Heizlast und Leistung der Luftwärmepumpe: Warum das Gerät fast nie bei seiner Nennleistung arbeitet

Die Heizleistung einer Luftwärmepumpe fällt genau dann, wenn das Haus am meisten braucht. Wo sich beide Kurven kreuzen, liegt der Bivalenzpunkt — und darüber entscheidet die Gerätegröße, nicht die Heizlast.

Reihe von vier Wärmepumpen-Außengeräten in Kaskade auf einem Flachdach
Reihe von vier Wärmepumpen-Außengeräten in Kaskade auf einem FlachdachFoto: Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V.Honorarfrei für redaktionelle Berichterstattung

Das Wichtigste in Kürze

  • Die Kilowattzahl im Produktnamen bezieht sich meist auf den Prüfpunkt A7/W35 oder A2/W35 nach EN 14511 — nicht auf die Leistung bei Normaußentemperatur.
  • Der Bivalenzpunkt ist die Außentemperatur, an der sich Gebäudekennlinie und Geräteleistung schneiden; monoenergetisch ausgelegt liegt er meist zwischen minus fünf und minus acht Grad.
  • Steigt der Heizstabanteil von drei auf zehn Prozent der Jahreswärme, sinkt die Jahresarbeitszahl des Gesamtsystems im Rechenbeispiel von 3,5 auf rund 3,0.
  • Ein zu großes Gerät taktet, weil seine Mindestleistung über dem Wärmebedarf bei sieben Grad liegt — dort verbringt die Anlage den größten Teil des Jahres.
  • Verlangen Sie die Leistungskurve über der Außentemperatur für Ihre Vorlauftemperatur, nicht die Nennleistung aus dem Prospekt.

„Acht Kilowatt“ steht im Angebot, und acht Kilowatt beträgt auch die berechnete Heizlast des Hauses. Das sieht nach einer sauberen Zuordnung aus — und ist die häufigste Fehlquelle bei der Geräteauswahl. Denn die Zahl im Produktnamen und die Zahl in der Heizlastberechnung beziehen sich auf völlig verschiedene Betriebszustände.

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hat keine feste Leistung. Sie hat eine Kurve, und diese Kurve fällt ausgerechnet dort ab, wo das Gebäude am meisten verlangt: bei tiefen Außentemperaturen. Wie viel Wärme nötig ist, klärt die raumweise Heizlastberechnung. Was danach kommt, ist eine andere Aufgabe — und sie wird mit anderen Zahlen gelöst.

Die Kilowattzahl im Namen ist kein Auslegungswert

Wärmepumpen werden nach EN 14511 an genormten Prüfpunkten vermessen. Die Kürzel folgen dem Schema A für die Außenlufttemperatur, W für die Vorlauftemperatur des Heizwassers: A7/W35 bedeutet 7 Grad Außenluft bei 35 Grad Vorlauf, A-7/W35 entsprechend minus 7 Grad bei gleichem Vorlauf.

Welcher dieser Punkte die Typenbezeichnung liefert, ist Herstellersache. A7/W35 liefert die schönsten Werte und wird gern genommen; als gebräuchlicher Standardarbeitspunkt für Luft-Wasser-Geräte gilt eher A2/W35. Dasselbe Gerät kann also je nach Prospektseite als Sieben-, Acht- oder Zehn-Kilowatt-Maschine auftreten.

Zwei Einflüsse drücken die Leistung, wenn es kälter wird. Die Außenluft enthält weniger nutzbare Wärme, und gleichzeitig wächst der Temperaturhub zwischen Verdampfer und Kondensator. Dazu kommen Abtauzyklen, die dem Heizkreis zeitweise Wärme entziehen — wohin das entstehende Wasser geleitet werden muss, ist ein eigenes Planungsthema. Die Folge: Der COP eines typischen Geräts liegt bei A7/W35 zwischen etwa 3,8 und 5,0, sinkt bei A2/W35 oder bei 55 Grad Vorlauf auf 2,8 bis 3,5 und fällt bei A-7 weiter ab.

Entscheidend ist deshalb nicht eine Zahl, sondern die Tabelle im Datenblatt — Heizleistung und Leistungsaufnahme über mehrere Außentemperaturen, und zwar für die Vorlauftemperatur, die Ihr Haus tatsächlich braucht. Welche das ist, hängt an den Heizflächen und nicht am Wunschdenken.

Zwei Linien, die sich kreuzen

Der Wärmebedarf eines Hauses verhält sich nahezu linear zur Außentemperatur. Oberhalb der Heizgrenze — für ein saniertes Einfamilienhaus meist bei rund 15 Grad — reichen innere und solare Gewinne; bei Normaußentemperatur wird die volle Heizlast gebraucht.

Ein Beispiel: Norm-Heizlast 8,0 Kilowatt, Normaußentemperatur minus 12 Grad, Heizgrenze 15 Grad. Daraus ergibt sich die Gebäudekennlinie, und ihr stellen wir die Leistung eines Geräts gegenüber, das bei A7/W35 mit 8 Kilowatt beworben wird.

Außentemperatur Wärmebedarf des Hauses typische Geräteleistung bei W35
+7 °C 2,4 kW rund 8,0 kW (Nennwert)
+2 °C 3,9 kW rund 6,8 kW
−5 °C 5,9 kW rund 5,8 kW
−12 °C 8,0 kW rund 5,0 kW

Die beiden Linien schneiden sich hier bei etwa minus fünf Grad. Das ist der Bivalenzpunkt: die Außentemperatur, unterhalb derer die Wärmepumpe allein nicht mehr ausreicht und die Regelung einen zweiten Wärmeerzeuger zuschaltet. Bei monoenergetischer Auslegung — Wärmepumpe plus Elektroheizstab — liegt er in Deutschland üblicherweise zwischen minus fünf und minus acht Grad.

Die Zeile darüber ist die eigentliche Nachricht. Bei sieben Grad Außentemperatur braucht dieses Haus 2,4 Kilowatt. Das Gerät kann an dieser Stelle 8 Kilowatt — es muss also auf weniger als ein Drittel heruntermodulieren, um überhaupt durchzulaufen.

Der Heizstab ist billig und wird trotzdem teuer

Ein Elektroheizstab kostet als Bauteil wenig und wird üblicherweise mit rund 50 bis 60 Prozent der Wärmepumpenleistung ausgelegt, gestuft schaltbar. Bei einem Bivalenzpunkt zwischen minus fünf und minus acht Grad deckt er nur etwa zwei bis fünf Prozent der Jahresheizarbeit, weil so kalte Tage selten sind.

Rutscht dieser Anteil nach oben, schlägt das durch, denn jede Kilowattstunde aus dem Heizstab entsteht mit einer Arbeitszahl von genau 1. Ein Haus mit 15.000 Kilowattstunden Jahreswärmebedarf und einer Wärmepumpe mit einer Arbeitszahl von 3,8 im eigenen Betrieb:

  • 3 Prozent Heizstab: 450 kWh Strom direkt, 14.550 kWh über die Wärmepumpe, also 3.829 kWh — zusammen 4.279 kWh. Systemarbeitszahl 3,5.
  • 10 Prozent Heizstab: 1.500 kWh direkt, 13.500 kWh über die Wärmepumpe, also 3.553 kWh — zusammen 5.053 kWh. Systemarbeitszahl 3,0.

Der Unterschied beträgt rund 775 Kilowattstunden im Jahr, bei 30 Cent je Kilowattstunde also etwa 230 Euro — jedes Jahr, allein durch eine falsch gesetzte Zuschaltgrenze. Häufigster Auslöser ist nicht die Kälte, sondern die Warmwasserbereitung: Wird der Speicher über den Heizstab auf Zieltemperatur gebracht, läuft er auch im Sommer. Wie sich das vermeiden lässt, gehört in die Planung der Warmwasserbereitung.

Prüfen Sie deshalb nach der Inbetriebnahme, ob der Wärmemengenzähler oder die Anlagenstatistik den Heizstabanteil getrennt ausweist. Ohne diese Zahl merken Sie einen Fehler erst an der Jahresabrechnung.

Zu groß ist schlechter als knapp bemessen

Bei fossilen Kesseln war Großzügigkeit kaum schädlich; bei einer Wärmepumpe ist sie es. Auch invertergeregelte Geräte haben eine Mindestverdichterleistung. Die verbreitete Annahme, ein Inverter moduliere von 30 bis 100 Prozent, trifft in dieser Pauschalität nicht zu — je nach Gerät liegt die untere Grenze zwischen etwa 17 und 42 Prozent der Nennleistung, und sie verschiebt sich zusätzlich mit der Außentemperatur nach oben.

Liegt die Mindestleistung über dem aktuellen Wärmebedarf, bleibt nur Ein- und Ausschalten. Jeder Start belastet Verdichter und Anlaufstrom, und jeder Stopp verschenkt die Wärme, die gerade erst im Kreis war. Als Orientierung: Bei null Grad Außentemperatur sind etwa sechs bis acht Starts je Stunde noch unauffällig, acht bis zwölf sind zu viel. Gemessen wird das am Betriebsstundenzähler und an der Zahl der Verdichterstarts, beides steht bei modernen Reglern im Menü.

Gegen Taktung hilft weniger Technik, als oft verkauft wird. Ein Pufferspeicher verlängert die Laufzeit, kostet aber Temperaturschichtung und Platz. Wirksamer sind ein ausreichend großer Volumenstrom im Heizkreis, offen bleibende Heizkörperventile in den führenden Räumen und eine sauber eingestellte Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf. Die Reihenfolge ist eindeutig: erst die Hydraulik, dann der Puffer.

Zwei Stunden am Tag, die in der Auslegung fehlen

Seit dem 1. Januar 2024 gelten neu installierte Wärmepumpen als steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes. Der Netzbetreiber darf ihre Leistungsaufnahme bei drohender Überlastung absenken, muss dabei aber mindestens 4,2 Kilowatt elektrisch verfügbar lassen; die präventive netzorientierte Steuerung ist auf höchstens zwei Stunden pro Tag begrenzt. Im Gegenzug sinken die Netzentgelte.

Für die Dimensionierung ist das eine Entlastung gegenüber der alten Praxis. Klassische Wärmepumpentarife arbeiteten mit echten Sperrzeiten von bis zu dreimal zwei Stunden täglich, und die Auslegung musste das mit einem Zuschlagsfaktor auffangen — üblicherweise 24 geteilt durch die verbleibenden Betriebsstunden, bei sechs Stunden Sperre also rund 1,33. Aus 8 Kilowatt Heizlast wurden auf diese Weise schnell 10,6 Kilowatt Geräteleistung, mit allen Folgen für die Taktung im Übergangszeitraum.

Klären Sie deshalb vor der Auslegung, welcher Vertrag gelten soll: ein Netzentgelt-Modul nach § 14a mit Drosselung oder ein Altvertrag mit vollständiger Sperre. Beide Wege führen zu einer anderen Gerätegröße — und nur einer davon steht später im Angebot.

Was Sie vor der Unterschrift verlangen

Ein belastbares Angebot enthält vier Angaben, die sich nachrechnen lassen: die Norm-Heizlast des Gebäudes mit der zugrunde gelegten Normaußentemperatur; die Leistungskurve des angebotenen Geräts bei Ihrer Auslegungsvorlauftemperatur, mindestens für A7, A2, A-7 und die Normaußentemperatur; den daraus abgeleiteten Bivalenzpunkt; und den Modulationsbereich mit der Mindestleistung bei A7.

Fehlt eine dieser Zahlen, fehlt die Auslegung — dann wurde ein Gerät ausgesucht, nicht dimensioniert. Bitten Sie in diesem Fall um die Datenblattseite mit der Leistungstabelle und legen Sie sie neben Ihre Heizlast. Zwei Werte genügen für eine erste Plausibilitätsprüfung: die Geräteleistung bei Normaußentemperatur, die nicht weit unter der Heizlast liegen darf, und die Mindestleistung bei sieben Grad, die möglichst unter einem Drittel der Heizlast bleiben sollte.

Quellen und weiterführende Informationen

  1. Viessmann: Bivalenzpunkt der Wärmepumpe — Erklärung und Einstellung
  2. Heizungsfinder: COP-Wert und SCOP-Wert einer Wärmepumpe
  3. Haustec: Wie funktioniert eigentlich eine Inverter-Wärmepumpe?
  4. Topten: Auswahlkriterien Wärmepumpen
  5. Energiewirtschaftsgesetz § 14a – Netzorientierte Steuerung steuerbarer Verbrauchseinrichtungen
  6. Stiebel Eltron: Steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach § 14a EnWG
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