Rohrvolumen- & Ausdehnungsgefäß-Rechner

Baurechner

Berechnen Sie Rohrnetz-Wasservolumen, Strömungsgeschwindigkeit und Ausdehnungsgefäßgröße. Mit Mehrsegment-Rohr-Konfigurator, Druckstoß-Prüfung und Einheiten-Brücke.

Rohr- & Hydraulik-Eingabeparameter

Rohrdurchmesser, Länge, Werkstoff, Durchfluss und Betriebstemperatur einstellen

Metrisch (mm, m, l, m/s)
1.Distribution Header26mm
copper
Standard: EN 1057 / Type L
Ø 26 mm
Innendurchmesser (ID): 26 mm (1.024 in)
m
m
Volum: 7.96 Liter
lpm
Liter
Gesamtes Fluidvolumen1 Abschnitt(e)
7.96 Liter
≈ 2.1 Gallonen0.008 m³
Strömungsgeschwindigkeit im RohrDistribution Header
1.1 m/s
Akzeptabel / Standard (1,0 – 1,5 m/s)ΔP: ~13.2 bar
Empfohlenes AusdehnungsgefäßEN 12828 / DIN 4807
5 LStandard
ΔV Net: 0.32 L+4.7 L
Gesamte RohrlängeGesamte Wassermasse
15 m
Masa: 8 kg≈ 17.6 lbs

Dynamischer Rohrquerschnitt

Distribution Header

2D-Fluidsimulation & Maßstabsanzeige

Ø 26 mmFLOW: 35 LPM
Innendurchmesser (ID)26 mm (1.024 in)
Querschnittsfläche (A)530.9 mm²

Übersicht Rohrleitungsnetz1

#RohrleitungsabschnittRohrwerkstoffID (mm)RohrlängeAbschnittsvolumenFließgeschwindigkeit
1Distribution Headercopper2615 m7.96 L1.1
Gesamte Rohrlänge: 15 mGesamtes Fluidvolumen: 7.96 Liter

Thermische Ausdehnung & Ausdehnungsgefäß

EN 12828 / DIN 4807

Ausdehnungsberechnung nach DIN EN 12828 & Handelsgrößen

Empfohlenes Ausdehnungsgefäß
5 L
Reines Ausdehnungsvolumen: 0.32 L
Wasservorlage / Sicherheitsreserve
+4.7 L
Genormte Ausdehnungsgefäß-Handelsgrößen: [5, 8, 12, 18, 24, 35, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 500, 800, 1000] L. Sicherheitsreserve nach DIN 4807 und EN 12828 für optimalen Anlagenschutz.

Druckstoß- & Fließgeschwindigkeits-Prüfung

DIN 1988 / ASHRAE

Akustik- & Druckstoßüberprüfung (Wasserschlag)

Strömungsgeschwindigkeit im Rohr:1.1 m/s
0 m/s1.0 m/s (Standard)1.5 m/s (Limit)2.0+ m/s
Geschätzter Joukowsky-Druckstoß:~13.2 bar (191 psi)

Bedienungsanleitung für den Rohrvolumen-, Durchfluss- & Ausdehnungsgefäß-Rechner

Ingenieurtechnische Anleitung zur Berechnung von Leitungsinhalten, Membran-Druckausdehnungsgefäßen, Strömungsgeschwindigkeiten und Druckstößen

1

Einheitensystem & Rohrstränge anlegen

Wählen Sie zwischen Metrisch (mm, m, L, m/s) und Imperial (in, ft, gal, ft/s). Legen Sie mehrere Rohrabschnitte an (z. B. Kesselvorlauf, Steigleitung, Verteiler, Heizkörperanbindung).

2

Rohrwerkstoff & exakten Innendurchmesser wählen

Wählen Sie das Rohrmaterial (Kupfer Cu Typ L, Mehrschichtverbundrohr PEX, Stahlrohr Sch 40 oder PVC/CPVC). Das Tool lädt präzise Innendurchmesser (ID) statt bloßer Nennweiten (OD).

3

Abschnittslängen & Zusatzvolumina erfassen

Tragen Sie die Längen der Teilstrecken ein. Fügen Sie Kessel-, Pufferspeicher-, Wärmepumpen- und Heizkörpervolumina im Feld für Zusatzvolumen hinzu.

4

Betriebstemperatur-Spreizung (ΔT) festlegen

Wählen Sie das Systemprofil: Standard-Heizung (10°C → 80°C, 4,0 %), Wärmepumpe / Niedertemperatur (10°C → 50°C, 1,8 %), Hochtemperatur (10°C → 90°C, 4,5 %) oder Solarthermie (10°C → 110°C, 6,0 %).

5

Ausdehnungsgefäß (MAG) nach DIN 4807 / EN 12828 prüfen

Ermitteln Sie das reine Ausdehnungsvolumen und die empfohlene handelsübliche Gefäßgröße (18L, 24L, 35L, 50L, 80L, 100L) inklusive normgerechter Wasservorlage.

6

Fließgeschwindigkeit & Joukowsky-Druckstoß auditieren

Geben Sie den Auslegungsdurchfluss (L/min, m³/h oder L/s) ein. Prüfen Sie akustische Grenzwerte (<1,0 m/s geräuscharm, 1,0–1,5 m/s zulässig, >1,5 m/s Warnung) und Druckstoßrisiken.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Expertenwissen aus der TGA- und Heizungstechnik zu Innendurchmessern, MAG-Dimensionierung, Fließgeräuschen und Wasserschlägen

Q:Warum muss das Rohrvolumen stets mit dem Innendurchmesser (ID) berechnet werden?

Wasser zirkuliert ausschließlich im lichten Innenraum des Rohres. Ein 1-Zoll-Kupferrohr, ein 1-Zoll-PEX-Verbundrohr und ein 1-Zoll-Stahlrohr besitzen zwar denselben Außendurchmesser-Bereich, aber völlig unterschiedliche Wandstärken. Ein PEX-Rohr hat wegen dickerer Wände einen ID von ~20 mm, Kupfer ~26 mm und Stahl ~26,6 mm. Die Verwendung des Außendurchmessers führt zu 30 % bis 50 % Berechnungsfehlern beim Anlagenvolumen und fehlerhaft dimensionierten Ausdehnungsgefäßen.

Q:Wie wird ein Membran-Druckausdehnungsgefäß (MAG) nach DIN 4807 und EN 12828 dimensioniert?

Das Nennvolumen muss neben der reinen thermischen Wasserausdehnung (ΔV = V_Anlage × Ausdehnungskoeffizient) auch eine vorgeschriebene Wasservorlage (mindestens 0,5 % des Anlageninhalts bzw. 3 Liter) zur Membranbenetzung enthalten. Dieses Volumen wird durch den Vordruckfaktor η = (P_End - P_Anfang) / P_End (in absolutem bar) dividiert und an gängige Handelsgrößen (12L, 18L, 24L, 35L, 50L, 80L) angepasst.

Q:Welche Fließgeschwindigkeit ist in Heizungsrohren maximal zulässig?

In Wohngebäuden sollte die Fließgeschwindigkeit zur Vermeidung von Fließ- und Rauschgeräuschen zwischen 0,5 und 0,8 m/s liegen (maximal 1,0 m/s in Hauptverteilleitungen). In gewerblichen Zentralen sind bis zu 1,2–1,5 m/s vertretbar. Geschwindigkeiten über 1,5–2,0 m/s führen zu Kavitation, Erosionskorrosion an Kupferbögen und einem quadratisch ansteigenden Pumpenstromverbrauch.

Q:Was ist ein Druckstoß (Wasserschlag) und was besagt die Joukowsky-Gleichung?

Wird eine strömende Wassersäule durch schnell schließende Magnetventile oder Kugelhähne abrupt gestoppt, wandelt sich die kinetische Energie in eine Druckwelle um, die mit Schallgeschwindigkeit im Wasser (~1.200–1.400 m/s) zurückschlägt. Nach der Joukowsky-Formel (ΔP = ρ · c · Δv) erzeugt bereits ein Abbremsen von 2,0 m/s einen Stoßdruck von über 20 bis 25 bar, der Rohre bersten lassen und Kesselkörper beschädigen kann.

Q:Welchen Einfluss hat Frostschutzmittel (Glykol) auf das Ausdehnungsgefäß?

Wasser-Glykol-Gemische (z. B. in Solarthermie-Kreisläufen oder Außen-Wärmepumpen) haben einen spürbar höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als reines Wasser. Ein 30–40 %iges Propylenglykol-Gemisch dehnt sich bei gleicher Erwärmung um ca. 10 % bis 15 % stärker aus. Das MAG muss entsprechend größer gewählt werden, um ein Ansprechen des Sicherheitsventils zu verhindern.

Q:Auf welchen Vordruck muss das Ausdehnungsgefäß eingestellt werden?

Der Gasvordruck (P_0) muss dem statischen Anlagendruck (geodätische Höhe zwischen Gefäß und höchstem Heizkörper) plus 0,2 bis 0,3 bar Sicherheitszuschlag entsprechen (mindestens jedoch 1,0 bar). Bei 7 Metern Höhenunterschied beträgt der statische Druck 0,7 bar; der Gasvordruck wird somit auf 1,0 bar eingestellt (bei drucklosem Wasserteil). Der Fülldruck der kalten Anlage sollte 0,2–0,3 bar über dem Vordruck liegen.

Rohrvolumen- & Hydraulik-Gleichungen (DIN EN 12828 / DIN 1988)
Rohrvolumen (V): V = π × r2 × L × 1000
Fließgeschwindigkeit (v): v = Q60,000 × π × r2
Thermische Ausdehnung (ΔV): ΔV = Vtotal × e
Druckstoß (Joukowsky ΔP): ΔP = ρ × c × Δv

Variablen:

  • V: Leitungswasservolumen des Rohrabschnitts in Litern (l)
  • r: Rohr-Innenradius in Metern (r = d / 2000)
  • d: Rohr-Innendurchmesser in Millimetern (mm)
  • L: Gestreckte Länge des Rohrleitungsabschnitts in Metern (m)
  • v: Fließgeschwindigkeit des Wassers in Metern pro Sekunde (m/s)
  • Q: Auslegungsdurchfluss in Litern pro Minute (l/min)
  • ΔV: Reines thermisches Wasserausdehnungsvolumen in Litern (l)
  • e: Volumenausdehnungskoeffizient (e ≈ 0,04 bei 10°C → 80°C)
  • ΔP: Maximaler Joukowsky-Druckstoß bei schnellem Armaturenschluss in Pascal (Pa) bzw. bar
  • ρ: Wasserdichte (≈ 1000 kg/m³)
  • c: Druckwellenausbreitungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung (≈ 1200–1400 m/s)

Was ist Rohrvolumen- & Ausdehnungsgefäß-Rechner?

Berechnen Sie das gesamte Wasservolumen des Rohrnetzes, die Fließgeschwindigkeit und die Größe kommerzieller Ausdehnungsgefäße. Das System bietet einen Multi-Segment-Rohrkorb, eine Druckstoßprüfung und eine nahtlose Umrechnung zwischen metrischen und imperialen Einheiten. Mit dem dynamischen Rohrquerschnitt visualisieren Sie sofort die effektiven Innendurchmesser unterschiedlicher Materialien wie Kupfer oder Stahl. Das Modul für thermische Ausdehnung richtet sich strikt nach gängigen Industrienormen, um gefährlichen Überdruck bei Temperaturschwankungen zu vermeiden.

Praktisches Berechnungsbeispiel

Ein Anlagenbauer in Frankfurt plant ein Fernwärmenetz für ein neues Wohnquartier. Er gibt die unterschiedlichen Leitungsabschnitte aus vernetztem Polyethylen und Edelstahl in den hydraulischen Rechner ein. Der Druckstoß- und Geschwindigkeitsprüfer warnt ihn vor einer zu hohen Fließgeschwindigkeit in der Hauptverteilung. Er passt die Nennweite an, woraufhin die Warnung erlischt. Anschließend ermittelt er das benötigte 500-Liter-Ausdehnungsgefäß und kopiert die exakte Stückliste für den Einkauf.

Standard-Rohrabmessungen & Wasserinhalte

Nennweite Material Innendurchmesser (mm) Volumen pro Meter (l/m) Volumen je 100 m (l)
DN15 (1/2")Kupferrohr13,8 mm0,150 l/m15,0 l
16 x 2,0PEX / Verbundrohr12,0 mm0,113 l/m11,3 l
DN20 (3/4")Kupferrohr19,9 mm0,311 l/m31,1 l
DN25 (1")Stahlrohr26,6 mm0,556 l/m55,6 l
DN32 (1 1/4")Stahlrohr35,1 mm0,968 l/m96,8 l
DN40 (1 1/2")Stahlrohr40,9 mm1,314 l/m131,4 l

Thermische Ausdehnung & Dichte des Wassers

Wassertemperatur (°C) Dichte (kg/m³) Spezifisches Volumen (l/kg) Volumenausdehnung (%)
4°C1000,001,00000,00% (Referenzpunkt)
10°C999,701,0003+0,03%
50°C988,041,0121+1,21%
80°C971,801,0290+2,90% (Netto ~4,0% mit Zuschlag)
90°C965,311,0359+3,59%

Geschichte und Ursprung

Die Dimensionierung von Rohrleitungen und Ausdehnungsgefäßen in Deutschland wurde maßgeblich durch die DIN-Normung im 20. Jahrhundert geprägt. Die strikte Regulierung von geschlossenen Heizungs- und Kühlkreisläufen verhinderte Kesselexplosionen und standardisierte die hydraulische Berechnung für Gebäudeausrüster im gesamten europäischen Raum.