Grundlagen
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe erzeugt keine Wärme. Sie holt Wärme, die ohnehin da ist, aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser – und hebt sie auf eine Temperatur, mit der sich ein Haus heizen lässt. Das klingt nach einem Trick, ist aber schlichte Physik, die in jedem Kühlschrank steckt.
Genau das macht eine Wärmepumpe. In ihrem Inneren zirkuliert ein Kältemittel, das schon weit unter null Grad verdampft. Weil es kälter ist als alles um es herum, nimmt es Wärme auf. Anschließend wird es zusammengepresst und dabei heiß genug, um Ihre Heizung zu versorgen. Danach beginnt der Kreislauf von vorn.
Die vier Stationen des Kreislaufs
Mehr Bauteile braucht es im Kern nicht. Klicken Sie auf eine Station, um zu sehen, was dort mit dem Kältemittel passiert.
Hier trifft das Kältemittel auf die Außenluft, die Sole aus dem Erdreich oder das Grundwasser. Das klingt paradox, funktioniert aber genau deshalb: Das Kältemittel ist mit −10 °C kälter als alles um es herum. Wärme fließt immer vom Wärmeren zum Kälteren – also strömt Wärme aus der Umwelt in das Kältemittel. Dabei verdampft es, so wie Wasser bei 100 °C verdampft. Nur siedet dieses Kältemittel eben schon weit unter null.
Auch Luft mit 0 °C enthält jede Menge nutzbare Wärme – man braucht nur etwas noch Kälteres, das sie aufnimmt.
Warum das effizienter ist als Verbrennen
Eine Gasheizung kann aus einer Kilowattstunde Gas höchstens eine Kilowattstunde Wärme machen – tatsächlich sind es wegen der Abgasverluste eher 0,85 bis 0,95. Mehr geht nicht, denn die Energie steckt im Brennstoff und wird beim Verbrennen freigesetzt.
Eine Wärmepumpe spielt ein anderes Spiel. Sie verbrennt nichts, sondern transportiert. Der Strom bezahlt nicht die Wärme, sondern nur den Transport. Deshalb kommen aus einer Kilowattstunde Strom typischerweise drei bis vier Kilowattstunden Wärme heraus. Der Rest kam kostenlos aus der Umwelt.
Der Temperatursprung entscheidet über alles
Wie viel Strom der Verdichter braucht, hängt fast ausschließlich von einer Größe ab: dem Abstand zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der Temperatur, die Ihre Heizung braucht. Je kleiner dieser Sprung, desto weniger Arbeit für den Verdichter.
Als Faustregel gilt: Jedes Grad weniger Vorlauftemperatur spart rund zweieinhalb Prozent Strom. Wer die Vorlauftemperatur von 55 auf 45 Grad senkt, spart also grob ein Viertel der Heizkosten – ohne die Wärmepumpe anzufassen.
| Heizflächen | Vorlauf | Arbeitszahl (Luft) |
|---|---|---|
| Fußbodenheizung | 35 °C | etwa 3,9 |
| Große Heizkörper | 45 °C | etwa 3,3 |
| Normale Heizkörper | 55 °C | etwa 2,9 |
| Alte, kleine Heizkörper | 65 °C | etwa 2,6 |
Deshalb ist die wichtigste Frage vor dem Kauf nicht, welches Fabrikat Sie nehmen – sondern wie warm Ihre Heizung an einem kalten Januartag laufen muss.
Passender RechnerEignungs-Check für Ihr HausPrüfen Sie in zwei Minuten, welche Vorlauftemperatur Ihr Haus braucht und was das für Ihre Stromrechnung bedeutet.Was passiert, wenn der Verdampfer vereist?
Bei Luft-Wärmepumpen kondensiert die Feuchtigkeit der Außenluft am kalten Verdampfer und gefriert. Eine Eisschicht würde den Wärmeübergang behindern, deshalb schaltet die Anlage regelmäßig in den Abtaubetrieb: Sie dreht den Kreislauf für einige Minuten um und schickt warmes Kältemittel durch den Verdampfer.
Das kostet etwas Energie und ist in den realen Arbeitszahlen bereits enthalten. Auffällig ist es vor allem im Winter, wenn kurz Dampf aus dem Außengerät steigt – das ist normaler Betrieb, kein Defekt.
Häufige Fragen
Funktioniert eine Wärmepumpe auch bei Minusgraden?
Ja. Das Kältemittel im Verdampfer ist deutlich kälter als die Außenluft – bei modernen Geräten arbeitet es bei rund minus 20 Grad. Solange die Außenluft wärmer ist als das Kältemittel, fließt Wärme in die Anlage. Deutsche Wärmepumpen sind für Außentemperaturen bis etwa minus 20 Grad ausgelegt. Was sich ändert, ist die Effizienz: Je kälter es draußen ist, desto größer der Temperatursprung und desto mehr Strom braucht der Verdichter.
Warum braucht eine Wärmepumpe überhaupt Strom, wenn die Wärme kostenlos ist?
Wärme fließt von selbst immer nur vom Wärmeren zum Kälteren – nie umgekehrt. Um Wärme von den kalten 5 Grad draußen auf die warmen 45 Grad Ihres Heizkreises zu heben, braucht es Energie. Diese Arbeit leistet der Verdichter, und dafür braucht er Strom. Der Trick ist das Verhältnis: Aus einer Kilowattstunde Strom werden typischerweise drei bis vier Kilowattstunden Wärme, weil der Großteil der Wärme aus der Umwelt stammt.
Ist eine Wärmepumpe dasselbe wie eine Klimaanlage?
Technisch sind sie eng verwandt – beide nutzen denselben Kreisprozess. Ein Kühlschrank ist ebenfalls eine Wärmepumpe: Er nimmt Wärme aus dem Innenraum auf und gibt sie hinten an die Küche ab. Eine Heizungswärmepumpe dreht diese Richtung um. Viele Geräte können beides und im Sommer über die Fußbodenheizung sanft kühlen.
Was ist das Kältemittel und ist es gefährlich?
Das Kältemittel ist die Flüssigkeit, die im Kreis läuft und Wärme transportiert. Entscheidend ist sein sehr niedriger Siedepunkt. Moderne Anlagen nutzen zunehmend Propan (R290), ein natürliches Kältemittel mit sehr geringer Treibhauswirkung. Es ist brennbar, weshalb es in geschlossenen Kreisläufen mit kleinen Füllmengen und meist in Außengeräten eingesetzt wird. Ältere synthetische Kältemittel sind nicht brennbar, wirken aber als starke Treibhausgase, wenn sie entweichen.
Wird eine Wärmepumpe kaputt, wenn sie im Winter durchläuft?
Im Gegenteil: Durchlaufen ist der Zustand, für den eine Wärmepumpe gebaut ist. Schädlich ist das ständige Ein- und Ausschalten, das sogenannte Takten. Es entsteht vor allem dann, wenn die Anlage zu groß ausgelegt wurde und mehr Wärme liefert, als das Haus gerade braucht.