Wie hoch ist der Stromverbrauch einer Wärmepumpe?

In Neubauten sind Wärmepumpen längst Standard. Auch bei der Modernisierung von älteren Gebäuden finden sie zunehmend Verbreitung. Einen Großteil des Energiebedarfs zum Heizen – und mittlerweile zum Kühlen – decken Wärmepumpen durch natürliche Wärmequellen wie Luft, Erde und Wasser. Für ihren Betrieb benötigen Wärmepumpen allerdings auch Strom. Wir erklären, wie sich der Stromverbrauch einer Wärmepumpe berechnen lässt und geben Tipps, wie man ihn optimieren kann.

Inhaltsverzeichnis

• Warum verbrauchen Wärmepumpen Strom?
• Wie berechnet man den Stromverbrauch einer Wärmepumpe?
• Stromverbrauch von Wärmepumpen im Neu- und Altbau
• Stromverbrauch einer Wärmepumpe senken und Kosten sparen
• Fazit: Viele Faktoren beeinflussen den Stromverbrauch

Warum verbrauchen Wärmepumpen Strom?

Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank, nur in umgekehrter Richtung. Während ein Kühlschrank Wärme aus seinem Inneren nach außen abführt, entzieht eine Wärmepumpe Wärme aus externen Quellen wie Luft (Luft-Wasser-Wärmepumpe), Wasser (Grundwasserwärmepumpe oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe genannt) oder dem Erdreich (Erdwärmepumpe oder Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt) und führt diese dem Heizsystem zu. Dies wird durch einen sogenannten „Kreisprozess“ ermöglicht, bei dem ein Arbeitsmedium (Kältemittel) verdampft, komprimiert, kondensiert und wieder entspannt wird.

Bei Luft-Luft-Wärmepumpen (auch „Klimaanlage“) stellt sich das Prinzip etwas anders dar. Hier wird die verbrauchte Raumluft genutzt, um die angesaugte Frischluft aufzuheizen. Beim Kühlen entzieht das Gerät der Raumluft Wärme und gibt sie nach außen ab – in diesem Fall arbeitet die Wärmepumpe dann doch so ähnlich wie ein Kühlschrank. Auch andere Wärmepumpen-Typen verfügen häufig über Mechanismen, um Innenräume zu kühlen.

Bei „reversiblen Wärmepumpen“ wird beispielsweise einfach der Kältemittelkreislauf gedreht, sodass eine aktive Kühlung möglich ist. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird beim Kühlvorgang kaltes Wasser durch die Heizkörper oder die Fußbodenheizung geführt. Einen richtigen Kühleffekt wie zum Beispiel bei einer Klimaanlage hat man auf diese Weise nicht. Allerdings können die kalten Heizkörper bzw. der kalte Boden einer Fußbodenheizung dem Aufheizen eines Raumes entgegenwirken.

Für diese Umwandlungsprozesse ist elektrische Energie erforderlich. Insbesondere der Kompressor ist ein bedeutender Stromverbraucher. Beim Heizen ist das Gerät notwendig, um die Wärme auf ein nutzbares Temperaturniveau zu bringen, das höher ist als die Umgebungstemperatur des zu beheizenden Raumes. (Beim Kühlen verhält es sich genau andersherum.) Neben dem Kompressor sind auch elektrisch betriebene Pumpen und Gebläse notwendig, um den Kreislauf in Gang zu halten.

Unterschiedliche Typen von Wärmepumpen

Es gibt grundsätzlich 3 Typen von Wärmepumpen zum Heizen:

• Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen Wärme aus der Außenluft.
• Sole-Wasser-Wärmepumpen verwenden die Wärme aus dem Erdreich mittels einer Sole (Wasser-Salz-Lösung).
• Wasser-Wasser-Wärmepumpen beziehen ihre Wärme aus Grund- oder Oberflächenwasser.

All diese Wärmepumpentypen unterscheiden sich nicht nur im Preis, sondern auch in ihrer Effizienz. Damit weisen sie auch einen unterschiedlich hohen Stromverbrauch auf.

Die Effizienz hängt aber von der Differenz zwischen Quelltemperatur (Temperatur der Wärmequelle) und der Vorlauftemperatur (Temperatur, auf die das Heizwasser erwärmt wird) ab: Beispielsweise sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen oft effizienter als Luft-Wasser-Wärmepumpen, da Wasser eine konstantere und über den gesamten Jahresverlauf oft höhere Temperatur als die Außenluft bietet.

JAZ und COP als Kennwerte für die Effizienz

Zur Bewertung der Effizienz einer Wärmepumpe werden häufig der „Coefficient of Performance“ (COP) und die Jahresarbeitszahl (JAZ) herangezogen. Während der COP ein theoretischer Prüfwert ist, stellt die Jahresarbeitszahl die Effizienz über ein ganzes Jahr dar und berücksichtigt dabei auch saisonale Schwankungen.

Denn im Winter kann der tägliche Stromverbrauch einer Wärmepumpe steigen, da niedrige Außentemperaturen die Effizienz des Systems mindern. In beiden Fällen sollte der Wert bei COP und JAZ über 3 liegen.

Generell gilt: Je höher die JAZ, desto geringer ist der relative Stromverbrauch der Wärmepumpe. Langfristig bedeutet dies Energieeinsparungen und eine Senkung der Betriebskosten.

Tipp: Online-Rechner für den Stromverbrauch von Wärmepumpen sind nützlich, um die erwarteten Betriebskosten zu schätzen. Einen ersten Anhaltspunkt liefert der Rechner des Bundesverbandes Wärmepumpe e.V.

Wie berechnet man den Stromverbrauch einer Wärmepumpe?

Die Formel zur Ermittlung des jährlichen Stromverbrauchs einer Wärmepumpe lautet:

Stromverbrauch der Wärmepumpe pro Jahr = Wärmebedarf des Gebäudes in kWh /JAZ

Um den durchschnittlichen täglichen Stromverbrauch zu berechnen, teilt man den jährlichen Verbrauch durch 365 Tage. Allerdings sind solche Werte mit Vorsicht zu genießen, da die Jahreszeit, die Außentemperaturen, das individuelle Heizverhalten und eventuelle Abwesenheiten (längere Urlaubsreisen) dazu führen, dass der tägliche Stromverbrauch der Wärmepumpe stark schwankt.

Wärmebedarf des Gebäudes ermitteln

Der Wärmebedarf eines Gebäudes besagt, wie viel Energie Hausbesitzende aufbringen müssen, um das ganze Jahr über die gewünschten Raumtemperaturen zu haben. Kriterien dafür sind Größe sowie Dämmungs- und Sanierungszustand.

Die Berechnung ist relativ aufwendig und wird gemäß DIN 4108 Teil 6 erstellt. Bei der Ermittlung werden alle Verluste (z. B. über die Gebäudehülle oder undichte Fenster und Türen) sowie die Gewinne (z. B. durch Sonneneinstrahlung oder Personen im Haushalt) gegeneinander aufgerechnet. Die Formel für die Ermittlung des Wärmebedarfs sieht dann so aus:

Jahres-Heizwärmebedarf = [Gradtagsfaktor x (Transmissionswärmeverlust + Lüftungswärmeverlust)] – [Nutzungsgrad interner Gewinne x (solare Gewinne + interne Gewinne)] (in kWh pro Jahr)

Die einzelnen Bestandteile zu erklären, würde an dieser Stelle zu weit führen. Die Formel zur Berechnung der notwendigen Leistung einer Wärmepumpe ist ziemlich komplex, als dass sie an dieser Stelle angemessen erklärt bzw. von Laien angewendet werden könnte. Diese Aufgabe sollte man Expert*innen überlassen, die dann anhand des Wärmebedarfs grob die benötigte Leistung der Wärmepumpe berechnen können.

Trotzdem gibt es auch für Laien eine Möglichkeit den Wärmebedarf grob zu schätzen. Laut Umweltbundesamt liegt der durchschnittliche Energieverbrauch beim Heizen bei etwa 125 kWh/qm.¹ Andere Institute kommen auf ähnliche Werte, wobei man hier betonen muss, dass es zusätzlich starke Unterschiede hinsichtlich der Gebäudehülle und des Sanierungszustandes geben kann. Die Varianz ist groß. So liegt z. B. bei einem Passivhaus der Energiebedarf bei etwa 15 kWh/qm, während er bei einem ungedämmten, unsanierten Haus bei über 300 kWh/qm liegen kann.

Deswegen rechnen wir im folgenden vereinfacht mit einem Referenzgebäude (Einfamilienhaus), welches über eine Wohnfläche von 120 qm verfügt. Ausgehend vom durchschnittlichen Energieverbrauch von 125 kWh/qm ergibt sich also für das Referenzgebäude mit durchschnittlicher Dämmung entsprechend ein Wärmebedarf von 15.000 kWh pro Jahr für das Heizen.

Stromverbrauch der Wärmepumpe berechnen – der JAZ-Wert

Neben dem Wärmebedarf benötigen wir für die Berechnung des Stromverbrauches als 2. Wert die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe bzw. der Wärmepumpen-Art. Typischerweise erreichen Wärmepumpen, je nach Wärmequelle, folgende durchschnittliche JAZ-Werte:

• Luft-Wasser-Wärmepumpe: JAZ von ca. 3,0 bis 5,0 (bei Neubauten: 4,0 bis 5,0; auch im Bestand bis 4,0 möglich)
• Sole-Wasser-Wärmepumpe: JAZ von ca. 3,5 bis 4,5 (unter Umständen auch höher)
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe: JAZ von ca. 4,0 bis 5,0 (unter Umständen auch höher)

Hinweis: Die konkrete JAZ kann erst nach einem Jahr Betrieb der Anlage ermittelt werden. Daher werden für die Berechnung des Stromverbrauchs Durchschnittswerte verwendet.

Nehmen wir also unser Standard-Einfamilienhaus mit durchschnittlicher Dämmung und einem Wärmebedarf von 15.000 kWh pro Jahr. Dann können wir den Stromverbrauch je nach Typ der Wärmepumpe berechnen:

• Luft-Wasser-Wärmepumpe: 15.000 kWh / 4,0 ≈ 3.750 kWh/Jahr
• Sole-Wasser-Wärmepumpe: 15.000 kWh / 4,5 ≈ 3.333 kWh/Jahr
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe: 15.000 kWh / 5,0 ≈ 3.000 kWh/Jahr

Stromkosten für Wärmepumpe berechnen

Anschließend können wir die Stromkosten wie folgt berechnen:

Stromkosten = Stromverbrauch in kWh × Kosten pro kWh

Laut aktueller Analyse des BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) lag der durchschnittliche Strompreis im Juli 2024 bei 41,35 Cent pro kWh (Grundpreis bereits anteilig berücksichtigt).² Ausgehend von diesem Preis können wir nun die durchschnittlichen Stromkosten der verschiedenen Wärmepumpen-Typen berechnen:

• Luft-Wasser-Wärmepumpe: 3.750 kWh × 0,4135 €/kWh = 1.550,63 €/Jahr
• Sole-Wasser-Wärmepumpe: 3.333 kWh × 0,4135 €/kWh = 1.378,20 €/Jahr
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe: 3.000 kWh × 0,4135 €/kWh = 1.240,50 €/Jahr

Stromverbrauch von Wärmepumpen im Neu- und Altbau

Wärmepumpen in Neubauten profitieren von moderneren Baustandards und einer hervorragenden Isolierung, einschließlich Wärmeschutzverglasung und gut abgedichteter Fenster und Türen. Sie integrieren oft effiziente Raumheiztechniken und energiesparende Maßnahmen direkt beim Bau. Das minimiert den Wärmeverlust und optimiert die Heizleistung.

Diese Verbesserungen führen zu einer höheren Jahresarbeitszahl der Wärmepumpen und einem insgesamt niedrigeren Stromverbrauch, wodurch der Betrieb besonders wirtschaftlich und umweltfreundlich ist.

Bei Altbauten hält sich bis heute der Mythos, dass sich Wärmepumpen kaum lohnen. Das kann dann der Fall sein, wenn die Gebäude schlecht gedämmt sind, wodurch Wärme leichter entweicht und ein gesteigerter Heizbedarf besteht.

Diese Faktoren können dazu führen, dass Wärmepumpen nur eine niedrige also schlechte Jahresarbeitszahl erreichten, da mit der vorhandenen Technologie mehr Energie für die gewünschte Raumtemperatur benötigt wird. Die Wärmepumpen-Technologie hat sich allerdings weiterentwickelt und bietet auch für diese Fälle passende Lösungen.

Viele der aktuell erhältlichen Wärmepumpen eignen sich bereits für Modernisierungsvorhaben oder wurden sogar speziell dafür entwickelt. Bei Bedarf erreichen sogenannte „Hochtemperatur-Wärmepumpen“ Vorlauftemperaturen von 65 bis 75 Grad Celsius und arbeiten dennoch besonders effizient, sodass sich auch ihr Stromverbrauch im üblichen Rahmen hält.

Eine gründliche Planung ist der entscheidende Faktor (gegebenenfalls ergänzt durch flankierende Maßnahmen wie einen Fenstertausch). Dann können Wärmepumpen in Altbauten ebenfalls hervorragend funktionieren.

Stromverbrauch der Wärmepumpe senken und Kosten sparen

Um den Stromverbrauch einer Wärmepumpe so gering wie möglich zu halten und Kosten zu sparen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Dabei bietet vor allem die richtige Planung im Vorfeld das größte Einsparpotenzial.

Wahl der passenden Wärmepumpe

Generell gilt: Je wärmer und stabiler das Jahr über die Wärmequelle ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Erdreich und Grundwasser bieten im Vergleich zur Außenluft oft konstantere und höhere Temperaturen, wodurch weniger Energie benötigt wird, um die gewünschte Heizleistung zu erreichen. Das gilt insbesondere in der kalten Jahreshälfte.

Zwar bieten sie die besseren JAZ-Werte, allerdings sind Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonden bis 100 Meter Tiefe oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die Bohrungen von 5 bis 20 Metern erfordern, auch deutlich teurer als Luft-Wasser-Wärmepumpen.

Daher ist vor dem Kauf einer Wärmepumpe eine fachliche Beratung wohl eines der wichtigsten Kriterien, damit später die Effizienz auch stimmt. Ist die Wärmepumpe sinnvoll, und wenn ja – passt sie zu den Gegebenheiten vor Ort?

Ein erfahrener Installationsbetrieb aus der Nähe, der mit dem Heizsystem vertraut ist, kann das passende Modell empfehlen und notwendige Maßnahmen wie Leistung, Aufstellort und Anpassungen an Heizkörpern einschätzen. Regionale Anbieter haben zudem den Vorteil, langfristig verfügbar zu sein. Man sollte auch die Zufriedenheit früherer Kund*innen mit dem Betrieb überprüfen, z. B. mit Einschätzungen aus dem eigenen Umfeld und Online-Bewertungen.

Installations- und Betriebskosten abwägen

Bei der Planung einer Wärmepumpe ist es wichtig, nicht nur auf den Kaufpreis zu achten, sondern alle Kostenpunkte gründlich zu bewerten. Die Installationskosten umfassen neben der Anschaffung der Wärmepumpe selbst auch die Kosten für erforderliche Baumaßnahmen, wie die Verlegung von Erdsonden oder das nachträgliche Installieren von Flächenheizungen.

Diese Investitionskosten können recht hoch sein, amortisieren sich jedoch oft durch die niedrigeren Betriebskosten (Stromverbrauch) über die Lebensdauer der Anlage. Investitionen und Einsparungen sollten also genau gegenübergestellt werden.

In diesem Zusammenhang ist die richtige Dimensionierung der Wärmepumpe entscheidend, um die Kosten zu optimieren. Eine zu große Wärmepumpe läuft nicht nur mit weniger Last als sie könnte – sie schaltet auch häufiger ein und aus, was den Verschleiß erhöht. Eine unterdimensionierte Wärmepumpe hingegen läuft ständig auf hoher Last, was ebenfalls ineffizient ist und die Lebensdauer verkürzt.

Ziel ist es, dass die Wärmepumpe den größten Teil der Heiz- und Kühlzeit im optimalen Betriebsbereich arbeitet. Ein erfahrener Installationsbetrieb ist hierzu ein geeigneter Ansprechpartner und zeigt mögliche Lösungen auf.

Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage kombinieren

Durch die Kombination der Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist es möglich, den benötigten Strom teilweise selbst zu produzieren und so die Betriebskosten zu minimieren. Die Kapazität der PV-Anlage wird in der Regel so gewählt, dass sie nicht nur den Bedarf der Wärmepumpe, sondern auch anderer Haushaltsgeräte abdecken kann, um die maximale Effizienz und Wirtschaftlichkeit zu erreichen.

Zudem sollte immer überprüft werden, ob zusätzliche Batteriespeicher sinnvoll sind, um die erzeugte Energie für Zeiten geringer Sonneneinstrahlung oder für die Nacht zu speichern.

Um den Solarstrom optimal zu nutzen, wird oft ein Energie-Management-System (EMS) eingesetzt, das Stromverbrauch und -produktion überwacht. Die intelligente Steuerung verteilt die Energie so, dass die Wärmepumpe hauptsächlich dann betrieben wird, wenn die PV-Anlage genügend Strom produziert. Zudem bieten moderne EMS detaillierte Einblicke in das Nutzungsverhalten und ermöglichen es so, die Energieeffizienz weiter zu verbessern.

Spezielle Stromtarife für Wärmepumpen

Wer sich bei Stromanbietern umschaut, stößt schnell auf spezielle Wärmepumpentarife. Mit diesen Tarifen kann man die Wärmepumpe zu reduzierten Preisen betreiben. Voraussetzung dafür ist jedoch die Installation eines separaten Stromzählers, damit der Stromverbrauch der Wärmepumpe getrennt vom Haushaltsstrom abgerechnet werden kann.

Zudem muss die Wärmepumpe bei einer elektrischen Anschlussleistung von über 4,2 kW (damit ist nicht die Heizleistung gemeint) steuerbar sein. Das gilt auch, wenn mehrere Wärmepumpen gleichzeitig an einem Netzanschluss betrieben werden.

Info: Der Energieversorger darf ab 2024 bei diesen Tarifen den Strom für die Wärmepumpe im Notfall kurzzeitig drosseln, was ein flexibleres Lastmanagement ermöglicht und bei unvorhergesehenen Bedarfsspitzen das Netz schützen soll. Daher die Steuerbarkeit. Zudem ist eine bestimmte Mindestleistung immer gewährleistet. Niemand muss also Angst haben, für mehrere Stunden ohne Heizung dazustehen. Eine komplette Abschaltung – wie bis 2023 noch möglich – findet nicht mehr statt.

Sinnvoll sind die Tarife in der Regel, wenn der jährliche Energieverbrauch der Wärmepumpe über 5.000 kWh liegt. Häufig lohnen sie sich aber auch schon darunter. Wie das Online-Portal Finanztip berechnet hat, zahlen sich die Spezial-Tarife unter bestimmten Bedingungen auch schon aus, wenn der Stromverbrauch der Wärmepumpe ab 3.000 kWh beträgt – was ein relativ niedriger Wert ist.

Allerdings geht es hier rein um den aus dem Netz bezogenen Strom. Selbstverbrauchter Solarstrom muss zuvor abgezogen werden. Konkret kann zwischen 2 Modulen gewählt werden, hier gibt es alle Infos dazu.

Bei älteren Gebäuden kann der erforderliche Umbau erhebliche Kosten verursachen, um die Voraussetzungen für die Nutzung des Wärmepumpen-Tarifs zu schaffen. Dies umfasst den Einbau eines zusätzlichen Stromzählers oder sogar eines neuen Zählerschranks. Die Kosten hierfür können mehrere hundert bis tausend Euro betragen. Daher sollte man eine genaue Kosten-Nutzen-Rechnung erstellen, um die tatsächliche Ersparnis zu ermitteln.

Fazit: Viele Faktoren beeinflussen den Stromverbrauch

Eine gut geplante und richtig dimensionierte Wärmepumpe bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz und Betriebskosten. Dies ist auch wichtig, um den Verbrauch und den Verschleiß zu minimieren. Eine hohe Jahresarbeitszahl erweist sich in diesem Zusammenhang als ein Indikator für eine effiziente Heiz- und Kühlleistung.

Wie hoch der konkrete Stromverbrauch der Wärmepumpe ausfällt, hängt stark von den baulichen Gegebenheiten und der richtigen Planung ab. In Neubauten ist der Verbrauch in der Regel gering, da diese Gebäude über eine moderne Dämmung und ein hochwertiges Heizsystem verfügen, dessen Elemente optimal aufeinander abgestimmt sind. Hier spielen eine professionelle Beratung und die Auswahl der richtigen Wärmepumpe eine entscheidende Rolle, um den Stromverbrauch zu minimieren.

In Altbauten bieten sich bei Bedarf Hochtemperatur-Wärmepumpen an, die höhere Vorlauftemperaturen erreichen und dabei trotzdem sehr effizient arbeiten. Auch im Altbau ist eine gründliche Planung der Wärmepumpe entscheidend, die durch ergänzende Maßnahmen wie einen Fenstertausch oder Dämmmaßnahmen ergänzt werden kann. Mit diesen Voraussetzungen bleibt der Stromverbrauch im üblichen Rahmen und schont den Geldbeutel im Betrieb.

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Belege:

1. https://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/wohnen/energieverbrauch-privater-haushalte#mehr-haushalte-grossere-wohnflachen-energieverbrauch-pro-wohnflache-sinkt ↩︎
2. https://www.bdew.de/service/daten-und-grafiken/bdew-strompreisanalyse/ ↩︎

Quellen:

• https://www.bdew.de/service/daten-und-grafiken/bdew-strompreisanalyse
• https://www.finanztip.de/stromtarife/waermepumpe
• https://www.viessmann.de/de/wissen/technik-und-systeme/waermepumpe/stromverbrauch.html

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