Wärmepumpen-Leistung: So dimensionierst du die Wärmepumpe richtig

Für ein effizientes Heizsystem muss die Leistung der Wärmepumpe stimmen. Ist das der Fall, verbraucht das Gerät nicht mehr Strom als notwendig. Wie viel Leistung braucht eine Wärmepumpe genau und was passiert, wenn diese zu hoch oder zu niedrig ist?

In diesem Artikel erfährst du, wie du die korrekte Leistung ermitteln kannst und wovon diese abhängt. Wir werfen einen Blick auf verschiedene Anwendungsfälle von Wärmepumpen - beispielsweise Neu- und Altbau sowie Ein- und Mehrfamilienhäuser.

Mit der richtigen Leistung arbeitet die Wärmepumpe effizient. Siehst du dir den Wirkungsgrad von Wärmepumpen an, beträgt der zwischen 300 und 500 %. Das bedeutet: 1 kWh elektrische Energie wird durch die Nutzung der Umweltwärme in 3 - 5 kWh thermische Energie umgewandelt.

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist um ein Vielfaches größer als bei Gasheizungen. Eine Wärmepumpe mit 12 kW Leistung verbraucht mit ca. 6.000 kWh pro Jahr vergleichsweise wenig Strom. Der genaue Stromverbrauch einer Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren, wie dem Gebäudezustand und der zu beheizenden Fläche, ab.

Mit der im Produktdatenblatt angegebenen Leistung ist die Heizleistung einer Wärmepumpe gemeint. Hat eine Wärmepumpe 12 kW, ist das die maximale Leistung. 

Die entscheidende Frage bei der Leistung lautet: Wie viel kW Energie muss eine Wärmepumpe liefern, um alle Räume in einem Haus an kalten Tagen zu beheizen bzw. auf eine Temperatur von 20° C zu bringen? Temperaturfühler messen, wie warm oder kalt es in den Innenräumen ist. Übersteigt die Temperatur den Wert, schaltet sich die Wärmepumpe aus. Ist er zu niedrig, muss die Wärmepumpe mehr leisten.

Neben der Heizleistung bzw. der thermischen Leistung einer Wärmepumpe spielt die elektrische Anschlussleistung eine wichtige Rolle. Mit der ist die maximale elektrische Leistung gemeint, die eine Wärmepumpe aus dem Stromnetz entnehmen kann und mit der sie effizient arbeitet. 

Noch einmal zur Erinnerung: Die Wärmepumpe braucht die Leistung für den kompletten Arbeitsprozess. Sie ist nötig, um die Wärmeenergie mittels Verdampfer an das Kältemittel - das sogenannte Arbeitsmedium - zu übertragen. Das gasförmige Kältemittel wird im Verdichter mit einem Kompressor verdichtet. Im Kondensator wird es mit der gewünschten Vorlauftemperatur auf den Wärmespeicher übertragen. 

Die elektrische Anschlussleistung einer Wärmepumpe solltest du berücksichtigen, wenn es um die Stromversorgung und die richtige Dimensionierung der Wärmepumpe geht. Du stellst sicher, dass die elektrische Anschlussleistung für die Anforderungen der Wärmepumpe ausreicht und das Gerät effizient arbeitet. Mit einer höheren Anschlussleistung gehen auch höhere Stromkosten einher. Es ist mehr Energie notwendig, um die nötige Wärme zu erzeugen.

Hinweis: Für die elektrische Leistung müssen die Voraussetzungen am Gebäude gegeben sein. Das elektrische System muss dafür ausgelegt sein, die Leistung zu liefern. Andernfalls kann es zu Überlastungen und Problemen im Stromnetz kommen.

Wie hoch die elektrische Anschlussleistung der Wärmepumpe genau sein sollte, hängt beispielsweise von der Größe der Wärmepumpe und der Art des Verdichters ab. Die Berechnung ist komplex und erfordert spezielle Rechnungsmethoden. Aus diesem Grund solltest du sie einem Profi überlassen. Um die elektrische Anschlussleistung zu berechnen, benötigst du folgenden Werte:

Aus diesen beiden Werten berechnest du die elektrische Anschlussleistung der Wärmepumpe für dein Einfamilienhaus. Dazu nutzt du die folgende Formel:

elektrische Anschlussleistung (kW) = Heizlast (kW) : COP

Hinweis: Du erhältst mit dieser Formel nur einen theoretischen Wert. Bei der elektrischen Anschlussleistung sind die Art der Wärmepumpe und die Außentemperaturen ebenfalls relevant.

Wie hoch die Leistung einer Wärmepumpe sein muss, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Schaue dir die Voraussetzungen des Gebäudes an:

Neben diesen gibt es eine Reihe weiterer Einflussfaktoren. Beispielsweise beeinflussen die Ausrichtung des Hauses, das individuelle Nutzungsverhalten sowie die Anzahl und Größe der Fenster die Leistung von Wärmepumpen.

Luft-Luft- und Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft, um Wärme zu erzeugen. In der meisten Zeit des Jahres ist das kein Problem. Im Winter fallen die Temperaturen niedriger aus, sodass der Unterschied zur Vorlauftemperatur höher ist. Die Wärmepumpe muss mehr Leistung bringen und das sorgt für einen höheren Stromverbrauch.

Bei Erd- und Wasserwärmepumpen ist das weniger ein Problem, da der Temperaturunterschied ganzjährig auf einem ähnlichen Niveau bleibt. Der Grund: Im Erdreich und Grundwasser herrschen das ganze Jahr über die gleichen Temperaturen.

Schaust du dir den Durchschnittsverbrauch dieser drei Wärmepumpentypen an, wird der Unterschied deutlich:

Um für jeden Bedarf die richtige Wärmepumpe zu erhalten, bieten Hersteller verschiedene Leistungen an. Die meisten Geräte haben eine Leistung zwischen 7 und 13 kW. Einige Hersteller bieten leistungsstarke Modelle an, sodass du auch Wärmepumpen mit 20 kW oder sogar 50 und 100 kW bekommst. Für den normalen Gebrauch in einem Einfamilienhaus reichen die normalen Leistungen einer Wärmepumpe bis 14 kW aus.

Die Leistung einer Wärmepumpe berechnen Energieberater auf Basis der genormten Heizlastberechnung nach DIN EN 12831. Fragst du dich jetzt: Kann ich das nicht selbst machen? Die Antwort lautet: Nein, denn die Berechnung ist komplex. Zudem braucht es eine detaillierte Gebäudeanalyse. Wir empfehlen dir, die Berechnung einem Profi zu überlassen.

Bei der Heizlastberechnung berücksichtigt der Energieberater verschiedene Faktoren:

Neben der komplexen Berechnungsmethode steht dir eine Alternative zur Verfügung. Mit der kannst du die benötigte Leistung der Wärmepumpe grob überschlagen. Die solltest du unter Vorbehalt betrachten, da der spezifische Wärmebedarf vom genauen Zustand des Gebäudes abhängt.

Wie gehst du vor, wenn du berechnen willst, wie viel kW eine Luftwärmepumpe braucht?

Um für die Wärmepumpe die Leistung zu berechnen, kannst du diese einfache Formel nutzen:

Gebäudewärmebedarf = Wohnfläche x spezifischer Wärmebedarf

Wichtig: In dieser Formel ist die Warmwasseraufbereitung noch nicht einberechnet. Um diese einzukalkulieren, schlägst du auf das Ergebnis 20 % auf.

Die Wohnfläche deines Hauses kennst du sicherlich. Doch was ist mit dem spezifischen Wärmebedarf? Die Basis für diesen Wert bilden das Baujahr und die Bauweise eines Gebäudes. Er beschreibt, wie hoch der Wärmebedarf pro Kilowatt und Quadratmeter ist. Du brauchst diese Werte nicht selbst ermitteln, sondern kannst sie der folgenden Übersicht entnehmen:

Passivhaus: 0,015 kW pro m²
Neubau nach GEG: 0,04 kW pro m²
Neubau mit Standardwärmedämmung: 0,06 kW pro m²
Sanierter Altbau mit Wärmedämmung: 0,08 kW pro m²
Neubau ohne Wärmedämmung: 0,08 kW pro m²
Altbau ohne Wärmedämmung: 0,12 kW pro m²

Möchtest du genauer berechnen, wie viel kW eine Wärmepumpe braucht? Wir empfehlen dir einen Online-Heizlastrechner. In dem kannst du zusätzliche Werte, wie eine Dachdämmung und Isolierverglasung, eingeben.

Mit dem Gebäudewärmebedarf liegt dir eine erste Einschätzung für die notwendige Leistung der Wärmepumpe vor. Bei welchem Wert lohnt es sich, eine Wärmepumpe einzubauen? 

Ist bei deiner Berechnung ein deutlicher höherer Wert herausgekommen, solltest du vor dem Einbau einer Wärmepumpe dein Gebäude energetisch sanieren. Ein Energieberater hilft dir dabei, den Wärmebedarf im Haus zu reduzieren. Das kann z. B. eine verbesserte Dämmung oder der Einbau von Flächenheizungen sein.

Eine Wärmepumpe muss effizient arbeiten und gleichzeitig die Räume in deinem Haus gut beheizen. Um das sicherzustellen, muss die Anlage richtig dimensioniert sein. Was passiert, wenn das nicht der Fall ist?

Doch wie viel kW braucht eine Wärmepumpe pro m²?

Als Empfehlung für die richtige Dimensionierung können wir dir folgende Wärmepumpen-Leistung mit an die Hand geben. Sie sollte zwischen 0,015 und 0,12 Kilowatt pro Quadratmeter liegen. Das ist eine grobe Empfehlung. Wichtig ist, dass du die Einflussfaktoren berücksichtigst.

Wir können dir nicht pauschal sagen, welche Leistung einer Wärmepumpe im Neubau und Altbau empfehlenswert ist. Es spielen viele Faktoren eine Rolle. Ein paar Richtwerte möchten wir dir an die Hand geben. 

In einem Neubau herrschen die besten Voraussetzungen für eine effizient arbeitende Wärmepumpe. Der Dämmstandard ist hoch, sodass ein geringerer Wärmebedarf besteht als im sanierten Altbau. Noch einmal zur Erinnerung, wie groß der Wärmebedarf in Neubauten ist:

Die Wärmepumpe braucht unter diesen Voraussetzungen eine geringere Leistung. Sie muss nicht so viel Wärme erzeugen, da weniger verloren geht als in einem unsanierten Gebäude.

Beispiel: Ein guter Dämmstandard ist im Neubau gegeben. Gehen wir davon aus, dass du eine Fußbodenheizung hast. Als Einflussfaktoren musst du zusätzlich die Wohnfläche, die Warmwasseraufbereitung und dein Nutzungsverhalten berücksichtigen. In diesem Fall ist eine Leistung zwischen 7 und 14 kW für eine Luftwärmepumpe empfehlenswert.

Möchtest du eine Wärmepumpe im Altbau nutzen, kommt es besonders auf den Sanierungszustand des Gebäudes an. Im Idealfall ist der Altbau saniert, sodass kein hoher Wärmebedarf besteht. Lebst du in einem sanierten Altbau mit einer guten Wärmedämmung und einer Wohnfläche von 200 m² empfiehlt sich eine 16-kW-Wärmepumpe.

Welche Auswirkungen hat ein höherer Wärmebedarf auf die Leistung?

Liegt der Wärmebedarf höher, brauchst du mehr Heizwärme. Sind Wände, Fenster und Türen nicht ausreichend gedämmt, verliert das Gebäude ständig Wärme. Das führt dazu, dass die Wärmepumpe mehr Leistung bringen muss, um die Temperaturen zu halten. Bei einer guten Wärmedämmung entweicht wenig Wärme. Folglich verbraucht die Wärmepumpe nicht so viel Strom.

Hinweis: Bevor du eine Wärmepumpe im Altbau einbaust, solltest du einen Energieberater bitten, den energetischen Zustand des Gebäudes zu überprüfen. Er kann dir Empfehlungen zu notwendigen Sanierungsmaßnahmen geben.

Der grundlegende Unterschied bei Mehrfamilienhäusern ist: Mehrere Wohneinheiten müssen mit Heizwärme versorgt werden. Das erfordert eine höhere Leistung der Wärmepumpe. Die Dimensionierung der Wärmepumpe hängt von der Anzahl der Wohnungen ab. Ein Gebäude mit 4 Wohneinheiten hat einen geringeren Wärmebedarf als eines mit 10 Wohneinheiten.

Bei Mehrfamilienhäusern ist eine Kaskadierung von Wärmepumpen in den meisten Fällen nötig. Das bedeutet: Es werden mehrere Luftwärmepumpen eingesetzt, um den kompletten Gebäudekomplex mit Heizwärme zu versorgen. Diese Vorgehensweise macht es möglich, dass du sie an den Bedarf anpassen kannst.

Möchtest du für ein Mehrfamilienhaus nur das Warmwasser mit einer Wärmepumpe aufbereiten, eignet sich eine Warmwasser-Wärmepumpe. Diese nutzt die warme Abluft aus dem Keller bzw. Hauswirtschaftsraum.

Ob du die Wohnungen eines Mehrfamilienhauses mit einer Wärmepumpe beheizen oder nur Warmwasser aufbereiten möchtest - In beiden Fällen ist ein Pufferspeicher notwendig, der größer dimensioniert ist als bei Einfamilienhäusern. 

Tipp: Eine Überlegung wert sind dezentrale Wärmepumpen. Das sind Mini-Wärmepumpen, die sich in jeder Wohnung befinden. Das warme Wasser können die Bewohner sowohl als Brauchwasser als auch für die Fußbodenheizung nutzen.

Die Empfehlung für Wärmepumpen für Mehrfamilienhäuser liegt deutlich über der Wärmepumpen-Leistung für Einfamilienhäuser. 

Beispiel: Nehmen wir einmal an, bei dem Mehrfamilienhaus handelt es sich um einen sanierten Altbau. Es besteht ein Wärmebedarf von 0,08 kW pro m². Beträgt die zu beheizende Fläche 800 m², ergibt sich eine Leistung von 64 kW. Willst du die Wärmepumpen zusätzlich zur Warmwasseraufbereitung nutzen, liegen wir bei 76,8 kW. Bei einem unsanierten Altbau bräuchtest du eine Wärmepumpe mit 96 kW bzw. 115,2 kW.

Bei der Auswahl der richtig dimensionierten Wärmepumpe gilt es, die optimale Lösung zu wählen. Es hilft, die Anschaffungs- und Betriebskosten gegeneinander abzuwägen. Die Kosten einer Wärmepumpe für Anschaffung und Betrieb hängen nicht nur von der Leistung ab, sondern auch von der Wärmepumpenart. Erfahre, mit welchen Preisen du rechnen kannst, wenn du eine Wärmepumpe kaufst.

Bei den Preisen solltest du nicht nur die reinen Anschaffungskosten der Wärmepumpe betrachten, sondern auch die Betriebskosten. Von denen hängt ab, ob sich die Wärmepumpe lohnt. Beispielsweise ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe zwar am teuersten, hat aber nur Betriebskosten von 1.100 € pro Jahr. Bei einer Luftwärmepumpe sind es jährlich 1.600 €. 

Preise für Wärmepumpenarten:

Sole-Wasser-Wärmepumpe: bis zu 27.000 €
Wärmepumpe mit Erdkollektor: bis zu 16.000 €
Wasser-Wasser-Wärmepumpe: bis zu 23.000 €
Luft-Wasser-Wärmepumpe: 8.000 - 16.000 €
Luft-Luft-Wärmepumpe: 11.000 €

Hinweis: Diese Preise sind vom Stand Mitte Dezember 2023. Aufgrund von Preissteigerungen können sich diese im Laufe der Zeit erhöhen.

Mit Blick auf die Leistung verschiedener Wärmepumpentypen ergeben sich noch genauere Preisspannen:

Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 12 kW: 6.000 - 12.000 €
Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 22,6 kW: 10.000 - 18.000 €
Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 12 kW: 8.000 - 15.000 €
Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 16 kW: 10.000 - 17.000 €

Beachte bitte, dass die angegebenen Preise von Hersteller und Modell abhängen und variieren können.

Die Kosten für Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern liegen noch einmal höher. Sie müssen größer dimensioniert sein. Daraus resultieren höhere Preise. 

Beispiel: Brauchst du insgesamt eine Leistung von 48 kW, empfiehlt sich eine Kaskadierung von 4 Wärmepumpen à 12 kW. Mit Luft-Wasser-Wärmepumpen ergeben sich Gesamtkosten von 32.000 - 64.000 €. Hinzu kommen die Installationskosten.

Bei einer Erdwärmepumpe liegen die Anschaffungskosten bei 10.000 - 12.000 €. Hinzu kommen ca. 20.000 € für die Installation. 

Eine Wärmepumpe muss effizient arbeiten und dafür richtig dimensioniert sein. Um die passende Leistung zu bestimmen, liefert dir die oben genannte Formel einen groben Anhaltspunkt. Zudem berücksichtigst du Einflussfaktoren, wie z. B. den energetischen Zustand des Gebäudes und die Wohnfläche. 

Tipp: Setze dich mit deinem Energieberater zusammen. Er berechnet die Leistung für deine Wärmepumpe genau. Nur auf dieser Grundlage kannst du eine richtig dimensionierte und effizient arbeitende Wärmepumpe anschaffen. 

Haben regionale Energiepreise einen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen?

Alle Arten von Wärmepumpen sind auf Stromzufuhr angewiesen. Wer die Wärmepumpe nicht durch Photovoltaik selbst mit Energie versorgen kann, ist daher von regionalen Energiepreisen abhängig. 

Wie unterscheidet sich die Lebensdauer bei den verschiedenen Arten von Wärmepumpen?

Je besser die Wärmepumpe eingestellt ist, desto höher ist ihre Lebensdauer. Die Lebensdauer einer Wärmepumpe liegt im Durchschnitt bei 10 bis 15 Jahren.