Wärmepumpen-Leistung: Definition, Auslegung und Planung

• Warum die richtige Leistung wichtig ist: Die Leistung einer Wärmepumpe muss genau auf den Wärmebedarf eines Gebäudes abgestimmt werden. Ist sie zu klein, steigt der Stromverbrauch, weil Zusatzheizungen öfter nachhelfen müssen; ist sie zu groß, steigen die Anschaffungs‑ und Betriebskosten unnötig. Eine richtige Dimensionierung sorgt für effizienten, langlebigen Betrieb.
• Heizleistungsbedarf als Grundlage: Die benötigte Wärmepumpenleistung setzt sich aus dem Heizwärmebedarf des Gebäudes, dem Warmwasserbedarf und speziellen Nutzungsmustern zusammen. Dafür spielen Wohnfläche, Dämmstandard und Heizsystem eine zentrale Rolle – besser gedämmte Gebäude brauchen deutlich weniger Leistung pro Quadratmeter.
• Richtwerte zur Leistung pro Quadratmeter: Es gibt typische Richtwerte (kW/m²) je nach Gebäudetyp/Dämmstand: z. B. Passivhaus sehr niedrig, Altbau ohne Dämmung deutlich höher. Solche Werte helfen bei der ersten Abschätzung der nötigen Leistung.
• Herstellerangaben und Normen: Hersteller geben Wärmepumpenleistung anhand von Normbedingungen (Temperaturen der Wärmequelle und des Heizsystems) gemäß EN 14511 an. Diese Kennzeichnungen (z. B. A2/W35) helfen zu verstehen, wie viel Wärme das Gerät unter bestimmten Bedingungen liefern kann.
• Leistungszahlen und Effizienz: Neben der reinen Heizleistung ist die Effizienz wichtig: Kennzahlen wie COP, SCOP und die Jahresarbeitszahl (JAZ) geben das Verhältnis von erzeugter Wärme zu eingesetzter elektrischer Energie an. Höhere Werte bedeuten geringeren Stromverbrauch und bessere Effizienz.
• Planung der Leistung: Die Planung der Wärmepumpenleistung erfordert, dass alle Betriebszustände des Systems berücksichtigt werden. Man muss prüfen, ob die gewählte Leistung tatsächlich den gesamten Wärmebedarf deckt – gegebenenfalls auch in Kombination mit weiteren Wärmeerzeugern oder Pufferstrategien.

In Deutschland werden überwiegend in Neubauten Wärmepumpen installiert. Im Zuge energetischer Sanierungen von Altbauten nimmt aber auch der Anteil von Wärmepumpen im Bestand zu. Je nach den energetischen Bedingungen des Gebäudes muss die Leistung der Wärmepumpe individuell geplant werden.

Eine genaue, bedarfsgerechte Dimensionierung der Wärmepumpen-Leistung ist besonders wichtig.

• Eine zu kleine Leistung führt zu einem höheren Stromverbrauch im Heizbetrieb insbesondere durch das Nachheizen mit einem Heizstab.
• Eine zu große Leistungsauslegung führt hingegen zu einem zu hohen Anlaufstrombedarf als auch zu höheren Anlagen- und damit Kapitalkosten insbesondere bei Erdwärmepumpen.

Eine Über- und Unterdimensionierungen der Leistung von Wärmepumpen sind deshalb unbedingt zu vermeiden.

Ob die Leistung einer Wärmepumpe zu groß oder zu klein ausgelegt wurde, lässt sich anhand des Leistungsanteils der Wärmepumpe auf einer Bewertungsskala von 0 % bis 100 % beurteilen:

Leistungsanteil = Maximalleistung der Wärmepumpe bei Norm-Außentemperatur ÷ Norm-Heizlast des Gebäudes

Für die bedarfsgerechte Auslegung der Wärmepumpenleistung sind folgende Daten erforderlich:

• Heizleistungsbedarf
  • Heizleistungsbedarf des Gebäudes
  • Leistungsbedarf für Brauchwarmwasserbereitung
  • Leistungsbedarf für Sondernutzung
• Sperrzeiten des Energieversorgers
• Vorlauftemperatur des Verteilungssystems
• Eigenschaften der Wärmequellentemperatur
• Betriebsart der Wärmepumpe

Die Leistung von Wärmepumpen wird herstellerseitig anhand von Temperaturangaben der Wärmequellentemperatur und der Vorlauftemperatur des Heizwärmeabgabesystems entsprechend der Europäischen Norm EN 14511 angegeben. Diese Leistungsangaben der Wärmepumpe bestehen aus Buchstaben und Ziffern, wobei der erste Buchstabe die Wärmequelle und der zweite Buchstabe die Art des Wärmeträgermediums im Heizungssystem bezeichnet. Die Zahlen beziehen sich wiederum auf die jeweilige Temperaturen in °C. Gängige Kürzel sind:

• W = water = Wasser
• B = brine = Sole
• A = air = Luft
• 0 = Wärmequellentemperatur 0 °C
• 35 = Vorlauftemperatur im Heizkreislauf 35 °C

Für Sole/Wasser-Wärmepumpen wird die Leistung häufig mit B0/W35, B0/W50 oder B10/W35 angegeben. Die Leistung von Wasser/Wasser-Wärmepumpen wird vielfach mit W10/W50 oder W10/W35 definiert. Gängige Leistungsbezeichnungen für Luft/Wasser-Wärmepumpen sind A10/W35, A2/W50 und A2/W35.

Diese Leistungsangaben der Wärmepumpe werden immer in Verbindung mit dem Wirkungsgrad, dem sogenannten Coefficient Of Performance (COP) bzw. der Leistungszahl von Wärmepumpen, angegeben und helfen bei der Auswahl einer Wärmepumpe. Folgende Leistungsangaben und Leistungszahlen geben beispielhaft diesen Zusammenhang wieder:

• W10/W50 = COP 4,5
• A10/W35 = COP 4,3
• A2/W50 = COP 2,7
• B0/W35 = COP 4,8
• B0/W50 = COP 3,6
• B10/W35 = COP 6,1

Da die Leistungszahl selbst immer nur den Wirkungsgrad bzw. die Effizienz der Umwandlung von Strom und Umweltwärme in Heizwärme in vorgenannten Betriebspunkten wiedergibt, kann allein aus der Leistungszahl nicht auf die ganzjährige Effizienz der Wärmepumpe geschlossen werden.

Hierzu dient die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe. Diese kann aus den Heizleistungskurven des Wärmepumpenherstellers ermittelt werden, die auch die jeweiligen Betriebszustände unter anderen Leistungsbedingungen wiedergeben.

Stehen der Wärmebedarf des Gebäudes und die einzusetzende Wärmepumpentechnik fest, so muss zur Planung der Leistung der Wärmepumpe zunächst der zulässige Einsatzbereich der Wärmepumpe anhand eines Quellen-Senken-Diagramms ermittelt werden. Daneben müssen alle denkbaren Betriebspunkte abgeklärt und hieraus ein Arbeitsfeld bestimmt werden. Dann muss geprüft werden, ob alle Betriebspunkte dieses Arbeitsfeldes innerhalb des zulässigen Einsatzbereiches liegen.