Wärmepumpen nutzen Umweltwärme aus Luft, Erde oder Wasser, um Gebäude zu beheizen und Warmwasser bereitzustellen. Allerdings kommen sie dabei nicht ohne Strom aus. Doch wie hoch ist ihr Stromverbrauch tatsächlich? Welche Faktoren beeinflussen diesen, und wie lassen sich Kosten reduzieren? In diesem umfassenden Beitrag erfahren Sie alles, was Sie über den Stromverbrauch von Wärmepumpen wissen müssen – von der Berechnung und den Einflussfaktoren über die Wahl des passenden Modells bis hin zu Möglichkeiten, Einsparpotenziale optimal zu nutzen.
Wie hoch ist der Stromverbrauch einer Wärmepumpe und wie lässt er sich optimieren
Das Funktionsprinzip von Wärmepumpen beruht auf einem thermodynamischen Kreislauf, der Umweltwärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder Grundwasser entzieht und diese mithilfe von Strom in Heizwärme umwandelt. Der Prozess ähnelt dem eines Kühlschranks, nur dass hier die Wärme nicht entzogen, sondern auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Kernbestandteil dieses Systems ist ein Kältemittelkreislauf, der durch Verdichtung (Kompressor), Verdampfung, Kondensation und Entspannung Wärme überträgt.
Dieser Vorgang benötigt elektrische Energie, da der Kompressor sowie Pumpen und Gebläse betrieben werden müssen. Der entscheidende Vorteil der Wärmepumpe liegt jedoch in ihrer hohen Effizienz: Bis zu 75 % der erzeugten Wärme stammen aus der Umwelt – nur etwa 25 % müssen in Form von Strom zugeführt werden. Diese Eigenschaft macht Wärmepumpen zu einem der energieeffizientesten Heizsysteme.
Effizienz messen: Jahresarbeitszahl (JAZ) und COP-Wert
Die Effizienz von Wärmepumpen wird über zwei Kennzahlen bewertet: den COP-Wert (Coefficient of Performance) und die Jahresarbeitszahl (JAZ).
COP-Wert
Der COP-Wert beschreibt das Verhältnis von erzeugter Wärmeleistung zu eingesetzter elektrischer Energie unter Laborbedingungen. Ein COP von 4 bedeutet beispielsweise, dass 4 kWh Wärme mit 1 kWh Strom erzeugt werden. Der COP-Wert dient vor allem zum Vergleich verschiedener Geräte und wird unter standardisierten Bedingungen ermittelt. In der Praxis kann der tatsächliche Stromverbrauch jedoch deutlich variieren, da der COP nicht die äußeren Einflussfaktoren wie Witterung oder Gebäudedämmung berücksichtigt.
Jahresarbeitszahl
Die JAZ ist praxisnäher, da sie die Effizienz einer Wärmepumpe unter realen Bedingungen angibt. Sie berücksichtigt unter anderem die Außentemperaturen, den Wärmebedarf des Gebäudes und die Qualität der Installation. Eine JAZ von 4 bedeutet, dass die Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Wärme erzeugt. Je höher die JAZ, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.
Wichtig: Während der COP-Wert bereits vor dem Kauf feststeht, kann die JAZ erst nach einem Jahr Betrieb ermittelt werden. Dennoch gibt es Durchschnittswerte, die eine grobe Orientierung bieten.
Stromverbrauch berechnen: Die Formel
Der jährliche Stromverbrauch einer Wärmepumpe lässt sich mit einer einfachen Formel berechnen:
Wärmebedarf des Gebäudes (in kWh) ÷ Jahresarbeitszahl = Stromverbrauch (in kWh)
Ein Beispiel: Ein Gebäude hat einen Wärmebedarf von 24.000 kWh. Eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 4 benötigt:
24.000 kWh ÷ 4 = 6.000 kWh Strom pro Jahr.
Die Kosten berechnen sich anschließend durch Multiplikation mit dem Strompreis. Bei einem Tarif von 30 Cent pro kWh liegen die Betriebskosten bei:
6.000 kWh × 0,30 € = 1.800 € pro Jahr.
Arten von Wärmepumpen und ihre Effizienz
Wärmepumpen unterscheiden sich hinsichtlich der genutzten Wärmequelle. Diese beeinflusst maßgeblich die Effizienz und damit den Stromverbrauch. Hier die drei Hauptarten im Überblick:
1. Luft-Wasser-Wärmepumpen
Diese Geräte entziehen der Außenluft Wärme und geben sie über ein Wasser-Heizsystem ab. Sie sind einfach zu installieren und vergleichsweise kostengünstig in der Anschaffung. Ihre JAZ liegt durchschnittlich bei 3,1 bis 3,8. Der Stromverbrauch ist im Vergleich zu anderen Wärmepumpenarten höher, insbesondere bei kalten Temperaturen, da die Luftwärmequelle dann weniger Energie liefert.
2. Sole-Wasser-Wärmepumpen (Erdwärmepumpen)
Erdwärmepumpen nutzen die konstante Temperatur des Erdreichs. Dies ermöglicht eine höhere Effizienz mit einer JAZ von etwa 4,0 bis 4,6. Allerdings sind die Installationskosten höher, da entweder Erdkollektoren (flache Verlegung) oder Erdsonden (tiefe Bohrungen) nötig sind.
3. Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Diese Wärmepumpen nutzen Grundwasser als Wärmequelle, das selbst im Winter eine konstante Temperatur hat. Mit einer JAZ von bis zu 5 sind sie die effizienteste Option. Die Erschließungskosten für die Wärmequelle sind jedoch hoch, und es sind Genehmigungen erforderlich.
Faktoren, die den Stromverbrauch beeinflussen
Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe hängt nicht nur von ihrer Effizienz, sondern auch von den Gegebenheiten des Gebäudes und der Installation ab. Hier die wichtigsten Einflussfaktoren:
Gebäudedämmung Je besser ein Gebäude gedämmt ist, desto geringer ist der Wärmebedarf. Ungedämmte Gebäude benötigen mehr Heizenergie, was den Stromverbrauch der Wärmepumpe erhöht.
Vorlauftemperatur Die Vorlauftemperatur des Heizkreises beeinflusst die Effizienz maßgeblich. Niedrige Temperaturen von etwa 35 °C, wie sie bei Fußbodenheizungen üblich sind, erhöhen die JAZ. Heizkörper mit hohen Vorlauftemperaturen (z. B. 55 °C) verschlechtern die Effizienz.
Wärmequelle Die Temperatur der Wärmequelle spielt eine zentrale Rolle. Wärmepumpen, die Grundwasser oder Erdreich nutzen, arbeiten effizienter als Luft-Wärmepumpen, da diese Quellen weniger Temperaturschwankungen unterliegen.
Technologie der WärmepumpeModerne Inverter-Wärmepumpen passen ihre Leistung an den tatsächlichen Bedarf an und arbeiten dadurch effizienter. Ältere Modelle oder Geräte ohne Inverter-Technologie verbrauchen mehr Strom.
Spezielle Stromtarife und Eigenstromnutzung
Wärmepumpen profitieren von speziellen Heizstromtarifen, die günstiger sind als reguläre Haushaltsstrompreise. Voraussetzung ist ein separater Stromzähler. Noch günstiger wird es, wenn der Strom selbst erzeugt wird – beispielsweise durch eine Photovoltaikanlage. Die Kombination aus Wärmepumpe und PV-Anlage ist besonders attraktiv, da Überschüsse aus der Solarstromproduktion für die Heizung genutzt werden können. Mit einem zusätzlichen Batteriespeicher lässt sich der Eigenverbrauch weiter steigern.
Optimierung und Einsparpotenziale
Um den Stromverbrauch einer Wärmepumpe zu senken, gibt es mehrere wirksame Maßnahmen, die sowohl die Effizienz steigern als auch die Betriebskosten reduzieren können. Ein entscheidender Faktor ist die energetische Sanierung des Gebäudes. Eine gute Dämmung sowie moderne, energieeffiziente Fenster helfen dabei, den Wärmebedarf erheblich zu verringern. Dadurch muss die Wärmepumpe weniger arbeiten, was den Stromverbrauch direkt senkt.
Zusätzlich spielt der hydraulische Abgleich eine wichtige Rolle. Er optimiert die Wärmeverteilung im Heizsystem, sodass alle Räume gleichmäßig mit der benötigten Wärme versorgt werden. Dies verhindert unnötigen Energieverbrauch und verbessert die Effizienz der gesamten Anlage.
Auch die Vorlauftemperatur des Heizsystems hat einen großen Einfluss auf den Stromverbrauch. Niedrige Vorlauftemperaturen, wie sie bei großflächigen Heizsystemen wie Fußbodenheizungen oder modernen Heizkörpern möglich sind, ermöglichen der Wärmepumpe einen effizienteren Betrieb. Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Zieltemperatur, desto weniger Energie wird für die Wärmeerzeugung benötigt.
Ein weiterer wichtiger Ansatz zur Kostenreduktion ist die Nutzung von Photovoltaikanlagen in Kombination mit einem Batteriespeicher. Durch die Eigenproduktion von Strom kann der Energiebedarf der Wärmepumpe teilweise oder sogar vollständig gedeckt werden, insbesondere während der Sommermonate. Ein Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauchsanteil und sorgt dafür, dass auch nachts oder an bewölkten Tagen Solarstrom zur Verfügung steht. Nicht zuletzt trägt eine regelmäßige Wartung der Wärmepumpe dazu bei, den Stromverbrauch niedrig zu halten. Wartungsarbeiten stellen sicher, dass alle Komponenten der Anlage optimal funktionieren, wodurch Effizienzverluste vermieden werden. Diese Kombination aus baulichen Optimierungen, technischer Anpassung und intelligenter Energieerzeugung schafft die Grundlage für einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb einer Wärmepumpe.
Nach einem Bauingenieurstudium und einer Ausbildung zum Online-Redakteur folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden.
Es folgten 10 Jahre als Webtexter beim wohl größten Bad-Onlinshop Deutschlands. Dort war er dafür zuständig, dass die Seite für alle Begriffe rund ums Badezimmer (und Leuchten) gut bei Google rankt. Außerdem war er dort verantwortlicher Redakteur für das Magazin.
Aktuell arbeitet er als Content-Manager beim VDI Verlag. Dort kümmert er sich um all die technischen Themen, die Ingenieure interessiert.
Seit 2012 betreibt er bauredakteur.de und schreibt hier über Themen rund um Bauen, Wohnen, Einrichten und Garten.
