Wärmepumpen-Rechner: Betriebskosten, Jahresarbeitszahl, Heizleistung & Ersparnis

So funktioniert dieser Wärmepumpen-Rechner

Die Betriebskosten einer Wärmepumpe sind einfache Arithmetik: Wärmebedarf ÷ Jahresarbeitszahl × Strompreis. Das Problem: Beide Eingangswerte werden meist geschätzt. Die meisten Online-Rechner setzen die SCOP des Herstellers und einen Faustwert für den Wärmebedarf ein und liegen dann 30–50 % daneben. Dieser Rechner leitet beide Zahlen aus der Physik und deinem Klima ab:

1. Wärmebedarf. Dein Haus wird durch einen Wärmeverlustkoeffizienten H (Watt pro Kelvin) beschrieben. Er ergibt sich aus Wohnfläche × einem vom Dämmstandard abhängigen Wert (3,0 W/m²K für einen ungedämmten Altbau aus der Vorkriegszeit bis hinunter zu 0,25 W/m²K für ein Passivhaus) oder wird aus deinem bisherigen Brennstoffverbrauch und den örtlichen Heizgradtagen zurückgerechnet.
2. Klima. Die Mitteltemperatur jedes Monats wird auf elf Temperaturklassen verteilt. Die Mittelwerte stammen aus den Klimanormalwerten 1991–2020 für 16 voreingestellte Städte oder aus der Satelliten-Klimatologie der NASA für jeden Punkt der Erde. Die Klassen bilden Kälteeinbrüche ab, und darauf kommt es an, denn der COP ist genau dann am niedrigsten, wenn der Bedarf am höchsten ist.
3. COP bei jeder Temperatur. In jeder Klasse folgt die Vorlauftemperatur einer Heizkurve. Der COP wird als Anteil an der thermodynamischen Grenze (Carnot) berechnet, mit einem Abschlag fürs Abtauen zwischen −7 °C und +7 °C, wo sich am Außengerät Reif bildet.
4. Leistungsgrenze. Reicht die temperaturabhängige Heizleistung der Wärmepumpe nicht für die Last, deckt ein elektrischer Heizstab die Lücke mit COP 1.
5. Warmwasser kommt mit 1,6 kWh pro Person und Tag plus Speicherverlusten hinzu, erwärmt auf die von dir eingestellte Speichertemperatur.

Du bekommst den monatlichen Stromverbrauch, eine realistische SCOP, die Betriebskosten, einen Vergleich mit deinem jetzigen Brennstoff und den CO₂-Unterschied.

Die Formel

η ist der Anteil am Carnot-COP, den eine reale Maschine erreicht: 0,42 für einfache oder ältere Geräte, 0,47 für aktuelle Mittelklassemodelle und 0,52 für hochwertige Invertergeräte mit R290. Bei 7 °C außen und 35 °C Vorlauf ergibt die Standardstufe einen COP von etwa 4,1. Bei −7 °C und 55 °C sinkt er auf etwa 2,2, was zu veröffentlichten Datenblättern nach EN 14511 passt.

Rechenbeispiel: Haus mit 140 m² in Berlin

Nimm die Standardwerte: 140 m² mit durchschnittlicher Dämmung (1,5 W/m²K), Berliner Klima, 45 °C Auslegungsvorlauf mit witterungsgeführter Regelung, eine Wärmepumpe der Standardstufe und Warmwasser für drei Personen. Das Haus braucht rund 14.300 kWh Wärme im Jahr (102 kWh/m² einschließlich Warmwasser). Berlin hat bei 15,5 °C Heizgrenze etwa 2.400 Heizgradtage.

Die Wärmepumpe liefert diese Wärme mit rund 4.210 kWh Strom, was einer SCOP von 3,39 entspricht. Im Januar liegt der COP um 3,0, im April über 4. Die Normheizlast beträgt 5,5 kW bei −9 °C; ein 5,5-kW-Gerät deckt also praktisch den gesamten Bedarf, der Heizstab steuert nur 2 kWh im Jahr bei.

Bei 0,28 €/kWh kostet der Betrieb der Wärmepumpe ≈ 1.180 € im Jahr. Der vorhandene Gaskessel (88 % Jahresnutzungsgrad) verbrennt 16.250 kWh Gas zu 0,10 €/kWh, rund 1.625 €. Die Wärmepumpe spart also etwa 445 € und 1,5 t CO₂ im Jahr (1,47 t bei einem Strommix mit 350 g/kWh gegenüber 2,97 t mit Gas). Sie bleibt günstiger, solange Strom weniger als das 3,86-Fache des Gaspreises kostet; heute liegt das Verhältnis bei 2,8. Bei Anschaffungskosten von 14.000 € ohne Förderung beträgt die einfache Amortisationszeit rund 31 Jahre. Den Unterschied machen hier Förderungen, Wärmepumpentarife und der Wegfall des Gasanschlusses.

So liest du die Ergebnisse

• SCOP ist die Zahl, auf die es ankommt. Jede Verbesserung um 0,5 senkt den Stromverbrauch um etwa 13–15 %.
• Normheizlast ist die Leistung, die am kältesten typischen Tag nötig ist. Damit prüfst du Angebote von Installateuren: Eine 12-kW-Anlage für ein Haus mit 5 kW ist überdimensioniert.
• Heizstab-Anteil über 3–5 % heißt: Die Wärmepumpe ist für dein Klima zu klein, oder die Vorlauftemperatur ist zu hoch.
• Gleichstandsverhältnis zeigt, wie sicher die Ersparnis ist. Liegt dein Strom-Gas-Verhältnis deutlich darunter, machen Preisschwankungen sie nicht zunichte.
• Monatstabelle zeigt, wohin das Geld fließt. Auf die Wintermonate entfallen meist 60–70 % der Jahreskosten.

Typische Werte

So senkst du die Betriebskosten der Wärmepumpe

• Senk die Vorlauftemperatur. Schalte die witterungsgeführte Regelung ein und tausche die zwei, drei kleinsten Heizkörper aus. Billiger bekommst du mehr Effizienz meist nicht.
• Erst dämmen. Eine gedämmte oberste Geschossdecke oder Hohlwand senkt den Wärmebedarf und die nötige Wärmepumpengröße. Probier es mit dem Rechner für Dämmung aus.
• Nutze einen Wärmepumpen- oder zeitvariablen Tarif. Wenn Verdichter und Speicherladung in günstige Stunden fallen, sinkt der effektive Preis um 20–40 %.
• Ergänze eine PV-Anlage. Warmwasser im Sommer und Heizen in der Übergangszeit laufen dann großteils mit Strom von den eigenen Solarmodulen.
• Lass sie gleichmäßig laufen. Wärmepumpen arbeiten am besten lang und gemächlich. Starke Nachtabsenkung erzwingt morgens hohe Vorlauftemperaturen.

Grenzen

Der Rechner nutzt monatliche Klimadaten mit einer statistischen Temperaturverteilung, keine stündliche Simulation; an sehr windigen oder feuchten Standorten können die Abtauverluste höher sein. Die Dämmstandards sind Durchschnittswerte, eine echte Heizlastberechnung kann um ±25 % abweichen. Das COP-Modell steht für typische moderne Geräte, einzelne Produkte unterscheiden sich; prüf das Datenblatt nach EN 14825 des angebotenen Modells. Interne Wärmegewinne stecken in der Heizgrenztemperatur von 15,5 °C, solare Gewinne durch Fenster werden nicht gesondert modelliert. Für Sole-Wasser-Anlagen nimm den Erdwärmepumpen-Rechner.

Methode & Annahmen

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