Durchlauferhitzer-Rechner
Berechnen Sie die benötigte Leistung eines Durchlauferhitzers, den erreichbaren Warmwasserdurchfluss oder die Auslasstemperatur. Geben Sie die Leistung des Geräts, die Kaltwasser-Zulauftemperatur und die gewünschte Warmwassertemperatur ein und erhalten Sie sofort Ergebnisse.
Rechner für die Leistungsfähigkeit von Durchlauferhitzern
Formel für den Durchlauferhitzer
Dabei ist:
- \(P\) — Leistung des Durchlauferhitzers (kW)
- \(T_h\) — gewünschte Warmwassertemperatur (°C)
- \(T_c\) — Kaltwasser-Zulauftemperatur (°C)
- \(Q\) — Warmwasserdurchfluss (l/min)
- \(0.073\) — Konstante, die die spezifische Wärmekapazität von Wasser (\(\approx 4.19\ \text{kJ/(kg·K)}\)), die Umrechnung von l/min in kg/s und einen kleinen Sicherheitszuschlag zusammenfasst
Dies sind drei Formen derselben Energiebilanzgleichung: Die dem Gerät zugeführte elektrische Leistung muss der Wärme entsprechen, die benötigt wird, um das zufließende Wasser bei einem Durchfluss von \(Q\) von \(T_c\) auf \(T_h\) zu erwärmen. Durch Umstellen der Gleichung können Sie die jeweils unbekannte Größe berechnen.
Durchlauferhitzer – Rechenbeispiel
Beispiel: Ein kleiner elektrischer Untertisch-Durchlauferhitzer mit 3 kW Nennleistung erwärmt zufließendes Wasser von 10 °C auf 55 °C. Welchen Durchfluss kann er liefern?
\[ \Delta T = T_h - T_c = 55 - 10 = 45\ \text{°C} \\ Q = \frac{P}{\Delta T \times 0.073} = \frac{3}{45 \times 0.073} = \frac{3}{3.285} \approx 0.91\ \text{l/min} \]
Ergebnis: Das Gerät kann etwa 0,91 l/min Wasser mit 55 °C liefern — ausreichend für ein einzelnes Waschbecken, aber nicht für eine Dusche.
Gegenprobe: Um 12 l/min bei derselben Temperaturerhöhung von 45 °C zu erreichen, bräuchte man \(P = 12 \times 45 \times 0.073 \approx 39.4\ \text{kW}\) — ein Ganzhaus-Gerät, das einen Drehstromanschluss erfordert.
So verwenden Sie den Rechner
- Wählen Sie den Berechnungsmodus: Durchfluss, um den Durchfluss zu ermitteln, Leistung des Geräts (P), um die benötigte Leistung zu berechnen, oder Warmwassertemperatur (Th), um die Auslasstemperatur zu ermitteln. Das Eingabefeld für die gesuchte Größe wird automatisch ausgeblendet.
- Geben Sie die Leistung des Geräts in Kilowatt (kW) ein — dieser Wert steht auf dem Typenschild des Geräts.
- Geben Sie die Kaltwassertemperatur in °C ein. Verwenden Sie die kälteste zu erwartende Leitungswassertemperatur (in gemäßigtem Klima im Winter typischerweise 8–12 °C).
- Geben Sie die Warmwassertemperatur in °C ein. Die meisten Anwendungen nutzen 40–45 °C am Wasserhahn; 55 °C sind üblich für Speicher oder als Zulauf für Geräte.
- Wenn Sie den Leistungs- oder Temperaturmodus gewählt haben, geben Sie den Warmwasserdurchfluss in l/min ein.
- Lesen Sie das Ergebnis unterhalb der Eingabefelder ab.
Was ein Durchlauferhitzer ist und warum die Auslegung wichtig ist
Ein Durchlauferhitzer erwärmt das Wasser bedarfsgerecht, während es durch das Gerät fließt, anstatt Warmwasser in einem Speicher vorzuhalten. Da es kein Reservoir gibt, muss das Gerät die gesamte erforderliche Heizleistung auf einmal bereitstellen: Je kälter das zufließende Wasser und je höher die gewünschte Auslasstemperatur, desto mehr Leistung wird bei gleichem Durchfluss benötigt. Daher reichen Durchlauferhitzer von kompakten 3-kW-Geräten für den Einzelpunkt bis hin zu Ganzhaus-Geräten mit über 30 kW.
Die Physik hinter dem Rechner ist eine einfache Energiebilanz. Um 1 Liter Wasser um 1 °C zu erwärmen, sind etwa 4,19 kJ nötig; der erforderliche Wärmestrom ist also proportional zum Durchfluss und zur Temperaturerhöhung \(\Delta T = T_h - T_c\). Bei einem elektrischen Durchlauferhitzer muss die elektrische Leistung in Kilowatt diesem Wärmebedarf entsprechen; die Konstante 0,073 in der Formel rechnet die Einheiten um und berücksichtigt einen geringfügigen Zuschlag für Wärmeverluste.
Zur Interpretation des Ergebnisses: Liegt der berechnete Durchfluss unter dem Bedarf Ihres Wasserhahns oder Ihrer Dusche, kommt das Wasser bei diesem Durchfluss einfach kühler heraus als gewünscht (oder das Gerät drosselt den Durchfluss, wenn es über eine elektronische Regelung verfügt). Typische Bedarfswerte sind 4–6 l/min für eine Dusche, 2–4 l/min für eine Küchenspüle und 1–2 l/min für ein Waschbecken. Wählen Sie ein Gerät immer anhand der winterlichen Kaltwassertemperatur aus, nicht anhand des Jahresmittels.
Um die Wasserseite der Installation zu planen, ist vielleicht auch der Rechner für den Rohrleitungsdurchfluss nützlich; für die elektrische Versorgungsseite können Sie den passenden Querschnitt mit dem Leitungsquerschnitt-Rechner ermitteln, da leistungsstarke Geräte eine eigene Zuleitung benötigen.
Annahmen, Grenzen und praktische Hinweise
- Es wird ein Wirkungsgrad von 100 % angenommen. Echte elektrische Durchlauferhitzer haben einen Wirkungsgrad von 98–99 %, der Fehler ist also vernachlässigbar; gasbefeuerte Geräte verlieren jedoch 15–25 % der zugeführten Energie über das Abgassystem — teilen Sie das Ergebnis bei Gasgeräten durch den Wirkungsgrad des Geräts.
- Konstante Stoffeigenschaften. Die Berechnung verwendet die spezifische Wärmekapazität von Wasser bei mittleren Temperaturen und nimmt an, dass sie temperaturunabhängig ist; im Bereich von 10–60 °C liegt der Effekt deutlich unter 1 %.
- Ein Entnahmepunkt. Der Durchflusswert gilt für eine Entnahmestelle zu einem Zeitpunkt. Wenn zwei Armaturen gleichzeitig laufen, addieren Sie ihre Durchflüsse, bevor Sie die benötigte Leistung berechnen.
- Hartes Wasser und Kalkablagerungen verringern die Wärmeübertragung mit der Zeit, besonders bei hohen Temperatureinstellungen; regelmäßiges Entkalken hält die tatsächliche Leistung nahe am berechneten Wert.
- Elektrischer Anschluss. Geräte über ca. 12 kW benötigen in der Regel Drehstrom; prüfen Sie vor dem Kauf, ob Ihr Anschluss und die Absicherung zur Leistung des Geräts passen.
- Verbrühungsschutz. Wasser oberhalb von 49 °C am Wasserhahn birgt ein Verbrühungsrisiko; wo höhere Temperaturen nötig sind (z. B. bei Geschirrspülern), sind eine lokale Aufheizung am Verwendungsort oder ein thermostatisches Mischventil vorzuziehen.
Kurzreferenz: benötigte Leistung für gängige Durchflüsse
Benötigte Leistung (kW) bei einer Kaltwassertemperatur von 10 °C, berechnet mit der obigen Formel:
| Durchfluss (l/min) | Th = 40 °C (ΔT = 30 °C) | Th = 45 °C (ΔT = 35 °C) | Th = 55 °C (ΔT = 45 °C) |
|---|---|---|---|
| 2 | 4,4 | 5,1 | 6,6 |
| 4 | 8,8 | 10,2 | 13,1 |
| 6 | 13,1 | 15,3 | 19,7 |
| 10 | 21,9 | 25,6 | 32,9 |
| 12 | 26,3 | 30,7 | 39,4 |
Verwenden Sie die Tabelle zur groben Orientierung und den Rechner für Ihre genaue Zulauftemperatur — schon wenige Grad Unterschied bei \(T_c\) verändern das Ergebnis spürbar.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich die Größe eines Durchlauferhitzers von Hand?
Multiplizieren Sie den Durchfluss in l/min mit der Temperaturerhöhung in °C und mit 0,073: \(P = Q \times (T_h - T_c) \times 0.073\). Eine Dusche mit 6 l/min und einer Temperaturerhöhung von 35 °C benötigt zum Beispiel \(6 \times 35 \times 0.073 \approx 15.3\) kW. Verwenden Sie immer die kälteste winterliche Zulauftemperatur, nicht das Jahresmittel, sonst sinkt die Leistung des Geräts im Winter.
Kann ich diesen Rechner für gasbefeuerte Durchlauferhitzer verwenden?
Ja, aber Sie müssen den Wirkungsgrad berücksichtigen. Elektrische Geräte wandeln nahezu 100 % der zugeführten Leistung in Wärme um, während Gasgeräte 15–25 % über das Abgassystem verlieren. Wenn ein Gasgerät einen Wirkungsgrad von 80 % hat und der Rechner 30 kW ausweist, teilen Sie durch 0,80 und erhalten etwa 37,5 kW erforderliche Gasleistung. Beachten Sie außerdem, dass Gasgeräte meist in BTU/h angegeben sind: 1 kW ≈ 3412 BTU/h.
Welchen Durchfluss brauche ich für eine Dusche, eine Küchenspüle oder ein Waschbecken?
Typische Bedarfswerte sind 4–6 l/min für eine Dusche, 2–4 l/min für eine Küchenspüle und 1–2 l/min für ein Waschbecken. Wenn zwei Armaturen gleichzeitig laufen können, addieren Sie ihre Durchflüsse, bevor Sie die Leistung berechnen — eine 6-l/min-Dusche plus ein 3-l/min-Hahn bedeutet eine Auslegung auf 9 l/min. Andernfalls kommt das Wasser kühler heraus als erwartet, wenn beide geöffnet sind.
Wie viele kW brauche ich für einen Ganzhaus-Durchlauferhitzer?
Für eine typische Dusche (6 l/min) mit winterlichem Zulaufwasser von 10 °C und 40 °C Auslasstemperatur benötigen Sie etwa 13 kW. Wenn eine Dusche und eine Spüle gleichzeitig mit 45 °C versorgt werden sollen, sind es rund 26 kW. Elektrische Ganzhaus-Geräte reichen von 24 bis 36 kW und erfordern fast immer einen Drehstromanschluss und eine eigene Zuleitung — prüfen Sie vor dem Kauf die Anschlussleistung Ihres Hauses.
Wie rechne ich das Ergebnis in Gallonen pro Minute (GPM) um?
Der Rechner arbeitet mit l/min; zur Umrechnung gilt: 1 US-Gallone ≈ 3,785 Liter, also teilen Sie l/min durch 3,785, um US-GPM zu erhalten. 6 l/min entsprechen zum Beispiel ≈ 1,6 GPM, und ein typischer US-Duschkopf mit 2,5 GPM entspricht etwa 9,5 l/min. Für britische Gallonen (UK) gilt: 1 gal ≈ 4,546 l.
Warum liefert mein Durchlauferhitzer im Winter kühleres Wasser?
Weil das Zulaufwasser kälter ist und dieselbe Leistung somit eine geringere Temperaturerhöhung bewirkt. Ein 24-kW-Gerät, das im Sommer 12 l/min bei einer Temperaturerhöhung von 30 °C liefert, braucht im Winter womöglich eine Erhöhung von 45 °C, wodurch der erreichbare Durchfluss auf etwa 7,3 l/min sinkt. Das ist Physik, kein Defekt — legen Sie das Gerät auf die Winterbedingungen aus oder akzeptieren Sie einen geringeren Winterdurchfluss.
Auf welche Warmwassertemperatur sollte ich einen Durchlauferhitzer einstellen?
Die meisten Menschen duschen bei 38–42 °C angenehm; eine Einstellung von 40–45 °C am Wasserhahn ist effizient und sicher. Temperaturen über 49 °C am Wasserhahn bergen ein Verbrühungsrisiko, besonders für Kinder und ältere Menschen — verwenden Sie ein thermostatisches Mischventil, wenn das Gerät oder ein entferntes Badezimmer heißeres Wasser benötigt. Hohe Einstellungen verstärken zudem die Kalkbildung in Gebieten mit hartem Wasser.