Energieverbrauch von Wärmepumpen: Was Sie wissen sollten
Wärmepumpen sind umweltfreundlich und effizient. Erfahren Sie, wie Sie ihren Stromverbrauch berechnen und die damit verbundenen Kosten optimieren können.
Was führt dazu, dass Wärmepumpen auf elektrische Energie angewiesen sind?
Energiequellen wie Außenluft oder das Erdreich dienen als Basis für Wärmepumpenheizungen. Unabhängig von der konkreten Energiequelle beruht die Funktionsweise jeder elektrisch betriebenen Wärmepumpe auf einem Kältemittelkreislauf. Dieses Kältemittel nimmt Umweltwärme auf und verdampft bereits bei niedrigen Temperaturen. Sogar an kalten Wintertagen stellen Luft sowie Erde ausreichend Wärme bereit, um das Kältemittel zum Verdampfen zu bringen.
Durch einen elektrischen Kompressor wird es im Anschluss komprimiert – an dieser Stelle erfolgt der Stromverbrauch der Wärmepumpe. Nachfolgend wird das Kältemittel im Kondensator wieder verflüssigt, und die dabei freigesetzte Wärme wird dem Heizsystem zugeführt, um als Heizungswärme und Warmwasser genutzt zu werden. Dieser sich wiederholende Prozess wird oft als Wärmepumpenkreislauf bezeichnet.
Insgesamt beansprucht diese umweltfreundliche Heizmethode lediglich etwa 25 Prozent Strom, während ungefähr 75 Prozent aus kostenloser Umweltenergie gewonnen werden.
Die Einflussfaktoren auf den Stromverbrauch von Wärmepumpen
Um den jährlichen Stromverbrauch einer Wärmepumpe in Kilowattstunden (kWh) zu bestimmen, bedarf es einer individuellen Analyse. Ähnlich wie bei herkömmlichen Heizsystemen hängt die Effizienz von verschiedenen Faktoren ab, darunter die spezifischen Eigenschaften des Hauses und das Heizverhalten der Nutzer. Ebenso spielt das gewählte Modell der Wärmepumpe eine entscheidende Rolle in Bezug auf die zu erwartenden Kosten.
Mehrere Aspekte beeinflussen den Stromverbrauch einer Wärmepumpe:
Optimale Dimensionierung: Die Auswahl einer angemessenen Wärmepumpengröße ist entscheidend. Eine zu kleine Wärmepumpe erfordert übermäßig viele Heizstunden, was den Stromverbrauch erhöht. Auf der anderen Seite sollte das Modell nicht zu groß sein, um eine effiziente Leistung zu gewährleisten und die Lebensdauer nicht unnötig zu verkürzen.
Hydraulischer Abgleich: Dieser ist vor der Inbetriebnahme durchzuführen und spielt eine entscheidende Rolle für die Effizienz der Wärmepumpe. Moderne Wärmepumpen können mittlerweile nicht nur effizient mit Fußbodenheizungen, sondern auch mit herkömmlichen Heizkörpern kombiniert werden, dank fortschrittlicher Technologien.
Es ist zu beachten, dass die Effizienz der Wärmepumpe stark von der Vorlauftemperatur abhängt. Bei Heizkörpern sollte darauf geachtet werden, dass sich die Vorlauftemperatur idealerweise zwischen 40 und maximal 55 Grad Celsius bewegt, um eine optimale Effizienz sicherzustellen. Dies ist besonders wichtig, da eine höhere Vorlauftemperatur zu einer ineffizienten Nutzung der Wärmepumpe führt, selbst wenn sie höhere Temperaturen bereitstellen kann. Um diese Temperaturen zu reduzieren, könnten großflächige Heizkörper von Vorteil sein.
Des Weiteren schalten sich Heizkörper mit höheren Vorlauftemperaturen oft über Nacht ab. Durch den kontinuierlichen Betrieb bei niedrigeren Temperaturen kann die Effizienz der Wärmepumpe gesteigert werden, was zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs führen kann.
Fachgerechte Installation: Die korrekte Installation ist entscheidend, um mögliche Fehlermeldungen zu vermeiden, die die Effizienz beeinträchtigen und den Stromverbrauch unnötig erhöhen könnten. Regelmäßige Wartungsarbeiten sollten ebenfalls durchgeführt werden, um die Effizienz und Lebensdauer der Wärmepumpe zu maximieren.
Wärmepumpentyp: Der gewählte Typ der Wärmepumpe beeinflusst den Stromverbrauch. Luft-Wasser-Wärmepumpen neigen dazu, etwas mehr Strom zu verbrauchen als Sole Wärmepumpen. Jedoch sind moderne Luftwärmepumpen auch bei niedrigen Temperaturen effizient, während die Tiefe der Erdbohrung den Stromverbrauch bei Erdwärmepumpen beeinflusst.
Alter der Wärmepumpe: Moderne Modelle erzielen auch in älteren Gebäuden gute Effizienzen, wodurch der Stromverbrauch niedrig gehalten werden kann.
Jahresarbeitszahl (JAZ): Die JAZ gibt Aufschluss über die Effizienz eines Heizsystems mit einer Wärmepumpe und spielt eine Rolle für staatliche Heizungsförderungen. Seit 2024 muss die JAZ einen Mindestwert von 3,0 erreichen, um förderfähig zu sein.
Energieeffizienz des Gebäudes: In gut gedämmten Gebäuden geht weniger Energie über die Gebäudehülle verloren, wodurch der Energiebedarf zum Heizen reduziert wird. Dies führt zu einer Verringerung des Stromverbrauchs der Wärmepumpe in gut isolierten Gebäuden.
Art der Nutzung: Der alleinige Einsatz der Wärmepumpe zur Warmwassererzeugung erfordert weniger Strom pro Jahr im Vergleich zur kombinierten Nutzung für Heizungsunterstützung und Warmwassergewinnung.
Gebäudegröße: Die Größe des Hauses beeinflusst die Stromkosten, da größere Häuser mehr Energie für eine angenehme Wärme benötigen.
Anzahl der Hausbewohner: Die Anzahl der Bewohner spielt insbesondere bei der Warmwassererzeugung eine Rolle.
Ermittlung des zukünftigen Stromverbrauchs: Berücksichtigung von Effizienz und Wirkungsgrad
Wärmepumpen zeichnen sich durch ihre hohe Effizienz aus und können aus vergleichsweise geringem Energieeinsatz eine beträchtliche Menge Wärme erzeugen. Bei der Produktion von 1 kWh Heizenergie werden lediglich etwa 0,3 bis 0,5 kWh Strom verbraucht. Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe liegt daher zwischen 300 und 500 Prozent und übertrifft damit deutlich den einer herkömmlichen Heizung. Im Vergleich dazu erreichen Gas- und Ölheizungen einen Wirkungsgrad von etwa 80 bis 90 Prozent.
Für die Abschätzung des jährlichen Stromverbrauchs einer Wärmepumpe unter Berücksichtigung Ihrer bisherigen Verbräuche ist es wichtig, den hohen Wirkungsgrad in die Berechnung einzubeziehen. Nehmen Sie an, dass Sie aktuell eine Gasheizung verwenden, die beispielsweise 20.000 kWh pro Jahr verbraucht. Die neue Wärmepumpe wird – abhängig vom Wirkungsgrad – nur etwa 4.000 bis 6.500 kWh Strom verbrauchen.
Maßeinheiten der Effizienz: Wirkungsgrad, COP und JAZ bei Wärmepumpen erklärt
Es besteht oft Verwirrung zwischen dem Begriff "Wirkungsgrad" und den Begriffen Jahresarbeitszahl (JAZ) oder Coefficient of Performance (COP) im Zusammenhang mit Wärmepumpen. Diese Begriffe sind jedoch unterschiedliche Maßeinheiten, die alle die Effizienz einer Wärmepumpe ausdrücken. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der zugeführten Energie in nutzbare Leistung umgewandelt werden kann, während der COP angibt, wie viel Strom für die Erzeugung einer bestimmten Wärmemenge benötigt wird. Die JAZ hingegen gibt an, wie viel Strom tatsächlich für die Erzeugung einer bestimmten Wärmemenge verbraucht wird und kann in der Regel erst ein Jahr nach Inbetriebnahme der Wärmepumpe ermittelt werden.
Berechnung des Stromverbrauchs mit der Jahresarbeitszahl (JAZ)
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist entscheidend für die Abschätzung des Stromverbrauchs einer Wärmepumpe. Diese Kennzahl gibt das Verhältnis der erzeugten Wärmemenge zur dafür benötigten Strommenge an. Effiziente Wärmepumpen weisen in der Regel eine JAZ von 3 bis 4 auf. Je höher die JAZ, desto geringer sind die Stromkosten.
Um eine grobe Abschätzung des jährlichen Stromverbrauchs Ihrer Wärmepumpe vorzunehmen, können Sie die folgende Formel nutzen:
Stromverbrauch pro Jahr = Heizleistung / Jahresarbeitszahl × Heizstunden
Beispiel: Angenommen, Sie nutzen eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 4, benötigen eine Heizleistung von 10 Kilowatt und nutzen die Wärmepumpe 2.200 Stunden pro Jahr zum Heizen.
Dann sähe die Rechnung so aus:
(10 Kilowatt : 4) × 2.200 Stunden = 5.500kWh
In diesem Fall würde Ihre Wärmepumpe etwa 5.500 Kilowattstunden Strom pro Jahr benötigen. Bei einem angenommenen Strompreis von 30 Cent pro Kilowattstunde ergäbe dies Kosten in Höhe von 1.650 Euro.
COP/SCOP: Effizienz im Blick
Der Coefficient of Performance (COP) misst die Effizienz einer Wärmepumpe unter vergleichbaren Betriebsbedingungen. Ähnlich wie bei der JAZ wird das Verhältnis von erzeugter Wärme zu benötigter Strommenge berechnet. Im Labor und unter konstanten Testbedingungen ermittelt, gibt der COP Aufschluss über die Leistungsfähigkeit.
Präziser als der COP ist der Seasonal Coefficient of Performance (SCOP), der auch klimatische Verhältnisse einbezieht. Hier fließt der COP-Wert in Relation zur Außentemperatur ein.
Beispiel: Eine effiziente Wärmepumpe sollte einen SCOP von 3,5 bis 5 aufweisen, wobei die ermittelte Außentemperatur entscheidend ist.
ETAs/ ηs-Wert: Förderrelevante Raumheizungs-Energieeffizienz
Die Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs) ist für staatliche Förderungen relevant. Sie wird berechnet, indem der Primärenergiefaktor (in Europa bei 2,5) durch den SCOP geteilt wird. Die ETAs wird in Prozent angegeben und sollte möglichst hoch sein.
Hinweis: Die von uns installierten Wärmepumpen zählen zu den förderfähigen Anlagen
Energieeffizient mit Wärmepumpe und Photovoltaik
Erleben Sie eine wegweisende Lösung für eine nachhaltige Energieversorgung durch die geschickte Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik. Hier sind einige Aspekte dieser innovativen Eigenstromerzeugung:
Selbst erzeugter Strom durch Photovoltaik: Nutzen Sie die Sonnenenergie effektiv durch eine Photovoltaik-Anlage. Die gewonnene Lichtenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und direkt von Ihrer Wärmepumpe genutzt. Dies verringert nicht nur Ihren externen Strombezug, sondern setzt auf eine umweltfreundliche Energiequelle.
Batteriespeicher für Unabhängigkeit in Spitzenzeiten: Integrieren Sie einen leistungsfähigen Batteriespeicher, um überschüssigen Strom zu speichern und ihn dann zu verwenden, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht. Dies bietet zusätzliche Unabhängigkeit in Zeiten erhöhten Energiebedarfs und minimiert externe Stromkäufe.
Nachhaltigkeit und Kostenoptimierung im Fokus: Die Verbindung von Wärmepumpe und Photovoltaik ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll. Durch verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien reduzieren Sie nicht nur Ihren ökologischen Fußabdruck, sondern können auch langfristig Kosten einsparen.
Optimierte Nutzung des eigenen Stroms: Die geschickte Integration ermöglicht es, den selbst erzeugten Strom nicht nur für die Wärmepumpe, sondern auch für andere elektrische Geräte im Haushalt zu nutzen. Dies optimiert die Effizienz Ihrer Photovoltaik-Anlage und steigert die Rentabilität des Gesamtsystems.
Obwohl die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaik nicht vollständig autark ist und möglicherweise zusätzlichen Stromkauf wie z.B. im Winter erfordern könnte, bietet sie dennoch eine deutliche Reduzierung der externen Abhängigkeit und eine effiziente Nutzung erneuerbarer Energien.
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