rückl. sind 15 Kelvin (wenn man einen Unterschied zwischen zwei Temperaturen hat redet man von Kelvin und nicht von Grad)
- spezifische Wärmeaufnahme (c)von Wasser ist 1,16W/h ... Wasser kann je Liter eine Wärme von 1,16 Watt/Stunde aufnehmen
'
Die benötigte Formel heisst Q = m * c * Delta theta
.. uns fehlt aber "m" (Masse) ... also Formel umstellen in :
m = Q / (c * dt)
m = 1500 Watt / (1,16 Wh * 15 Kelvin) = 86.21 Kg Wasser
'
Das bedeutet:
Wenn der Heizkörper in der Stunde eine Leistung von 1500 Watt abgeben soll muss durch den Heizkörper in dieser Stunde 86.21 Liter Wasser mit einer Spreizung von 15 Kelvin fließen ... also z.B. 70°C / 55°C das ist aber abhängig von der Heizkörpergröße (Abstrahlfläche) ...
'
hat man einen kleinen Heizkörper benötigt man natürlich eine hohe Temperatur also z.B. 70°C Vorlauf um 1500 Watt zu erzeugen ...
hat man einen großen Heizkörper benötigt man eine geringere Vorlauftemperatur ... also z.B. 50°C um 1500 Watt zu erzeugen ...
... gleich bleibt aber immer die Größe "m" Massenstrom
'
So ... nun muss man das Rohr auswählen ... hierbei nimmt man in der Regel eine Tabelle zur Hand und schaut nach 86.21 Kg/h (oder Liter/Std.),15 Kelvin Spreizung und eine Strömungsgeschwindigkeit bei Kupferrohren von nicht mehr als 0,5 Meter/Sekunde ... sonst zerstört man das Rohr von innen durch Materialabtrag ...
'
man muss deshalb eine Tabelle verwenden, da jedes Rohrmaterial eine andere Rauigkeit hat und das Wasser besser oder schlechter hindurchfließen kann ... um das zu berechnen benötigt man viele Daten die man sich aber nicht antun muss !
'
Ich sage 'mal ein paar Größen (da ich die Tabelle nicht zeigen kann)
'
Kupferrohr bei 15 Kelvin Spreizung:
DN10(Cu12) = 2000 Watt (114,94 Kg/h)
DN12(Cu15) = 4000 Watt (229,89 Kg/h)
DN15(Cu18) = 7000 Watt (402.30 Kg/h)
DN20(Cu22) = 13000 Watt (747,13Kg/h)
DN25(Cu28) = 22000 Watt (1264,37 Kg/h)