Anstelle von fossilen Brennstoffen nutzen Wärmepumpen Umgebungsluft, Grundwasser oder Geothermie, um Wärmeenergie bereitzustellen. Im Betrieb verbrauchen sie elektrischen Strom. Hier erfahren Sie, wie Sie den Stromverbrauch einer Wärmepumpe berechnen und mit welchen Maßnahmen Sie Strom einsparen können. Außerdem geben wir Ihnen konkrete Rechenbeispiele, mit denen Sie Ihren eigenen Verbrauch und die entsprechenden Kosten nachvollziehen können.
Das Wichtigste zum Stromverbrauch von Wärmepumpen im Überblick
- Insgesamt arbeiten Wärmepumpen deutlich effizienter und kostengünstiger als Heizsysteme auf Basis fossiler Brennstoffe. Sie sind sowohl für den Einsatz in Neubauten als auch im Altbau geeignet.
- Der Stromverbrauch einer Wärmepumpe hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem der Art der Wärmepumpe, dem Zustand des Gebäudes und dem individuellen Nutzungsverhalten.
- Mit speziellen Wärmepumpentarifen lassen sich die Stromkosten für die Wärmepumpe weiter reduzieren.
Warum verbraucht eine Wärmepumpe Strom?
Wärmepumpen verbrauchen, anders als konventionelle Heizungen, keine Brennstoffe wie Öl, Gas oder Pellets. Stattdessen nutzen sie als Wärmequelle Umweltwärme aus Luft, Grundwasser oder Erde und machen diese mithilfe von Strom für die Heizung nutzbar.
Der genaue Stromverbrauch einer Wärmepumpe pro Tag und Jahr fällt sehr unterschiedlich aus und richtet sich unter anderem nach der Effizienz der Pumpe und dem Heizwärmebedarf. Eine wichtige Rolle spielt auch die Art der Wärmepumpe:
- Luft-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus der Umgebungsluft. Ihre Leistung und ihr Stromverbrauch sind daher abhängig von den Außentemperaturen, auch wenn sie selbst im Winter zuverlässig Heizwärme liefern.
- Erdwärmepumpen werden in ihrer Effizienz durch die Außentemperaturen kaum beeinflusst, denn sie gewinnen Wärme aus dem Erdreich. Die Installation ist jedoch aufwendiger als die einer Luft-Wärmepumpe.
- Grundwasserwärmepumpen weisen die höchste Effizienz auf. Die Temperatur des Grundwassers bleibt relativ konstant, sodass eine gleichbleibend hohe Effizienz möglich ist. Jedoch sind Grundwasserwärmepumpen am aufwendigsten in der Installation.
Angegeben wird der Stromverbrauch einer Wärmepumpe in Kilowattstunden (kWh). In einem Einfamilienhaus mit einem Heizwärmebedarf von 15.000 kWh im Jahr verursacht eine Luft-Wärmepumpe Kosten von etwa 1.500 € pro Jahr1. Für das Heizen mit einer Erdwärmepumpe fallen etwa 1.125 € an und bei der besonders effizienten Grundwasserwärmepumpe sind es nur noch rund 1.000 €. Wärmepumpentarife reduzieren diese Kosten noch einmal. Im Folgenden finden Sie konkrete Rechenbeispiele, die Sie an Ihre individuellen Wohnverhältnisse anpassen können.
1 Bei den angegebenen Kosten handelt es sich um Richtwerte, diese können regional unterschiedlich sein und nur beispielhaft angenommen werden. In diesem Beispiel werden folgende Werte angenommen: Strompreis von 30 Cent/kWh, JAZ von 3 für Luft-Wärmepumpen, 4 für Erdwärmepumpen und 4,5 für Grundwasserpumpen und Strompreis 30 Cent/kWh
So beeinflusst die Effizienz der Wärmepumpe den Stromverbrauch
Um den Stromverbrauch einer Wärmepumpe berechnen zu können, müssen Sie die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Pumpe kennen. Sie gibt das Verhältnis von benötigter (elektrischer) Energie zu gewonnener (thermischer) Energie an:
JAZ = gewonnene Energie ÷ verbrauchte Energie
Wenn also eine Luft-Wärmepumpe 4.000 kWh Strom verbraucht und daraus 12.000 kWh Heizenergie erzeugt, dann beträgt die JAZ 3. Die JAZ muss über das gesamte Jahr betrachtet werden, da Schwankungen im Verlauf der Jahreszeiten auftreten – der Stromverbrauch einer Luft-Wärmepumpe ist im Winter höher.
Wichtig: In jedem Fall arbeitet eine Wärmepumpe effizienter als Heizsysteme auf Basis fossiler Brennstoffe, denn letztere können Energie immer nur mit einem Wirkungsgrad von maximal 100 % (das entspricht einer Jahresarbeitszahl von 1) umwandeln.
Neben der Außentemperatur hat vor allem der Zustand des Gebäudes Einfluss auf den Verbrauch einer Wärmepumpe. Je besser Fassaden, Dächer und Fenster gedämmt sind, desto weniger Strom muss aufgewendet werden, um die gewünschte Innentemperatur zu erreichen beziehungsweise zu halten.
Der Wasserverbrauch ist ebenfalls zu berücksichtigen, denn Wasser muss stärker erwärmt werden als die Raumluft. Daher fallen hier auch die Jahresarbeitszahlen unterschiedlich aus, wobei die JAZ für die Heizung höher liegt als die für die Warmwasserbereitung. Tipp: Mit dem JAZ-Rechner des Bundesverbands Wärmepumpe e. V. können Sie diese separaten Jahresarbeitszahlen ermitteln.
Rechenbeispiel: Was verbraucht eine Wärmepumpe an Strom?
Folgende Angaben brauchen Sie, um den Stromverbrauch einer Wärmepumpe zu berechnen:
- Ihren jährlichen Energiebedarf für Heizung und Warmwasser: Diesen entnehmen Sie am besten Ihrer Heizkostenabrechnung. Kennen Sie den exakten Bedarf nicht – etwa weil der Bau des Gebäudes erst geplant ist –, können Sie alternativ mit der Heizleistung rechnen.
- die Heizleistung der Wärmepumpe: Das ist die Leistung, welche die Wärmepumpe liefern kann. Sie muss in Abhängigkeit vom Gebäude veranschlagt werden. Sie können hier von einer Spanne zwischen 0,015 und 0,05 Kilowatt pro Quadratmeter ausgehen, wobei Passivhäuser den niedrigsten und nachträglich gedämmte Altbauten einen höheren Wert erreichen. Ein sparsamer Neubau (0,04 kW/m²) mit einer Wohnfläche von 150 m² benötigt so eine Heizleistung von etwa 6 Kilowatt zuzüglich der Heizleistung für Warmwasser.
- die Jahresarbeitszahl: Sie gibt, wie oben beschrieben, die Effizienz der Wärmepumpe an.
- Heizstunden: 2.000 Heizstunden im Jahr gelten als Durchschnittswert. Gleichwohl ist die Anzahl der Heizstunden individuell: Wenn Sie wissen, dass Sie es gern warm mögen und oft heizen, rechnen sie ruhig mit 2.200 Heizstunden. Mögen Sie es generell kühler, können Sie 1.800 Heizstunden annehmen.
Beispielrechnung
Die Formel für die Berechnung des Stromverbrauchs einer Wärmepumpe pro Jahr lautet:
Stromverbrauch pro Jahr = Heizenergiebedarf pro Jahr ÷ Jahresarbeitszahl
Liegt Ihr Heizenergiebedarf also beispielsweise bei 15.000 kWh im Jahr und Sie verwenden eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 3,5, dann ergibt sich folgende Rechnung:
Stromverbrauch pro Jahr = 15.000 kWh ÷ 3,5 = ca. 4.285 kWh
Kennen Sie Ihren individuellen Bedarf noch nicht, können Sie stattdessen mit der Heizleistung der geplanten Wärmepumpe rechnen:
Stromverbrauch pro Jahr = Heizleistung in Kilowatt ÷ JAZ * Heizstunden
Folgende Annahmen liegen der Beispielrechnung zugrunde:
- Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 10 Kilowatt
- Jahresarbeitszahl 3,5
- 2.000 Heizstunden pro Jahr
Rechnung:
Stromverbrauch = 10 Kilowatt ÷ 3,5 * 2.000 = 5.174 kWh
Hinweis: Bedenken Sie, dass Sie gegebenenfalls zwei separate Rechnungen mit unterschiedlichen Jahresarbeitszahlen durchführen müssen – einmal für die Heizung und einmal für die Warmwasserbereitung. Die Teilergebnisse werden dann addiert.
Auf dieser Basis können Sie jetzt die Stromkosten für die Wärmepumpe berechnen. Bei einem angenommenen Strompreis von 30 Cent pro Kilowattstunde2 ergeben sich folgende Kosten:
Stromkosten = Stromverbrauch in kWh * Strompreis pro kWh
Stromkosten Beispiel 1: 4.285 kWh * 0,30 € = 1.285,50 €
Stromkosten Beispiel 2: 5.174 kWh * 0,30 € = 1.552,20 €
2 Der Strompreis liegt derzeit (Stand: April 2024) um einige Cent niedriger. Jedoch können die Strompreise weiterhin schwanken, sodass wir hier einen Durchschnittspreis von 30 Cent zugrunde legen.
Hinweis: Gegebenenfalls wird zusätzlich ein Grundpreis für den Strom fällig, der berücksichtigt werden muss.
In vielen Fällen lassen sich die Kosten mit einem Wärmepumpentarif reduzieren.
Wärmepumpentarif nutzen und Stromkosten sparen
Spezielle Wärmepumpentarife fallen im Schnitt rund 20 % günstiger aus als Tarife für den üblichen Haushaltsstrom. Sie sind an folgende Bedingungen geknüpft:
- Der Strom stammt grundsätzlich aus denselben Quellen wie herkömmliche elektrische Energie.
- Die Ersparnis ergibt sich aus sogenannten vertraglich geregelten „ Sperrzeiten “, in denen Wärmepumpen bei hoher Netzbelastung vom Netz getrennt werden können. Beheizt wird Ihr Haus in dieser Zeit mithilfe des Pufferspeichers des Gerätes.
- Die daraus entstehende Flexibilität belohnen die Stromanbieter mit günstigeren Tarifen.
Um solche Tarife nutzen zu können, benötigen Sie einen eigenen Stromzähler für die Wärmepumpe. Dieser und das erforderliche Steuergerät kosten in etwa 150 € pro Jahr. Diese zusätzlichen Kosten sollten mit der Ersparnis durch den Wärmepumpentarif ausgeglichen werden.
Dazu ein Rechenbeispiel:
Die Stromkosten für eine Wärmepumpe liegen bei einem Stromverbrauch von 6.000 kWh im Jahr bei 1.800 € (angenommener Strompreis: 30 ct/kWh). Aufgrund des Wärmepumpentarifs reduzieren sich die Kosten um 20 % – die Stromkosten sinken um 360 € auf 1.440 €. Die Ersparnis von 360 € übersteigt die zusätzlichen Kosten von 150 €.
Tendenziell lässt sich sagen, dass Wärmepumpentarife umso lohnenswerter werden, je höher der Stromverbrauch ist. Als Richtwert können Sie einen Stromverbrauch von etwa 5.000 kWh veranschlagen – ab diesem Verbrauch lohnt sich ein Wärmepumpen-Stromtarif, da die Stromkostenersparnis höher ausfällt als die laufenden Kosten für die zusätzlichen Geräte. Bei einem jährlichen Stromverbrauch von deutlich unter 5.000 kWh lohnt sich eher ein konventioneller Stromtarif. Ein Vergleich auf unabhängigen Online-Portalen ist zu empfehlen.
Beispielrechnungen zum Stromverbrauch von Wärmepumpen mit Wärmepumpentarif
Hier finden Sie beispielhaft einige Rechnungen zum Stromverbrauch und den Stromkosten von Wärmepumpen.
Angenommene Grundlagen:
- durchschnittlicher Einfamilienhaushalt mit 2.000 Heizstunden
- Wärmeverbrauch von 10.000 kWh jährlich, davon 60 % Heizung und 40 % Warmwasser
- Wärmepumpen-Stromtarif: 24 ct/kWh (30 ct/kWh um 20 % reduziert)
| Wärmepumpenart | Beispielhafte Kosten pro Jahr |
|---|---|
| Luft-Luft-Wärmepumpe (JAZ 2,6) | 923 € |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe (JAZ 2,9) | 828 € |
| Erdwärmepumpe (JAZ 3,9) | 615 € |
| Grundwasserwärmepumpe (JAZ 4,5) | 533 € |
Mit einer Wärmepumpe Stromkosten sparen
Wie Sie sehen, sind Wärmepumpen im Stromverbrauch recht sparsam, da sie aus einer Einheit elektrischer Energie mehrere Einheiten Wärmeenergie bereitstellen. Aus diesem Grund sind sie weitaus effizienter als andere elektrische Heizungen. Auch im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen schneiden die Geräte hervorragend ab, wie ein Vergleich der Stromkosten pro Einheit Wärmeenergie zeigt:
- Eine Wärmepumpe mit einer JAZ von 4 erzeugt aus einer Einheit Strom vier Einheiten Wärmeenergie. Bei einem angenommenen Strompreis von 30 ct/kWh ergibt das einen Heizenergiepreis von 7,5 Cent. Mit einem Wärmepumpentarif sinkt der der Preis auf etwa 6 ct/kWh.
- Dem gegenüber stehen Preise für Öl mit etwa 10,7 ct/kWh (bei einem Ölpreis von 1,07 € pro Liter, aus dem etwa 10 kWh Wärmeenergie gewonnen werden können).
Hinzu kommt, dass Wärmepumpen deutlich wartungsärmer sind als konventionelle Heizungsanlagen. Andere Zusatzkosten, wie etwa die Dienste des Schornsteinfegers, entfallen ebenfalls. In der Regel sparen Sie mit einer effizienten Wärmepumpe (JAZ 4 oder besser) und einem günstigen Wärmepumpentarif jährlich bis zu 50 % der laufenden Kosten. Die Geräte amortisieren sich daher für gewöhnlich bereits nach etwa 10 bis 15 Jahren. Außerdem profitieren Sie bei der Anschaffung einer Wärmepumpe von attraktiven Förderungen. Informationen hierzu finden Sie auf unserer Informationsseite zur Förderung von Wärmepumpen .
Stromverbrauch von Wärmepumpen im Neubau und Altbau
Im Neubau ist der Einbau einer Wärmepumpe praktisch immer lohnenswert – aus ökologischer, aber auch aus finanzieller Sicht. Auch die vergleichsweise günstigen Luft-Wärmepumpen versorgen das Haus das ganze Jahr über zuverlässig mit Wärme, und dank attraktiver Förderungen für Wärmepumpen lassen sich die Kosten noch weiter senken.
Ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zeigt, dass die Installation auch in Bestandsgebäuden und Altbauten sinnvoll ist. Dabei kommt es weniger auf das Alter als auf den Zustand des Gebäudes an. Wichtig ist dabei insbesondere eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur des Heizsystems. Das Forschungsteam kam zu dem Ergebnis, dass Luft-Wärmepumpen eine mittlere JAZ von 3,1 erreichten. Die JAZ von Erdwärmepumpen lag im Durchschnitt sogar bei 4,1 – und diese Werte gelten wohlgemerkt für Wärmepumpenmodelle auf dem technischen Stand von 2014, dem Startjahr der Studie. Moderne Wärmepumpen erreichen mittlerweile noch höhere Effizienzwerte.
Um den Stromverbrauch von Wärmepumpen in Altbauten möglichst gering zu halten, kann es sich auszahlen, vorab das Gebäude zu sanieren und die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage zu koppeln. Nicht immer ist dabei eine vollständige Sanierung notwendig. Schon Einzelmaßnahmen wie der Austausch der Fenster oder die Installation größerer Heizkörper können dazu führen, dass eine Wärmepumpe weitaus effizienter arbeiten kann. Ein hydraulischer Abgleich optimiert die Leistung der Heizung, ermöglicht eine Senkung der Vorlauftemperatur und reduziert damit die Stromkosten für die Wärmepumpe.
Den Stromverbrauch von Wärmepumpen reduzieren
Wie bei allen Heizsystemen ist es auch im Hinblick auf Wärmepumpen sinnvoll, den Verbrauch nach Möglichkeit zu reduzieren. Die folgenden Aspekte bieten Optimierungspotenzial:
- richtige Dimensionierung und fachgerechte Installation: Eine angemessene Größe der Wärmepumpe ist die Grundlage dafür, dass die Pumpe das Haus zuverlässig versorgen kann, ohne dass dabei unnötig Strom verbraucht wird. Eine solche Dimensionierung verlängert auch die Lebensdauer der Anlage, da Verschleiß vermieden wird. Die Planung gehört in die Hände von Fachkräften.
- Art der Wärmepumpe: Die Art und der Zustand des Gebäudes entscheiden darüber, welche Wärmepumpe am besten geeignet ist. Ziel ist es, dass die Stromkosten der Wärmepumpe so geringgehalten werden, dass die Investitionskosten sich schnellstmöglich amortisieren.
- Dämmung und Gebäudezustand: Je besser gedämmt das Gebäude ist, desto niedriger sind voraussichtlich die Betriebskosten der Heizung.
- Heizkörper oder Flächenheizungen: Flächenheizungen (Wandheizung, Fußbodenheizung) sind optimal für den Betrieb einer Wärmepumpe geeignet. Auch größere Heizkörper können die Effizienz verbessern.
- Vorlauftemperatur: Als ideal gelten Vorlauftemperaturen von bis zu 50 °C.
hydraulischer Abgleich der Heizung: Der Abgleich stellt eine gleichmäßige Heizwasserverteilung sicher. Dadurch sinken die Vorlauftemperatur und folglich der Stromverbrauch der Wärmepumpe. - Kombination mit einer Photovoltaikanlage: Mit einer Photovoltaikanlage produzieren Sie kostengünstig Strom und senken so die Stromkosten für die Wärmepumpe noch weiter.
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Strom für die Wärmepumpe selbst produzieren – mit Photovoltaik
Die Kosten für den Stromverbrauch einer Wärmepumpe lassen sich deutlich senken, wenn Sie die Anlage mit Photovoltaikmodulen kombinieren. Mithilfe von Solarzellen produzieren Sie einen Teil der elektrischen Energie, die Ihre Pumpe benötigt, einfach selbst. Realistisch betrachtet ist es mit einer ergänzenden Photovoltaikanlage möglich, den Verbrauch einer Wärmepumpe um etwa 20 bis hin zu 50 % zu senken, je nach Dimensionierung der Anlage. Mit einem zusätzlichen Stromspeicher lässt sich dieser Wert noch steigern.
Aufgrund der schwankenden Anzahl Sonnenstunden während der unterschiedlichen Jahreszeiten erreicht das System Spitzenwerte überwiegend im Sommer. Im Winter, wenn die Sonneneinstrahlung geringer und zeitgleich der Heizbedarf erhöht ist, fällt der Anteil des selbst erzeugten Stroms entsprechend geringer aus. Nichtsdestotrotz trägt die Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe dazu bei, den Eigenverbrauch an selbstproduziertem Solarstrom zu steigern – was sich wiederum günstig auf die Amortisationszeit der Photovoltaikanlage auswirkt.
Häufig gestellte Fragen zum Stromverbrauch von Wärmepumpen
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Der Heizspiegel 2023 setzt den mittleren Stromverbrauch einer Wärmepumpe pro Jahr mit etwa 25–40 kWh/m² Wohnfläche an. Das gilt für Einfamilienhäuser mit einer Wohnfläche zwischen 100 und 250 m². Ein 150-Quadratmeter-Haus hätte somit einen Verbrauch von etwa 3.750–6.000 kWh pro Jahr.
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Es ist nicht allzu aussagekräftig, den Stromverbrauch einer Wärmepumpe pro Tag zu errechnen, da der Verbrauch im Laufe des Jahres aufgrund der Jahreszeiten (und des Heizverhaltens) stark schwankt. Dennoch lässt sich der durchschnittliche Verbrauch pro Tag ermitteln, indem der Verbrauch pro Jahr durch 365 geteilt wird. Bei einem Jahresverbrauch von 6.000 kWh entspricht das 16,44 kWh pro Tag.
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Etwa die Hälfte des Jahresverbrauchs entfällt auf die Monate Dezember bis Februar. Der tatsächliche Verbrauch der Wärmepumpe hängt von der gewählten Art ab: Luft-Wärmepumpen verbrauchen im Winter bei sehr niedrigen Außentemperaturen mehr Strom, während die Effizienz von Erd- und Grundwasserwärmepumpen von den Temperaturen eher unbeeinträchtigt bleibt.
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Bei der Leistungszahl (auch COP genannt) und der Jahresarbeitszahl (JAZ) handelt es sich um Größen, die die Effizienz einer Wärmepumpe beschreiben. Die Zahlen sagen prinzipiell aus, wie viele Kilowattstunden Wärme das Gerät aus einer Kilowattstunde Strom gewinnen kann. Die Leistungszahl/der COP bezieht sich hierbei auf bestimmte, vorgegebene Bedingungen, die Jahresarbeitszahl hingegen auf den reellen Betrieb in einem Gebäude. Letztere muss folglich immer individuell errechnet werden.
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Für Wärmepumpen gibt es spezielle Wärmepumpentarife, die bis zu 20 % günstiger sein können als herkömmlicher Hausstrom. Für den Bezug der Spezialtarife gibt es allerdings zwei Voraussetzungen: Zum einen benötigen Sie einen separaten Stromzähler, zum anderen muss in diesem eine Steuereinheit verbaut sein, auf die der Netzbetreiber zugreifen kann.
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Eine Wärmepumpe ist nur dann ein effizientes Heizsystem, wenn ein Fachbetrieb sie optimal auf das Gebäude ausgelegt und dimensioniert hat. Sind zum Beispiel die Ventilatoren einer Luft-Luft-Wärmepumpe oder die Flachkollektorfläche einer Erdwärmepumpe nicht ausreichend groß oder die Sonden für Geothermie nicht ausreichend tief verlegt, kompensiert das Gerät dies mit einer erhöhten Leistung, wofür es natürlich mehr Energie benötigt.
Ein weiterer Grund für einen zu hohen Stromverbrauch einer Wärmepumpe können beschädigte oder unpassende Aggregate sein, wie etwa die Filter bei Luft-Wärmepumpen oder die Ventile im Kältemittelkreislauf. Vielleicht ist auch die Vorlauftemperatur nicht richtig eingestellt. Nicht zuletzt kann das genutzte Heizwärmeverteilungssystem eine Rolle spielen. Flächenheizungen (Wand- und Fußbodenheizungen) sind effizienter als normale Heizkörper, für die die Wärmepumpe mehr arbeiten muss.
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Viele Stromspartipps für Wärmepumpen lassen sich von anderen Heizsystemen übertragen. Lüften Sie zum Beispiel zweimal täglich für zehn Minuten mit offenen Fenstern, anstatt diese den ganzen Tag angekippt zu lassen. Ansonsten kühlen Ihre Räume aus und die Pumpe muss mehr heizen. Ihr Haus sollte außerdem gut gedämmt sein: Rüsten Sie eine Wärmepumpe in einem Altbau nach, dann sanieren Sie am besten auch die Dämmung. Eine wirtschaftliche Option kann auch ein Wärmepumpen-Hybridsystem sein, also beispielsweise eine Kombination aus Wärmepumpe und Gas- beziehungsweise Öl-Brennwertkessel. Wählen Sie für den Betrieb des Gerätes außerdem einen günstigen Spezialtarif oder kombinieren Sie es mit einer Solaranlage.