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SimuPipe

Dämmstärke-Rechner für Rohrleitungen

Berechnen Sie den Wärmeverlust gedämmter Rohre oder die erforderliche Dämmstärke für eine vorgegebene Oberflächentemperatur. Mit natürlicher und erzwungener Konvektion, Wärmestrahlung und einer Vergleichstabelle für gängige Dämmstärken.

Rohr
Dämmung

Allzweck, für hohe Temperaturen

W/(m·K)

Typisch: 0,9 (übliche Mantelbleche), 0,1 (blanker Aluminium-Mantel)

Bedingungen
°C
°C
W/(m²·K)

Typisch: 500-10.000 (Flüssigkeiten), 20-200 (Gase), 5.000-50.000 (kondensierender Dampf)

Wärmeverlust
Wärmeverlust48.6 W/m
Wärmestromdichte (Oberfläche)72.1 W/m\u00B2
Oberflächentemperatur28.4 °C
Dämmwirkung93.6 %
Wärmeverlust blank756.3 W/m
Oberflächentemperatur blank147.4 °C
Wärmewiderstände
Innerer Film (R_i)0.00311 K·m/W
Rohrwand (R_pipe)0.000354 K·m/W
Dämmung (R_ins)2.50 K·m/W
Außenseite (R_o)0.173 K·m/W
Gesamt (R_total)2.68 K·m/W
Außen-h (Konv. + Strahl.)8.6 W/(m\u00B2·K)
Vergleich gängiger Dämmstärken
Stärke (mm)Wärmeverlust (W/m)Oberflächentemp. (°C)Wärmestromdichte (W/m²)Dämmwirkung (%)
13125.847.0285.483.4
1995.940.1200.587.3
2578.836.0152.689.6
3069.233.6126.390.9
3858.631.098.092.3
4056.530.492.692.5
5048.628.472.193.6
6043.027.058.494.3
7537.325.644.995.1
8035.825.241.595.3
10031.324.131.795.9
12527.523.224.096.4
15024.822.619.196.7
20021.421.913.297.2

Über die Berechnung der Rohrdämmung

Eine Rohrdämmung verringert den Wärmeverlust (oder -eintrag) zwischen Prozessfluid und Umgebung. Die richtige Dämmstärke ist ein Kompromiss zwischen Energieeinsparung, Materialkosten und Bauraum.

Wärmeübertragungsmechanismen

Wärme strömt vom Prozessfluid über mehrere in Reihe geschaltete Widerstände: den inneren Film (Konvektion vom Fluid zur Rohrwand), die Wärmeleitung durch die Rohrwand, die Wärmeleitung durch die Dämmschicht und schließlich Konvektion und Strahlung von der Außenoberfläche an die Umgebung.

Wärmeübertragung an der Außenseite

Der äußere Wärmeübergangskoeffizient setzt sich aus natürlicher Konvektion (Churchill-Chu für horizontale Zylinder), erzwungener Konvektion durch Wind (Hilpert-Korrelation) und Wärmestrahlung zusammen. Wind erhöht den Wärmeverlust deutlich — schon mäßiger Wind kann den äußeren Wärmeübergangskoeffizienten verdoppeln.

Berührungsschutz

Ein verbreitetes Auslegungskriterium ist eine Oberflächentemperatur unter 60 °C (140 °F) zum Berührungsschutz von Personal. Verwenden Sie den Modus für die erforderliche Stärke, um die Mindest-Dämmstärke zur Einhaltung dieser Grenze zu ermitteln.

Für Druckverlustberechnungen nutzen Sie unseren Druckverlust-Rechner. Für Dampfeigenschaften siehe unsere Wasserdampftafel. Für die Berechnung der Tauwasserbildung in Rohren mit warmer Luft in kalter Umgebung verwenden Sie den Rohrkondensations-Rechner. Für Kondensatlasten in Dampfanlagen siehe den Kondensatlast-Rechner. Für die vollständige Simulation von Rohrleitungsnetzen probieren Sie SimuPipe.

Häufig gestellte Fragen

Wie viel Wärme verliert eine ungedämmte Dampfleitung?
Ein ungedämmtes NPS-4-Stahlrohr mit Dampf bei 10 bar (180 °C) in einer 20-°C-Umgebung verliert rund 500-600 W pro Meter. Das entspricht etwa 1 kg Kondensat pro Meter und Stunde - oder mehr als 8.000 EUR jährlich an verschwendetem Brennstoff je 100 m Rohr. 50 mm Mineralwolle reduzieren den Verlust um über 90 %.
Welche Dämmstärke benötige ich?
Die erforderliche Stärke hängt von Prozesstemperatur, Umgebungsbedingungen, Dämmstoff und Ziel ab (Energieeinsparung, Berührungsschutz oder Tauwasserschutz). Der Modus für die erforderliche Stärke findet die kleinste Dämmstärke, die Ihre Vorgabe einhält. Als Anhalt: 25-50 mm bis 100 °C, 50-75 mm bei 100-250 °C, 75-100 mm bei höheren Temperaturen.
Was ist der Unterschied zwischen Mineralwolle und Calciumsilikat?
Mineralwolle (Stein- oder Glaswolle) hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,04 W/m·K und ist bis 250-300 °C wirtschaftlich. Calciumsilikat hat rund 0,06 W/m·K, hält aber Temperaturen bis 650 °C aus und besitzt sehr gute Druckfestigkeit. Für Hochtemperatur-Dampfleitungen ist Calciumsilikat Standard, bei mittleren Temperaturen ist Mineralwolle wirtschaftlicher. Dieser Rechner enthält Wärmeleitwerte für beide.
Wie wirkt sich der Wind auf den Wärmeverlust freiliegender Rohre aus?
Wind erhöht den Wärmeverlust drastisch durch Steigerung des äußeren Konvektionskoeffizienten. Bei stiller Luft liegt der äußere Filmwert bei 5-10 W/m²·K, bei 5 m/s Wind bei 25-35 W/m²·K. Im Außenbereich kann der Wärmeverlust 2-3-mal so hoch sein wie im Innenbereich. Dieser Rechner berücksichtigt die Windgeschwindigkeit in der äußeren Wärmeübergangsberechnung.
Welche Oberflächentemperatur gilt zum Berührungsschutz?
Die meisten Sicherheitsregeln verlangen, dass gedämmte Oberflächen bei zugänglichen Stellen unter 60 °C (teilweise 50 °C) bleiben. Das ist das Hauptkriterium für zugängliche Rohrleitungen in Anlagen, Kraftwerken und Gebäuden. Der Modus für die erforderliche Stärke kann eine maximale Oberflächentemperatur als Ziel vorgeben und liefert die nötige Dämmstärke.

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