Drei Angebote, drei Größen

Mit den deklarierten Daten der Hersteller verbraucht eine überdimensionierte Inverter-Luft-Wasser-Wärmepumpe fast genauso viel Strom wie die passende Größe: Im Rechenbeispiel unten brauchte die 16-kW-Klasse rund 70 kWh im Jahr mehr als die 10-kW-Klasse, die die Auslegung vorgeschlagen hatte, etwa 18 EUR. Das größere Gerät ändert etwas anderes: wie oft sein Verdichter startet, seinen Preis im Angebot und, wenn das Angebot zwei Geräte in Kaskade vorsieht, den Standby-Verbrauch. Energie kostet die Unterdimensionierung, weil dann der elektrische Heizstab übernimmt, und die 4-kW-Klasse kostet im selben Haus rund 320 EUR im Jahr mehr.

Der Rest dieser Seite zeigt, woher diese Zahlen kommen, warum das Wasser in Ihrer Heizanlage genauso zählt wie die Größe auf dem Typenschild und was das Modell weglässt.

Das Rechenbeispiel

Ein Haus, sechs Wärmepumpengrößen, alles andere gleich.

• Ein freistehendes zweigeschossiges Haus mit 182 m² beheizter Fläche und einer unbeheizten Garage im Haus, gebaut 2025 nach dem deutschen Neubaustandard, in Würzburg.
• Das typische Wetterjahr, das das Modell für Würzburg erstellt.
• Fußbodenheizung, mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung, keine Kühlung, kein Batteriespeicher, kein Elektroauto.
• 10 kWp PV nach Süden mit 30° Neigung, die im Jahr 11.074 kWh erzeugte.
• Ein Festpreistarif: 0,3214 EUR/kWh für den Bezug, 0,077 EUR/kWh Vergütung für die Einspeisung, keine feste Jahresgebühr. Die Nettokosten sind der Bezug minus die Einspeisevergütung.
• Die Haushaltsvorgaben des Assistenten: vier Bewohner, 4.500 kWh Haushaltsstrom, 21 °C tagsüber und 19 °C nachts.
• Ein Heizstab mit 8 kW in jeder Simulation.

Der Auslegungsschritt schlug die 10-kW-Klasse vor. Er ermittelte eine Heizlast von 6,2 kW bei der Norm-Außentemperatur von -11,5 °C, dazu 0,55 kW für Warmwasser, und die 10-kW-Klasse liefert bei -11,5 °C 8,59 kW.

Jede Simulation lieferte rund 4.300 kWh Wärme an das Haus. Der SCOP ist hier die Effizienz im Betrieb über das simulierte Jahr, eine Art Jahresarbeitszahl ohne Standby, damit feste 16 W ein Haus mit wenig Heizbedarf nicht schlechter aussehen lassen (siehe COP und SCOP). Seine Unterschiede zwischen den Größen kommen aus den veröffentlichten COP-Tabellen der einzelnen Geräte, nicht aus dem Takten.

Zwei Dinge fallen auf. Oberhalb der vorgeschlagenen Größe bewegen sich die Kosten kaum, während die Starts steigen: Die 16-kW-Klasse startet ihren Verdichter etwa 40 % öfter als die 10-kW-Klasse. Unterhalb steigen die Kosten schnell. Die 4-kW-Klasse hat einen guten SCOP und die höchste Rechnung, weil ihr Heizstab 1.296 kWh mit einem COP von 1 lieferte.

Was unterhalb der Mindestleistung passiert

Eine Inverter-Wärmepumpe passt die Drehzahl ihres Verdichters an die Wärme an, die das Haus verlangt, bis hinunter zu einer Mindestleistung. Bei der 10-kW-Klasse liegt diese Mindestleistung bei 2,61 kW, bei 7 °C Außentemperatur und 35 °C Wasser. Bei der 16-kW-Klasse sind es 3,3 kW. Ein gut gedämmtes Haus braucht an einem milden Tag weniger als beide.

Unterhalb ihrer Mindestleistung kann das Gerät nicht durchlaufen. Es läuft mit Mindestleistung, erwärmt das Wasser etwas über den Sollwert, schaltet ab, wartet, bis das Haus das Wasser wieder abgekühlt hat, und startet erneut. Das ist Takten, und wenn die Pausen kurz werden, spricht man von Kurztakten. Ein größeres Gerät hat eine höhere Mindestleistung, verbringt also mehr Stunden darunter und taktet öfter.

Die Starts sind das, was Besitzer bemerken. Ein Verdichterstart bringt Geräusch und Vibration, und weniger Starts bedeuten weniger Verschleiß und eine längere Lebensdauer des Verdichters, so formuliert es der Wärmepumpenhersteller iDM in seinem Beitrag zur Ein/Aus-Regelung .

Warum das Wasservolumen zählt

Wie lange ein Takt dauert, hängt von zwei Dingen ab: wie viel Wasser die Wärmepumpe erwärmt und wie weit der Regler dessen Temperatur zwischen Start und Stopp schwanken lässt (die Schalthysterese). Mehr Wasser braucht länger zum Erwärmen und länger zum Abkühlen. Jeder Takt dauert also länger, und pro Stunde gibt es weniger davon. Am häufigsten sind die Starts, wenn das Haus etwa die Hälfte der Mindestleistung des Geräts verlangt.

Das Modell nimmt den Wasserinhalt der Heizanlage aus der Planungstabelle eines Herstellers (Reflex Expertenkarte B31): etwa 20 Liter pro kW Heizlast bei Fußbodenheizung und 14,6 bei Niedertemperatur-Heizkörpern. Im Beispiel enthält die Fußbodenheizung etwa 130 Liter. Am ungünstigsten Punkt kann die 10-kW-Klasse etwa 4 Mal pro Stunde starten, unter der Grenze von 7,5, die die Mindestlauf- und Mindestpausenzeiten des Reglers setzen.

Heizkörper enthalten pro kW weniger Wasser als eine Fußbodenheizung. Im selben Haus startet dasselbe Gerät auf ihnen deshalb öfter. Ein Pufferspeicher fügt dem Wasser, das die Wärmepumpe erwärmt, sein eigenes Volumen hinzu, und das Modell zählt es mit. In einem echten Fußboden speichert auch der Estrich um die Rohre Wärme. Die Schätzung berücksichtigt das nicht und liegt bei Fußbodenheizung deshalb eher zu hoch.

Standby

Eine Wärmepumpe nimmt auch dann etwas Strom auf, wenn sie nicht läuft. Die EU-Produktdatenblätter der Geräte im Modell geben 16 W im Standby an, 14 W bei ausgeschaltetem Thermostat und 0 W für eine Kurbelwannenheizung. Das Modell rechnet 16 W pro Gerät in jeder Stunde, in der das Gerät nicht läuft. Im Beispiel sind das rund 120 kWh im Jahr, etwa 27 EUR, und der Wert ist für jede Größe gleich, weil jede Größe dieselben 16 W angibt. Bei einem Angebot mit zwei Geräten in Kaskade fällt er doppelt an.

Der Standby steckt im Strom der Wärmepumpe, in den Kosten und im Systemwert der Ergebnisse. Im angezeigten SCOP steckt er nicht. Der zeigt die Effizienz im Betrieb. Der saisonale Wert auf dem Label enthält den Standby, berechnet für ein Referenzhaus, und ist deshalb nicht dieselbe Zahl.

Was das Label zum Takten sagt

Die europäische Norm für die saisonale Effizienz, EN 14825, erfasst den Verlust durch Takten mit einem Minderungsbeiwert, Cdh. Ein Cdh von 1 bedeutet keinen Verlust. Hat ein Hersteller ihn nicht gemessen, setzt die Norm 0,9 an. Die Produktdatenblätter der Geräte im Modell geben für die Mittel- und die Niedertemperaturanwendung jeweils 1 an (Viessmann Produktdatenblatt 6174272-05, Seite 4 , für die Größen 10 und 13 kW). Das Modell setzt für das Takten also keinen Energieabschlag an, und das Label auch nicht.

Eine unterdimensionierte Wärmepumpe kostet Energie

Die 4-kW-Klasse liefert bei -15 °C 3,02 kW, weniger als die Hälfte der Heizlast dieses Hauses von 6,2 kW. In jeder Stunde, in der sie nicht ausreicht, deckt der Heizstab den Rest mit einem COP von 1. Deshalb steigt die Rechnung Schritt für Schritt, je kleiner das Gerät wird: 15 kWh Heizstab bei 10 kW, 295 bei 8, 652 bei 6 und 1.296 bei 4. Der Artikel zum Heizstab erklärt, wann das Element im Modell einschaltet.

Was das Modell macht und was nicht

• Die Energie der Wärmepumpe kommt aus den veröffentlichten Herstellerdaten: Leistung und COP nach Außen- und Wassertemperatur, die Mindestleistung und kein Abschlag für Takten, weil die Produktdatenblätter keinen angeben.
• Der Standby wird in Energie und Kosten mitgezählt.
• Die Verdichterstarts sind eine Schätzung, die mit jeder Simulation gespeichert und nie zur Energie addiert wird. Sie verwendet eine Schalthysterese von 1,0 K, eine Mindestlaufzeit von 3 Minuten und eine Mindestpause von 5 Minuten. Viessmann veröffentlicht keinen dieser Werte für die Geräte im Modell. Es sind also technische Schätzwerte innerhalb der üblichen Bereiche, die iDM nennt: 0,5 bis 1,5 K, 2 bis 5 Minuten und 3 bis 10 Minuten. Die Zahl der Starts ist umgekehrt proportional zur Hysterese, eine Hysterese von 0,5 K verdoppelt sie also. Der Vergleich zwischen den Größen ist belastbarer als die absolute Zahl.
• Ergebnisseite, Vergleich und PDF-Bericht haben einen Block zur Auslegung der Wärmepumpe: die Heizlast, auf der die Größe beruht, die verwendete Größe und ihre Leistung bei Norm-Außentemperatur, die Verdichterstarts und den Standby.
• Kaufpreis, Geräusch und Lebensdauer des Verdichters werden nicht modelliert.
• Die Leistungsdaten stammen aus der mittleren Baureihe eines Herstellers.

Drei Angebote prüfen

• Fragen Sie jeden Installateur, auf welcher Heizlast die angebotene Größe beruht, und nach der Leistung des Geräts bei Ihrer Norm-Außentemperatur. Unterscheiden sich die Größen, vergleichen Sie zuerst die Heizlasten.
• Fragen Sie nach der Mindestleistung, nicht nur nach der Höchstleistung. Bei einem Neubau oder einem gut gedämmten Haus entscheidet sie, wie oft das Gerät startet.
• Fragen Sie, wie viel Wasser das Gerät erwärmen wird und ob bei Heizkörpern ein Pufferspeicher geplant ist.
• Simulieren Sie Ihr eigenes Haus. Der Assistent schlägt aus der Heizlast eine Größe vor; wählen Sie im Schritt Ausstattung wählen jede Größe aus Ihren Angeboten, lassen Sie sie rechnen und vergleichen Sie die Ergebnisse nebeneinander, nach Kosten und Strom des Heizstabs.