Wärmepumpe dimensionieren – so berechnen Sie die Größe Ihrer Wärmepumpe

Die korrekte Dimensionierung einer Wärmepumpe ist entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb des Heizsystems. Doch wovon hängt die Größe einer Wärmepumpe eigentlich ab? Welche Rolle spielt die Heizlast des Gebäudes? Und was passiert, wenn die Wärmepumpe zu klein oder zu groß ausgelegt ist? Wir haben die Antworten.

Überblick: Wärmepumpe Größe berechnen

Eins vorweg: Der folgende Artikel soll lediglich einen Überblick darüber geben, wie die Leistung einer Wärmepumpe berechnet wird. Die tatsächliche Dimensionierung einer Wärmepumpe ist deutlich komplexer und sollte stets in Zusammenarbeit mit einem Fachbetrieb wie Wegatech durchgeführt werden. Andernfalls kann eine falsche Dimensionierung dazu führen, dass Ihr Gebäude nicht ausreichend mit Wärme versorgt wird.

• Die durchschnittliche Größe von Wärmepumpen im Einfamilienhaus liegt zwischen 5 und 16 Kilowatt.
• Welche Leistung eine Wärmepumpe benötigt, hängt vor allem von der Heizlast des Gebäudes ab.
• Für eine erste ungefähre Dimensionierung einer Wärmepumpe kann folgenden Faustformel genutzt werden: Wohnfläche in m² × spezifischer Wärmebedarf in kW/m² = Heizlast in kW
• Zusätzlich sollten pro Person im Haushalt weitere 0,25 kW Leistung für die Aufbereitung von Warmwasser eingerechnet werden.
• Ein Drei-Personen-Haushalt in einem sanierten Altbau (120 m² Wohnfläche) benötigt demnach eine Wärmepumpe mit einer Größe von etwa 9,5 kW.

Wärmepumpe dimensionieren – auf die Heizlast kommt es an

Das wichtigste Kriterium bei der korrekten Auslegung einer Wärmepumpe ist die Heizlast. Dieser in Kilowattstunden (kW) gemessen Wert gibt an, wie viel Leistung eine Wärmepumpe erbringen muss, um den gesamten Wärmebedarf eines Hauses zu decken.

Achtung: Die Heizlast ist nicht zu verwechseln mit dem Heizwärmebedarf eines Gebäudes. Anders als die Heizlast gibt dieser Wert nämlich an, wie viel Wärme ein Gebäude pro Jahr benötigt, um bei einer festen Raumtemperatur beheizt zu werden. Daher wird der Heizwärmebedarf auch nicht in Kilowatt, sondern in Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr (kWh/m² x Jahr) gemessen.

Die Heizlastberechnung erfolgt nach einer festgelegten Formel, der DIN EN 12831. In die Berechnung fließt dabei neben dem Heizwärmebedarf auch die zu beheizende Wohnfläche, der Standort des Gebäudes sowie diverse weitere Faktoren mit ein. Allerdings kann für eine erste ungefähre Dimensionierung auch eine Faustformel auf Basis des Heizwärmebedarfs und der zu beheizenden Wohnfläche genutzt werden. Diese lautet wie folgt:

Auf Basis dieser Faustformel ergibt sich für einen sanierten Altbau mit einem Heizwärmebedarf von 0,09 kW/m² und einer zu beheizenden Wohnfläche von 150 m² eine Heizlast von 13,5 kW. Dementsprechend müsste eine Wärmepumpe in einem solchen Gebäude auch eine Leistung von mindestens 13,5 Kilowatt aufweisen, um das Gebäude ausreichend mit Wärme zu versorgen.

Heizlastberechnung in Abhängigkeit vom Gebäudetyp

Die benötigte Größe einer Wärmepumpe hängt stark vom Heizwärmebedarf bzw. vom Dämmstandard des jeweiligen Gebäudes ab. Wie groß der Unterschied bei einer zu beheizenden Grundfläche von 150 m² zwischen einem unsanierten Altbau und einem Neubau nach GEG ist, lässt sich in der folgenden Tabelle erkennen:

Gebäudetyp	Spezifischer Wärmebedarf	Mittlere Heizlast (150 m² Wohnfläche)
Unsanierter Altbau	0,12 – 0,15 kW	20 kW
Sanierter Altbau	0,06 – 0,1 kW	12 kW
Neubau (Wärmeschutzverordnung 1995)	0,04 – 0,06 kW	7,5 kW
Neubau nach GEG	0,03 – 0,05 kW	6 kW

Wie Sie sehen, variiert die mittlere Heizlast je nach Gebäudetyp stark. Zur Wärmeversorgung eines unsanierten Altbaus mit einer Wohnfläche von 150 m² benötigen Sie bspw. eine Wärmepumpe mit einer Größe von ungefähr 20 Kilowatt. Bei einem sanierten Altbau sinkt die nötige Heizleistung bereits auf 12 kW, und bei einem Neubau nach den neusten Vorschriften des Gebäudeenergiegesetzes (kurz GEG) reicht bereits eine 6 kW Wärmepumpe aus.

Leistung der Wärmepumpe berechnen – weitere Faktoren

Neben dem Wärmeenergiebedarf und der Wohnfläche gibt es noch viele weitere Faktoren, die für die Leistung einer Wärmepumpe eine wichtige Rolle spielen. Dazu zählen unter anderem die verbauten Heizkörper bzw. die Vorlauftemperatur des Heizsystems sowie die Betriebsweise der Wärmepumpe:

Vorlauftemperatur des Heizsystems

Die Vorlauftemperatur des Heizsystems hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Dimensionierung einer Wärmepumpe. Denn: Bei hohen Vorlauftemperaturen muss die Wärmepumpe beständig mehr Leistung erbringen und daher von Beginn an größer dimensioniert werden. Optimal für den wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpe sind daher Fußbodenheizungen, bei denen Vorlauftemperaturen von 35 Grad üblich sind. Allerdings lässt sich eine Wärmepumpe bei korrekter Berechnung auch problemlos mit Flächenheizkörpern oder modernen Gliederheizkörper betreiben, solange die Vorlauftemperatur nicht oberhalb von 55 °C liegt.

Der Warmwasserbedarf

Bei der Heizlastberechnung wird lediglich der Wärmebedarf eines Gebäudes ermittelt, der über die Heizkörper an das Haus abgegeben wird. Allerdings wird das Heizsystem in aller Regel auch dazu genutzt, Warmwasser aufzubereiten. Dementsprechend muss bei der Dimensionierung einer Wärmepumpe auch immer der Warmwasserbedarf des Haushalts mit berücksichtigt werden. Grob überschlagen kann hier von einer zusätzlichen Heizleistung von 0,2 – 0,3 kW pro Person ausgegangen werden.

Betriebsweise der Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe kann entweder monovalent, monoenergetisch oder bivalent betrieben werden. Dabei ergibt sich je nach Betriebsweise sich eine andere Dimensionierung der Wärmepumpe:

• Im monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe die Heizlast des Gebäudes komplett ab. Es ist kein zusätzlicher Wärmeerzeuger erforderlich; entsprechend ändert sich auch nichts bei der Berechnung der Wärmepumpe.
• Im monoenergetischen Betrieb wird die Wärme von zwei Wärmeerzeugern bereitgestellt. Der zweite Wärmeerzeuger nutzt dabei ebenfalls elektrische Energie, z. B. in Form eines integrierten Heizstabes. Dieser springt nur an wenigen kalten Tagen im Jahr an, sobald die Heizleistung der Wärmepumpe nicht ausreicht. Die Wärmepumpe kann deshalb kleiner dimensioniert werden.
• Im bivalenten Betrieb wird die Wärmepumpe durch ein zweites Heizsystem unterstützt, welches eine andere Energiequelle als Strom nutzt. Zumeist handelt es sich dabei um die bereits vorhandene konventionelle Heizung, etwa eine Gastherme. Diese springt an, wenn der sogenannte Bivalenzpunkt erreicht ist und die Wärmepumpe die Wärmeversorgung nicht mehr alleine gewährleisten kann. Im bivalenten Betrieb kann die Wärmepumpe deutlich kleiner dimensioniert werden.

Sonderfall: Wärmepumpe größer dimensionieren, um Sperrzeiten der EVU zu überbrücken

Möchten Sie einen günstigen Wärmepumpentarif der Stadtwerke oder eines anderen Energieversorgers nutzen, müssen Sie sogenannte Sperrzeiten der Energieversorgungsunternehmen beachten und in die Auslegung der Wärmepumpe einbeziehen. Zu Zeiten von Lastspitzen, in denen viel Strom verbraucht wird, ist es für Energieversorger unwirtschaftlich, weiterhin Strom vergünstigt zur Verfügung zu stellen. Sie können daher Kunden mit Wärmepumpenstromtarif in festgelegten Sperrzeiten vom Netz trennen. Die Stromzufuhr kann maximal dreimal täglich für zwei Stunden unterbrochen werden.

Um die unterbrechungsfreie Beheizung dennoch sicherzustellen, sollte die Wärmepumpe daher etwas größer dimensioniert werden. In Kombination mit einem entsprechenden Warmwasserspeicher zur Zwischenspeicherung von Wärme können die Sperrzeiten dann problemlos überbrückt werden.

Was passiert bei falscher Auslegung der Wärmepumpe?

Grundsätzlich gilt: Je besser und genauer Ihre Wärmepumpe dimensioniert wird, desto wirtschaftlicher kann das Heizsystem betrieben werden. Doch was passiert eigentlich bei einer zu kleinen oder zu großen Auslegung von Wärmepumpen?

Die Wärmepumpe wurde zu groß dimensioniert

Bei einer Überdimensionierung deckt die Wärmepumpe den Wärmebedarf Ihres Hauses „zu schnell“ ab. Das hat zur Folge, dass die Wärmepumpe in unregelmäßigen und zu kurzen Abständen angesteuert wird. Dieses sogenannte Takten der Wärmepumpe sorgt in der Folge für einen erhöhten Stromverbrauch sowie einen schnelleren Verschleiß der Bauteile.

Die Wärmepumpe wurde zu klein dimensioniert

Nicht nur eine zu große, sondern auch eine zu kleine Auslegung Ihrer Wärmepumpe führt zu einem erhöhten Stromverbrauch bzw. erhöhten Heizkosten. Das liegt daran, dass Ihre Wärmepumpe bei einer zu kleinen Dimensionierung dauerhaft im Volllastbetrieb laufen muss. Gleichzeitig reicht selbst diese Vollauslastung bei einer zu kleinen Wärmepumpe meist nicht aus, um den Wärmebedarf im Haus zu decken.

Wie viel Platz benötige ich für eine Wärmepumpe?

Mit dem Begriff Größe ist bei Wärmepumpen in aller Regel die Leistung des Heizsystems gemeint. Allerdings ist für manche Hausbesitzer*innen natürlich auch interessant, welche Abmessungen eine Wärmepumpe besitzt. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe kann hier ungefähr von folgenden Maßen ausgegangen werden:

Außeneinheit (Höhe x Breite x Tiefe): 100 cm x 120 cm x 50 cm
Inneneinheit (Höhe x Breite x Tiefe): 180 cm x 80 cm x 60 cm

Fazit: So gelingt die Dimensionierung der Wärmepumpe

Die sorgfältige Dimensionierung einer Wärmepumpe ist für den effizienten Betrieb des Heizsystems unabdingbar. Dabei kommt es vor allem auf die korrekte Berechnung der Heizlast sowie die individuelle Analyse Ihres Wärmebedarfs an. Dementsprechend sollte die Auslegung einer Wärmepumpe stets von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden; andernfalls kommt es zu erhöhten Heizkosten oder einem schnelleren Verschleiß der Wärmepumpe. Wenn Sie vorab trotzdem schon einmal die Größe Ihrer Wärmepumpe abschätzen wollen, helfen Ihnen die in diesem Artikel vorgestellten Faustformeln.

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