Was kostet die Kühlung?
Stromverbrauch einer Klimaanlage
- EER und SEER verständlich erklärt
- Beispielrechnungen mit 30 und 35 Cent
- Betrieb mit eigenem Solarstrom
Was kostet die Kühlung?
Stromverbrauch einer Klimaanlage
Kühlleistung ist nicht Stromverbrauch. Was eine moderne Split-Klimaanlage wirklich an Strom braucht und was ein heißer Tag kostet.
- EER und SEER verständlich erklärt
- Beispielrechnungen mit 30 und 35 Cent
- Betrieb mit eigenem Solarstrom
Kühlleistung ist nicht Stromverbrauch
Stromverbrauch einer Klimaanlage: Wie viel Strom benötigt eine moderne Klimaanlage?
Eine Klimaanlage sorgt an heißen Sommertagen für angenehme Temperaturen – doch wie hoch ist eigentlich der Stromverbrauch einer Klimaanlage? Und welche Stromkosten entstehen, wenn die Klimaanlage mehrere Stunden am Tag läuft?
Moderne Split-Klimaanlagen arbeiten wesentlich effizienter, als häufig angenommen wird. Der Grund dafür ist ihre Funktionsweise als Wärmepumpe: Die eingesetzte elektrische Energie wird nicht direkt in Kälte umgewandelt. Stattdessen wird Wärmeenergie aus dem Gebäude aufgenommen und nach außen transportiert.
Dadurch kann eine moderne Klimaanlage beispielsweise mit 1 kWh Strom mehrere Kilowattstunden Wärme aus einem Gebäude transportieren.
Wie hoch der tatsächliche Stromverbrauch ist, hängt jedoch von zahlreichen Faktoren ab – insbesondere von der Kühllast des Raumes, der Außentemperatur, der gewünschten Innentemperatur, dem Wirkungsgrad des Gerätes und der täglichen Betriebsdauer.
Der Kernpunkt
Wie viel Strom verbraucht eine Klimaanlage?
Der wichtigste Punkt vorweg:
Besitzt eine Klimaanlage beispielsweise eine Nennkühlleistung von 3,5 kW, bedeutet dies nicht, dass sie permanent 3,5 kW elektrische Leistung aus dem Stromnetz aufnimmt.
Eine effiziente Split-Klimaanlage benötigt für mehrere Kilowatt Kühlleistung häufig nur einen Bruchteil davon als elektrische Leistung.
Genau hier zeigt sich der hohe Wirkungsgrad moderner Klimageräte.
Wärmepumpen-Prinzip
Wie funktioniert der Wirkungsgrad einer Klimaanlage?
Technisch betrachtet arbeitet eine Split-Klimaanlage nach dem gleichen Grundprinzip wie eine Wärmepumpe.
Wärme aufnehmen
Das Kältemittel nimmt am Innengerät Wärme aus der Raumluft auf.
Druck erhöhen
Der elektrisch angetriebene Verdichter hebt das Kältemittel auf ein höheres Druck- und Temperaturniveau.
Wärme abgeben
Anschließend wird die aufgenommene Wärme über das Außengerät an die Umgebung abgegeben.
Die elektrische Energie wird also hauptsächlich dafür eingesetzt, Wärme von einem niedrigeren auf ein höheres Temperaturniveau zu transportieren.
Das erklärt, warum aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie ein Vielfaches an Kühlwirkung entstehen kann.
Kennzahlen
EER und SEER – was bedeuten die Werte?
Zur Beurteilung der Effizienz einer Klimaanlage gibt es verschiedene Kennzahlen.
Der EER (Energy Efficiency Ratio) beschreibt vereinfacht das Verhältnis von Kühlleistung zu elektrischer Leistungsaufnahme in einem bestimmten Betriebspunkt.
Die vereinfachte Formel lautet:
Beispiel: Eine Klimaanlage erzeugt 3,5 kW Kühlleistung und benötigt dafür unter den betrachteten Bedingungen 0,7 kW elektrische Leistung.
Das bedeutet: Für jedes Kilowatt elektrische Leistung werden unter diesen Bedingungen 5 kW Kühlleistung bereitgestellt.
Für die Beurteilung moderner Split-Klimaanlagen ist allerdings insbesondere der SEER – Seasonal Energy Efficiency Ratio – interessant.
Der SEER berücksichtigt die Effizienz über eine Kühlsaison und unterschiedliche Betriebszustände. Dadurch bildet er den realen saisonalen Betrieb besser ab als eine reine Momentaufnahme.
Invertertechnik
Warum moderne Inverter-Klimaanlagen besonders effizient arbeiten
Moderne Split-Klimaanlagen verfügen in der Regel über Invertertechnik.
Bei älteren beziehungsweise einfacheren Systemen wird der Verdichter stärker über Ein- und Ausschaltzyklen geregelt. Ein modernes Invertergerät kann dagegen die Drehzahl und damit seine Leistung an den aktuellen Kühlbedarf anpassen.
Ist ein aufgeheizter Raum beispielsweise noch sehr warm, kann das Gerät zunächst mit hoher Leistung arbeiten.
Nähert sich die Raumtemperatur anschließend dem eingestellten Sollwert, reduziert die Klimaanlage ihre Leistung.
Das Gerät muss dann nur noch die neu in den Raum gelangende Wärme abführen.
Rechenbeispiel
Beispiel: 3,5 kW Kühlleistung bedeutet nicht 3,5 kW Stromverbrauch
Nehmen wir als vereinfachtes Beispiel eine Klimaanlage mit:
- 3,5 kW Kühlleistung
- angenommener durchschnittlicher Effizienz von Faktor 5
3,5 kW ÷ 5 = 0,7 kW elektrische Leistungsaufnahme
0,7 kW × 1 Stunde = 0,7 kWh
0,7 kWh × 0,30 € = 0,21 €
Eine Stunde Kühlung würde in diesem vereinfachten Beispiel also etwa 21 Cent kosten.
Bei 35 Cent/kWh wären es:
also rund 25 Cent pro Stunde.
In der Praxis verändert sich die Leistungsaufnahme jedoch ständig. Ein Invertergerät kann nach dem Herunterkühlen des Raumes seine Leistung deutlich reduzieren. Umgekehrt kann bei sehr hohen Außentemperaturen und hoher Kühllast zeitweise eine höhere Leistungsaufnahme erforderlich sein.
Kosten pro Tag
Was kostet eine Klimaanlage pro Tag?
Für eine realistische Betrachtung sollte nicht davon ausgegangen werden, dass eine Klimaanlage während der gesamten Betriebszeit permanent mit ihrer maximalen elektrischen Leistung arbeitet.
An einem sehr heißen Sommertag kann eine Klimaanlage beispielsweise 8 bis 12 Stunden eingeschaltet sein. Nach Erreichen der gewünschten Raumtemperatur arbeitet ein modernes Invertergerät jedoch häufig überwiegend im Teillastbereich.
Für die folgenden Beispiele nehmen wir deshalb unterschiedliche durchschnittliche elektrische Leistungsaufnahmen an.
Beispielhafte Stromkosten an einem sehr heißen Sommertag
Was die Tabelle zeigt
Die Tabelle zeigt: Selbst bei langen Laufzeiten an sehr heißen Tagen können die täglichen Stromkosten einer effizienten Split-Klimaanlage überschaubar bleiben.
Entscheidend ist allerdings immer die tatsächliche durchschnittliche Leistungsaufnahme.
30 heiße Tage
Beispielrechnung für 30 sehr heiße Sommertage
Nehmen wir einen Wohnbereich, der an 30 besonders heißen Tagen jeweils 10 Stunden klimatisiert wird.
Die durchschnittliche elektrische Leistungsaufnahme der Klimaanlage betrage während dieser Zeit 0,6 kW.
10 Stunden × 0,6 kW = 6 kWh
30 × 6 kWh = 180 kWh Strom
Die Kosten betragen damit:
In diesem Beispiel würde die Klimatisierung während 30 sehr heißer Tage also 54 bis 63 Euro Stromkosten verursachen.
Dabei handelt es sich um eine Modellrechnung. Der tatsächliche Verbrauch kann je nach Gebäude, Klimaanlage, Wetter und Nutzerverhalten deutlich abweichen.
Einflussgrößen
Welche Faktoren beeinflussen den Stromverbrauch einer Klimaanlage?
Der tatsächliche Stromverbrauch hängt nicht allein vom Klimagerät ab. Einen erheblichen Einfluss haben das Gebäude und die Nutzung.
Besonders wichtig sind:
Einstellung
Welche Raumtemperatur ist sinnvoll?
Je größer die Temperaturdifferenz zwischen außen und innen, desto mehr Arbeit muss die Klimaanlage leisten.
Bei 35 °C Außentemperatur ist es energetisch ein erheblicher Unterschied, ob ein Wohnraum beispielsweise auf 25 °C oder auf 20 °C heruntergekühlt werden soll.
Für einen effizienten Betrieb sollte die gewünschte Raumtemperatur deshalb nicht unnötig niedrig eingestellt werden.
Zusätzlich kann ein guter Sonnenschutz verhindern, dass ein großer Teil der solaren Wärme überhaupt in das Gebäude gelangt.
Photovoltaik
Klimaanlage und Photovoltaik – eine besonders sinnvolle Kombination
Eine Klimaanlage lässt sich hervorragend mit einer eigenen Photovoltaikanlage kombinieren.
Der Grund liegt in der zeitlichen Übereinstimmung von Stromerzeugung und Kühlbedarf:
An sonnigen und heißen Sommertagen steigt der Kühlbedarf eines Gebäudes. Gleichzeitig erzeugt die Photovoltaikanlage gerade tagsüber besonders viel Strom.
Die Klimaanlage kann daher einen erheblichen Teil ihres Strombedarfs direkt mit Solarstrom vom eigenen Dach decken.
Statt Strom aus dem öffentlichen Netz zu beziehen, wird ein Teil der momentan erzeugten PV-Leistung unmittelbar für die Klimatisierung verwendet.
Kostenvergleich
Was kostet der Betrieb einer Klimaanlage mit Photovoltaik?
Für eine wirtschaftliche Betrachtung des selbst erzeugten Solarstroms können die Stromgestehungskosten der Photovoltaikanlage betrachtet werden.
Je nach Größe, Anschaffungskosten, Standort, Finanzierung und Ertrag unterscheiden sich diese von Anlage zu Anlage.
Für eine Beispielrechnung können bei einer privaten PV-Anlage beispielsweise 8 bis 12 Cent pro Kilowattstunde angesetzt werden.
Nehmen wir wieder unseren Beispielverbrauch von 6 kWh an einem heißen Tag.
Vergleich Netzstrom und eigener PV-Strom
Unter diesen vereinfachten Annahmen kostet ein sehr heißer Tag mit 10 Stunden Klimatisierung bei eigenem PV-Strom rechnerisch lediglich 48 bis 72 Cent, sofern die benötigte Energie tatsächlich zeitgleich von der PV-Anlage bereitgestellt werden kann.
30 Tage mit Solarstrom
Beispiel: Klimaanlage 30 Tage mit eigenem Solarstrom betreiben
Bei unserem Beispielverbrauch von 180 kWh für 30 heiße Sommertage ergibt sich:
Einordnung
Stromgestehungskosten sind nicht gleich entgangene Einspeisevergütung
Bei dieser Betrachtung sollte allerdings zwischen verschiedenen wirtschaftlichen Größen unterschieden werden.
Die Stromgestehungskosten beschreiben vereinfacht, was die Erzeugung einer Kilowattstunde Solarstrom über die Lebensdauer der Anlage kostet.
Für die Frage, ob sich der Eigenverbrauch einer bereits vorhandenen PV-Anlage lohnt, kann dagegen auch die entgangene Einspeisevergütung relevant sein.
Wird eine Kilowattstunde Solarstrom von der Klimaanlage selbst verbraucht, kann diese Kilowattstunde nicht gleichzeitig ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Speicher nötig?
Braucht man für die Klimaanlage einen Batteriespeicher?
Nicht zwingend.
Gerade die Klimatisierung bietet gute Voraussetzungen für direkten PV-Eigenverbrauch, weil der höchste Kühlbedarf meist tagsüber auftritt.
Scheint die Sonne und produziert die PV-Anlage beispielsweise 5 kW, während Haus und Klimaanlage zusammen 2 kW benötigen, kann dieser Bedarf grundsätzlich direkt aus der momentanen PV-Erzeugung gedeckt werden.
Ein Batteriespeicher kann den Eigenverbrauch zusätzlich verschieben und beispielsweise am Abend gespeicherte Solarenergie zur Verfügung stellen. Für den reinen Betrieb einer Klimaanlage am sonnigen Nachmittag ist ein Speicher jedoch nicht grundsätzlich erforderlich.
Strategie
Vorkühlen mit Solarstrom
Interessant ist außerdem die Möglichkeit, das Gebäude während hoher PV-Erzeugung gezielt moderat vorzukühlen.
Beispielsweise kann die Klimaanlage am frühen Nachmittag überwiegend mit eigenem Solarstrom arbeiten und die Raumtemperatur kontrolliert absenken.
Gebäudemasse, Wände, Decken und Möbel nehmen dabei ebenfalls weniger Wärme auf beziehungsweise geben gespeicherte Wärme an die gekühlte Raumluft ab.
Dadurch kann der Kühlbedarf am späteren Abend reduziert werden, wenn die Photovoltaikanlage weniger oder keinen Strom mehr produziert.
Wie sinnvoll diese Strategie ist, hängt vom Gebäude, der Speichermasse, dem Komfortwunsch und der Regelung der Klimaanlage ab.
Einordnung
Ist eine Klimaanlage wirklich ein großer Stromverbraucher?
Das lässt sich nicht pauschal beantworten.
Ein ineffizientes mobiles Monoblockgerät in einem schlecht geschützten Dachgeschoss kann einen erheblichen Stromverbrauch verursachen.
Eine moderne, effizient arbeitende und passend dimensionierte Split-Klimaanlage in einem gut gedämmten Gebäude stellt eine völlig andere Situation dar.
Ein modernes Invertergerät kann über viele Stunden eingeschaltet sein, ohne während dieser gesamten Zeit mit maximaler elektrischer Leistung zu arbeiten.
Fazit
Moderne Klimaanlagen können erstaunlich effizient kühlen
Wer bei einer Klimaanlage ausschließlich auf die Kühlleistung in Kilowatt schaut, kann schnell einen falschen Eindruck vom Stromverbrauch bekommen.
Moderne Split-Klimaanlagen arbeiten nach dem Wärmepumpenprinzip und können mit einer Kilowattstunde elektrischer Energie ein Mehrfaches an Wärmeenergie aus dem Gebäude transportieren.
In Verbindung mit moderner Invertertechnik kann die Leistung außerdem kontinuierlich an den tatsächlichen Kühlbedarf angepasst werden.
Noch interessanter wird die Klimatisierung bei einem Gebäude mit eigener Photovoltaikanlage. Hohe Solarstromerzeugung und hoher Kühlbedarf treten häufig gleichzeitig auf. Ein Teil des Strombedarfs der Klimaanlage kann deshalb direkt mit Solarstrom vom eigenen Dach gedeckt werden.
Damit können moderne Klimaanlage und Photovoltaikanlage eine technisch und wirtschaftlich interessante Kombination für einen hohen Wohnkomfort im Sommer darstellen.
Sie möchten wissen, welche Klimaanlage für Ihr Gebäude geeignet ist und wie hoch Stromverbrauch und Betriebskosten voraussichtlich ausfallen?
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Häufige Fragen zum Stromverbrauch einer Klimaanlage
Wie viel Strom verbraucht eine Klimaanlage pro Stunde?
Das hängt von der elektrischen Leistungsaufnahme und dem aktuellen Betriebszustand ab. Benötigt eine Klimaanlage im Durchschnitt beispielsweise 500 Watt elektrische Leistung, verbraucht sie innerhalb einer Stunde 0,5 kWh Strom.
Bei 30 Cent/kWh entspricht das 15 Cent, bei 35 Cent/kWh rund 17,5 Cent pro Stunde.
Was kostet eine Klimaanlage bei 8 Stunden Betrieb?
Bei einer angenommenen durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 0,5 kW werden in acht Stunden 4 kWh Strom benötigt.
Das entspricht 1,20 € bei 30 Cent/kWh beziehungsweise 1,40 € bei 35 Cent/kWh.
Wie viel Strom verbraucht eine 3,5-kW-Klimaanlage?
Die Angabe von 3,5 kW bezeichnet in der Regel die Kühlleistung und darf nicht mit der elektrischen Leistungsaufnahme gleichgesetzt werden.
Wie viel Strom tatsächlich benötigt wird, hängt von der Effizienz und vom jeweiligen Betriebszustand ab.
Was bedeutet SEER bei einer Klimaanlage?
Der SEER ist eine saisonale Effizienzkennzahl. Vereinfacht beschreibt er das Verhältnis zwischen bereitgestellter Kühlleistung beziehungsweise Kühlenergie und benötigter elektrischer Energie über eine Kühlsaison und unterschiedliche Betriebszustände.
Grundsätzlich gilt: Je höher der SEER, desto effizienter kann das Gerät kühlen.
Kann ich meine Klimaanlage mit Photovoltaik betreiben?
Ja. Klimaanlagen und Photovoltaikanlagen ergänzen sich besonders gut, weil ein hoher Kühlbedarf häufig mit hoher Sonneneinstrahlung und damit einer hohen PV-Erzeugung zusammenfällt.
Brauche ich dafür einen Batteriespeicher?
Nein. Produziert die PV-Anlage während des Betriebs ausreichend Strom, kann die Klimaanlage den Solarstrom direkt verbrauchen. Ein Speicher wird erst benötigt, wenn Solarstrom zeitlich verschoben genutzt werden soll.
Wie hoch sind die Stromgestehungskosten einer Photovoltaikanlage?
Die tatsächlichen Stromgestehungskosten unterscheiden sich je nach Anlage erheblich. Für Beispielrechnungen privater PV-Anlagen kann eine Größenordnung von 8 bis 12 Cent/kWh interessant sein.
Die Bandbreite kann in der Praxis jedoch größer sein. Faktoren wie Investitionskosten, Anlagengröße, Standort, Ertrag, Finanzierung und Lebensdauer beeinflussen den individuellen Wert.
