Kühlleistung strömender Fluide – P = ṁ · c · ΔT

Die Formel P = ṁ · c · ΔT beschreibt die Wärmeleistung, die ein strömendes Fluid aufnimmt oder abgibt. Sie ist fundamental für die Auslegung von Wärmetauschern, Kühlkreisläufen und Heizsystemen.

Größe	Symbol	Einheit	Bedeutung
Kühlleistung	P	W	Wärmestrom des Fluids
Massenstrom	ṁ	kg/s	Durchflussmenge
Wärmekapazität	c	J/(kg·K)	Wärmespeicherfähigkeit des Fluids
Temperaturdifferenz	ΔT	K	Tein − Taus

Spezifische Wärmekapazitäten typischer Kühl- und Heizfluide

Fluid	c [J/(kg·K)]	Dichte [kg/m³]	Anwendung
Wasser (20 °C)	4.182	998	Heizung, Industriekühlung
Wasser (80 °C)	4.196	972	Heizungsrücklauf
Wasser-Glykol 30 %	3.820	1.040	Frostschutz bis −15 °C
Wasser-Glykol 50 %	3.480	1.065	Frostschutz bis −37 °C
Hydrauliköl	1.900	870	Hydrauliksysteme
Motorenöl (SAE 30)	1.900	875	Motorschmierung
Luft (20 °C, 1 bar)	1.005	1,20	Luftkühlung, Klimatechnik
R134a (flüssig, 20 °C)	1.460	1.206	Kältemaschinen

Berechnungsbeispiele

Beispiel 1: Motorkühlung

Motorkühlwasser (50% Glykol): ṁ = 3 kg/s, c = 3480 J/(kg·K), ΔT = 20 K:

• P = 3 × 3480 × 20 = 208.800 W ≈ 209 kW
• Das entspricht der Abwärme, die der Kühler abführen muss

Beispiel 2: Gebäudeheizung

Heizungswasser: ṁ = 1,5 kg/s, c = 4182 J/(kg·K), ΔT = 15 K (Vor-/Rücklauf):

• P = 1,5 × 4182 × 15 = 94.095 W ≈ 94 kW

Beispiel 3: Druckluft-Nachkühler

Luft: Massenstrom ṁ = 0,5 kg/s, c = 1005 J/(kg·K), ΔT = 80 K (Abkühlung von 120 °C auf 40 °C):

• P = 0,5 × 1005 × 80 = 40.200 W = 40,2 kW

Volumenstrom ↔ Massenstrom

Häufig wird der Volumenstrom V̇ [m³/h oder l/min] gemessen. Umrechnung:

ṁ = ρ · V̇ (ρ = Dichte in kg/m³)

Fluid	Volumenstrom [m³/h]	Dichte [kg/m³]	Massenstrom [kg/s]
Wasser	5	998	5 × 998 / 3600 = 1,39
Glykol 50%	3	1.065	3 × 1065 / 3600 = 0,89
Hydrauliköl	10	870	10 × 870 / 3600 = 2,42