Das Wichtigste auf den Punkt gebracht
- Ausgelegt wird auf den kältesten Tag, nicht auf den Durchschnitt. Die Bezugstemperatur der EU-Verordnung ist minus zehn Grad.
- Bei minus sieben Grad sinkt die Leistungszahl der geförderten Geräte im Median von 4,9 auf 3,0.
- Die Unterschiede zwischen Geräten sind in der Kälte viel größer als im milden Wetter.
- Nur 14 Prozent der förderfähigen Luftwärmepumpen leisten am Auslegungspunkt weniger als sechs Kilowatt.
Auf die Frage, wie viele Kilowatt eine Wärmepumpe haben muss, antworten die meisten Rechner mit Wohnfläche mal Wattzahl je Quadratmeter: 40 bis 55 Watt im Neubau, 60 bis 85 im sanierten und 100 bis 150 im unsanierten Altbau. Für eine erste Größenordnung ist das brauchbar.
Die Schätzung bestimmt allerdings nur eine Seite der Rechnung, nämlich den Bedarf des Hauses. Die andere Seite, was ein Gerät an diesem Tag tatsächlich leistet, kommt darin nicht vor, und dort liegt die größere Streuung.
Ausgelegt wird auf minus zehn Grad, nicht auf den Winterdurchschnitt
Ausgelegt wird nicht auf den Winterdurchschnitt, sondern auf den kältesten mehrtägigen Zustand, den der Standort erwartet. Die Ökodesign-Verordnung legt dafür in Anhang III eine Bezugs-Auslegungstemperatur von minus zehn Grad fest. Die Leistung, die ein Hersteller für diesen Punkt angibt, heißt Pdesignh und steht auf jedem Datenblatt neben der Nennwärmeleistung Prated.
Die beiden Werte sind nicht dasselbe, und für die Auslegung zählt der zweite.
Die Leistungszahl fällt bei Kälte von 4,91 auf 3,00
Die Prüfpunkte für Luftwärmepumpen liegen bei plus sieben, plus zwei, minus sieben und plus zehn Grad Außentemperatur. Für alle förderfähigen Geräte veröffentlicht das BAFA die gemessenen Werte. Über 3.980 Luft-Wasser-Wärmepumpen, jeweils bei 35 Grad Vorlauf:
| Außentemperatur | Leistungszahl, Median |
|---|---|
| +7 °C | 4,91 |
| −7 °C | 3,00 |
DownloadVom Wert bei mildem Wetter bleiben im Median 61 Prozent übrig. Das ist die eine Hälfte der Nachricht.
Die andere ist die Streuung. Das Verhältnis zwischen kalt und mild liegt beim unteren Zehntel der Geräte bei 0,50 und beim oberen bei 0,71. Zwei Geräte, die im Prospekt beide mit einer Leistungszahl um 4,9 werben, können am Auslegungspunkt also 2,5 oder 3,5 erreichen. Genau an diesem Punkt läuft die Anlage, wenn der Verbrauch am höchsten ist.
Ein Datenblattvergleich, der nur den Wert bei plus sieben Grad nebeneinander stellt, verwirft damit die Information, auf die es ankommt.
Nur 14 Prozent der Geräte leisten weniger als sechs Kilowatt
Die zweite Einschränkung liegt im Angebot. Für die 3.904 förderfähigen Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Angabe der Auslegungsleistung bei 35 Grad Vorlauf verteilt sich das Angebot so:
| Heizleistung am Auslegungspunkt | Geräte | Anteil |
|---|---|---|
| unter 4 kW | 39 | 1,0 % |
| 4 bis 6 kW | 521 | 13,3 % |
| 6 bis 8 kW | 666 | 17,1 % |
| 8 bis 12 kW | 1.057 | 27,1 % |
| ab 12 kW | 1.621 | 41,5 % |
DownloadDer Median liegt bei 10,1 Kilowatt, das kleinste gelistete Gerät bei 2,91. Nur 560 Geräte, also 14,3 Prozent, bleiben unter sechs Kilowatt.
Ein saniertes Einfamilienhaus mit 120 Quadratmetern landet nach den gängigen Kennwerten bei sechs bis neun Kilowatt, ein Neubau darunter. Das Angebot ist damit im oberen Bereich dicht und im unteren dünn. Wer eine sehr kleine Anlage braucht, sucht unter einem Siebtel des Marktes.
Zu groß ist in der Praxis viel häufiger als zu klein, und das hat keinen technischen Grund. Für den Betrieb, der einbaut, ist ein zu großes Gerät risikofrei und ein zu kleines nicht. Also nimmt man die Leistung des alten Kessels und rundet auf. Dass der alte Kessel schon zu groß war, fällt dabei unter den Tisch. Im Betrieb sieht man es dann: Die Anlage ist zu schnell auf Temperatur, schaltet ab, springt wieder an. Das kostet Effizienz und Lebensdauer des Verdichters. Eine Heizlastberechnung nach Norm kostet ein paar hundert Euro und ist die eine Zahl im ganzen Projekt, die man nicht schätzen sollte.
Alexander MüllerArchitekt und Mitgründer von Enter, der neutralen Plattform für Wärmepumpe, Photovoltaik & Energiemanagement55 statt 35 Grad Vorlauf kosten 46 Prozentpunkte
Die Auslegung entscheidet nicht allein über die Effizienz. Dieselben Geräte erreichen bei 35 Grad Vorlauf eine jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz von 187 Prozent im Median, bei 55 Grad von 141 Prozent. Zwischen beiden liegen 46 Prozentpunkte.
Das bedeutet: Eine sorgfältige Auslegung, die auf niedrige Vorlauftemperatur zielt, bringt über die Gerätewahl hinaus. Welche Heizflächen dafür nötig sind und wie sich die Temperatur senken lässt, steht im Beitrag zur Vorlauftemperatur.
Dass der Zusammenhang auch im Feld gilt und nicht nur auf dem Prüfstand, zeigt die Messung des Fraunhofer ISE an 77 Bestandsanlagen: Die gemessenen Jahresarbeitszahlen streuen bei Luftwärmepumpen von 2,6 bis 4,9. Was diese Zahl beschreibt, erklärt der Beitrag zur Jahresarbeitszahl.
Norm-Heizlast, Warmwasser, Sperrzeiten, Heizstab
- Norm-Heizlast nach DIN EN 12831-1. Raum für Raum, mit den tatsächlichen Bauteilen und der Norm-Außentemperatur des Standortes. Kein Kennwert je Quadratmeter.
- Warmwasser getrennt betrachten. Der Bedarf hängt an der Personenzahl, nicht an der Fläche, und er fällt auch im Sommer an.
- Sperrzeiten des Netzbetreibers einrechnen. Sie verkürzen die verfügbare Laufzeit und erhöhen die nötige Leistung.
- Die Leistung am Auslegungspunkt vergleichen, nicht die Nennleistung, und dazu die Leistungszahl bei minus sieben Grad.
- Den Heizstab nicht als Auslegungsreserve verplanen. Er deckt seltene Spitzen, und jede Kilowattstunde aus ihm ist Strom ohne Wärmepumpeneffekt.
Häufige Fragen
Wie viel kW braucht eine Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus? Nach den gängigen Kennwerten liegt ein saniertes Haus mit 120 Quadratmetern bei sechs bis neun Kilowatt, ein unsanierter Altbau deutlich darüber. Verlässlich ist nur eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831-1.
Was ist der Auslegungspunkt? Der kälteste Zustand, für den die Anlage ausgelegt wird. Die Ökodesign-Verordnung nennt dafür eine Bezugstemperatur von minus zehn Grad. Die Herstellerangabe für diesen Punkt heißt Pdesignh.
Wie stark fällt die Effizienz bei Kälte? Über die förderfähigen Luft-Wasser-Wärmepumpen sinkt die Leistungszahl im Median von 4,91 bei plus sieben Grad auf 3,00 bei minus sieben Grad, bei 35 Grad Vorlauf. Das entspricht 61 Prozent des milden Wertes.
Was passiert bei einer zu großen Wärmepumpe? Sie erreicht die Zieltemperatur zu schnell und schaltet häufig ein und aus. Dieses Takten senkt die Effizienz und belastet den Verdichter.
Gibt es überhaupt kleine Wärmepumpen? Ja, aber wenige. Von 3.904 gelisteten Luft-Wasser-Geräten leisten 39 weniger als vier Kilowatt am Auslegungspunkt und 560 weniger als sechs. Das kleinste liegt bei 2,91 Kilowatt.
Zählt die Nennleistung oder die Auslegungsleistung? Für die Dimensionierung die Auslegungsleistung. Die Nennleistung wird unter anderen Bedingungen ermittelt und liegt oft darüber.
