Leistung und Größe einer Wärmepumpe berechnen

Auslegung Wärmepumpe: Heizleistung als wesentlicher Faktor

Bei der Heizleistung handelt es sich um den Wert, den ein Heizsystem an kalten Tagen liefern muss, um alle Räume im Haus auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Ist das Heizsystem zu gering ausgelegt, wird das Haus nicht ausreichend warm. Ist es zu groß dimensioniert, arbeitet es nicht mehr effizient und verbraucht unnötig viel Energie – was im Falle der Wärmepumpe einen zu hohen Stromverbrauch zur Folge hätte. Welche Leistung eine Wärmepumpe aufbringen muss, um effizient zu arbeiten, hängt daher unter anderem von diesen Faktoren ab:

• Wie groß ist die zu beheizenden Fläche?
• Wie hoch sind die Vorverbräuche der Heizung?
• Über welchen Dämmzustand verfügt das Gebäude?
• Welches Klima herrscht in der Region?
• Verfügt das Haus über ausreichend große Heizkörper oder eine Fußbodenheizung?
• Wie sind die persönlichen Heizgewohnheiten?

Bereiche der Heizlastberechnung

Unter Berücksichtigung aller oben genannten Faktoren lässt sich das Verfahren zur Heizleistungsberechnung in folgende Bereiche unterteilen:

• Aufheizreserven berücksichtigen:

Bei einer Heizpause wird die gespeicherte Wärme aus Decken, Böden und Wänden an den kühleren Raum abgegeben. Ist die Heizung wieder in Betrieb, nehmen diese die freigegebene Wärme wieder auf. Das Heizsystem muss kurzzeitig mehr Energie aufbringen, um das gewünschte Temperaturniveau wieder zu erreichen. Diese zusätzliche Aufheizleistung wird bei der Berechnung der Heizlast ebenfalls berücksichtigt.

• Transmissionswärmeverluste ermitteln

Der Transmissionswärmeverlust beschreibt, wie viel Wärme ein Gebäude über Dach, Fenster, Türen und Wände verliert. Je besser die Dämmeigenschaften – auch U-Wert genannt – der Bauteile sind, umso weniger Energie geht verloren. Auch die Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenbereich sowie Wärmebrücken werden bei der Ermittlung berücksichtigt.

• Lüftungswärmeverluste ermitteln

Für die Ermittlung der Lüftungswärmeverluste ziehen Experten die thermische Energie, die beim Lüften verloren geht, in die Berechnung mit ein. Darüber hinaus spielen Undichtigkeiten der Gebäudehülle ebenfalls eine Rolle zur Berechnung der Lüftungswärmeverluste. Weist ein Haus einen hohen Luftwechsel auf, steigt der Wärmeverlust.

• Warmwasserverbrauch berücksichtigen

Neben der Herstellung von Raumwärme muss das Heizsystem in der Regel auch Trinkwasser erwärmen. Wie hoch der Verbrauch ausfällt, hängt vor allem von der Art der Warmwasserbereitung ab. Wird ein Speichersystem genutzt, verbraucht dieses allgemein weniger Leistung als ein Durchlaufsystem. Da die Heizleistung bei neuen bzw. sanierten Gebäuden sehr gering ausfallen kann, sollte die Warmwasserbereitung hier besonders berücksichtigt werden, damit die Wärmepumpe nicht zu gering dimensioniert wird.

Größe für die Wärmepumpe berechnen

Zur korrekten Dimensionierung einer Wärmepumpe nutzen Experten die genormte Heizlastberechnung nach DIN EN 12831, mit der sich der Wärmebedarf bzw. die Heizlast bestimmen lässt. Um einen schnellen Überblick zu erhalten, können allerdings auch Richtwerte hinzugezogen werden. Diese orientieren sich an dem Baujahr und der Bauweise des Gebäudes und zeigen überschlägig, wie hoch der Gesamtwärmebedarf pro Kilowatt (kW) und m² Wohnfläche ausfällt. Für die Wärmepumpe gelten demnach folgende Richtwerte:

Für die überschlägige Berechnung der Heizleistung dient folgende Faustformel, in der die spezifischen Werte zum Wärmebedarf mit der zu beheizenden Wohnfläche multipliziert werden:

Wohnfläche [m²] × spezifischer Wärmebedarf [kW/m²] = Gebäudewärmebedarf [kW]

Beispiel: Ein sanierter Altbau weist eine zu beheizende Wohnfläche von 150 m² auf:

150 m² x 0,08 kW/m² = 12 kW

Ergebnis: Die Wärmepumpe muss eine Heizleistung von 12 kW aufbringen.

Wie viel Strom braucht eine 12 kW Wärmepumpe?

Bei einer Heizleistung von 12 kW benötigt eine Wärmepumpe – je nach Typ, Gebäude und individuellem Nutzerverhalten – rund 6.000 kWh Strom pro Jahr. Dieser vergleichsweise geringe Verbrauch liegt am hohen Wirkungsgrad einer Wärmepumpe. Denn sie können aus einer kWh Strom drei bis fünf kWh Wärme produzieren.

Zum Vergleich: der Wirkungsgrad einer Gasheizung liegt bei unter eins. Der jährliche Gasverbrauch würde unter denselben Umständen demnach zwischen 18.000 und 30.000 kWh liegen.

Stromverbrauch der Wärmepumpe berechnen

Möchten Sie den Stromverbrauch der Wärmepumpe selber ermitteln, muss neben der Heizleistung auch der Wirkungsgrad berücksichtigt werden. Die Angabe dazu erfolgt seitens des Wärmepumpenherstellers durch den sog. Coeffcienct of Performance (COP) bzw. Seasonal Coefficient of Performance (SCOP). Dieser wird unter Laborbedingungen ermittelt und gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe unter vergleichbaren Betriebsbedingungen arbeitet. Der SCOP ist dabei etwas genauer, da er zusätzlich noch die klimatischen Verhältnisse in die Berechnung mit einbezieht.

Ist die Wärmepumpe ein Jahr in Betrieb, kann die effektive Leistungszahl – die sog. Jahresarbeitszahl (JAZ) – bestimmt werden. Effiziente Wärmepumpen sollten eine Jahresarbeitszahl zwischen 3 und 4 aufweisen.

Für alle Werte gilt: Je höher die Zahl ausfällt, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe und verbraucht demzufolge weniger Strom.

Faustformel zur Berechnung des Stromverbrauchs:

Heizleistung / Effizienzwert (JAZ/COP/SCOP) x Heizstunden = Stromverbrauch pro Jahr

Beispiel: Sie nutzen eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 4, benötigen eine Heizleistung von 12 Kilowatt und nutzen die Wärmepumpe 2.000 Stunden lang:

(12 kW / 4 JAZ) x 2.000 h = 6.000 kWh

Ergebnis: Ihre Wärmepumpe würde in diesem Fall 6.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr benötigen. Bei einem Strompreis von 40 Cent/kWh wären das 2.400 Euro.

Um die Stromkosten zu senken, empfiehlt sich ein spezieller Stromtarif für Wärmepumpen, den viele Energieversorger mittlerweile anbieten. Durch diesen können die Stromkosten nochmals um 20 bis 25 Prozent verringert werden.

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Fazit: Leistung und Größe einer Wärmepumpe berechnen

Wer vorab eine Vorstellung hinsichtlich Leistung und Verbrauch einer Wärmepumpe bekommen möchte, kann dies anhand von Überschlagswerten und Formeln ermitteln. Bevor Sie sich für eine Wärmepumpe entscheiden, sollte die Berechnung zur Leistung jedoch immer von einem Fachmann durchgeführt werden. Die korrekte Dimensionierung spielt eine große Rolle hinsichtlich Effizienz und ist in der Regel sehr komplex. Wurde eine falsche Größe gewählt, fällt der Stromverbrauch unnötig hoch aus oder das Haus wird nicht ausreichend warm.

Wenn Sie sich für die Luft-Wasser-Wärmepumpe von thermondo entscheiden, begleiten wir Sie von Anfang an bei allen notwendigen Schritten. Bereits bei der ersten Begehung prüfen unsere Experten, welche Leistung und Größe Ihre Wärmepumpe haben sollte. Im Anschluss erstellen wir Ihnen ein Festpreisangebot und reichen dies für den Erhalt der staatlichen Wärmepumpen-Förderung beim BAFA ein.

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