Wärmepumpe: was hinter dem Wirkungsgrad steckt
Wie effizient heizt Ihre Wärmepumpe? Wir erklären, worauf es beim Wirkungsgrad ankommt.
Viele Menschen setzen beim Heizen inzwischen auf Wärmepumpen. Doch was sagt der Wirkungsgrad eigentlich über ihre Leistung aus? In diesem Beitrag erfahren Sie, was sich hinter den Kennzahlen verbirgt, welche Faktoren die Effizienz beeinflussen und wie Sie das Beste aus dem eigenen Heizsystem herausholen – ob im Neubau oder Bestandsgebäude.
Was sagt der Wirkungsgrad von Wärmepumpen aus?
Der Wirkungsgrad beschreibt allgemein, wie effizient ein technisches System zugeführte Energie in nutzbare Energie umwandelt. Gibt ein Heizsystem beispielsweise 90 Prozent der eingesetzten Energie als Wärme ab, liegt sein Wirkungsgrad bei 90 Prozent. Je höher dieser Wert, desto effizienter arbeitet die Technik und desto geringer sind die Energieverluste.
Bei Wärmepumpen lässt sich diese Definition jedoch nicht eins zu eins anwenden. Denn sie nutzen nicht nur Strom, sondern auch kostenlose Umweltwärme – aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Dadurch können sie deutlich mehr Heizwärme bereitstellen, als sie an Strom verbrauchen. Je nach System und Betriebsbedingungen liegt der Wirkungsgrad von Wärmepumpen deshalb meist zwischen 300 und 500 Prozent. Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht das Prinzip: Erzeugt eine Wärmepumpe aus 1 kWh Strom etwa 3 kWh Heizwärme, entspricht das einem rechnerischen Wirkungsgrad von 300 Prozent. Das klingt ungewöhnlich, ist aber typisch für diese Technologie. Denn das System wandelt den Strom nicht direkt in Wärme um, sondern nutzt ihn, um die Umgebungstemperatur so aufzubereiten, dass Sie sie zum Heizen nutzen können. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet also nicht nur weniger Stromverbrauch und geringere Heizkosten, sondern auch eine bessere Umweltbilanz. Das gilt vor allem, wenn die Wärmepumpe mit Ökostrom betrieben wird.
Alternative zur Wärmepumpe gesucht?
Auch Fernwärme kann eine effiziente und klimafreundliche Lösung fürs Heizen sein – besonders in dicht besiedelten Stadtgebieten. Erfahren Sie, wie Fernwärme funktioniert und ob sie zu Ihrem Zuhause passt.
Kleiner Exkurs: Wie funktioniert eine Wärmepumpe eigentlich?
Um den Wirkungsgrad von Wärmepumpen besser zu verstehen, hilft ein Blick auf ihr Funktionsprinzip. Denn wie die Wärme ins Haus gelangt, beeinflusst am Ende auch die Effizienz der Geräte. Wärmepumpen machen sich ein einfaches physikalisches Prinzip zunutze: Sie entziehen der Umgebung – der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser – gespeicherte Wärme und übertragen sie auf das Heizsystem. Entscheidend dabei ist der sogenannte Kältemittelkreislauf. Im Inneren der Wärmepumpe zirkuliert ein spezielles Kältemittel, das schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Es nimmt die Umweltwärme auf, wird dabei gasförmig und durch einen Kompressor verdichtet, wodurch es sich erwärmt. In einem Wärmetauscher wird diese Wärme dann an das Heizsystem abgegeben. Das Kältemittel kühlt ab, verflüssigt sich wieder und der Kreislauf beginnt von vorn.
So gelingt es der Wärmepumpe, auch aus scheinbar „kalter“ Umgebungsluft nutzbare Wärmeenergie zu gewinnen – sogar bei Außentemperaturen um den Gefrierpunkt. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe bei 0 Grad Celsius liegt dabei zwar niedriger als bei milderen Temperaturen, ist aber immer noch deutlich höher als bei vielen anderen Heizsystemen.
Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist kein fixer Wert. Vielmehr hängt er von äußeren Bedingungen und der Abstimmung zwischen Wärmepumpe, Heizflächen und Gebäude ab. Je besser diese Rahmenbedingungen, desto effizienter arbeitet die Anlage. Besonders wichtig sind folgende Faktoren:
Außentemperatur: Je milder die Temperaturen, desto mehr Wärme kann aus der Umgebung genutzt werden.
Vorlauftemperatur: Je niedriger die Temperatur, mit der das Heizwasser in die Heizkörper oder Fußbodenheizung fließt, desto weniger Strom benötigt die Wärmepumpe.
Gebäudedämmung: Gut gedämmte Gebäude verlieren weniger Wärme und die Wärmepumpe muss entsprechend weniger leisten.
Wärmeübergabe: Flächenheizungen wie Wand- oder Fußbodenheizungen übertragen die Wärme besser, was die Effizienz der Wärmepumpe steigert.
Wärmequelle: Erdwärme- oder Grundwasserwärmepumpen nutzen konstant temperierte Quellen und erreichen daher meist höhere Wirkungsgrade als Luftwärmepumpen – vor allem im Winter. Sie sind jedoch teurer in der Installation.
Diese Faktoren zeigen: Wer den Wirkungsgrad optimieren möchte, sollte auf das Zusammenspiel aus Gebäude, Technik und Wärmequelle achten – und sich im Zweifel individuell beraten lassen. Sie schließen den Einsatz einer Wärmepumpe in Alt- oder Bestandsbauten jedoch lange nicht aus. Im Gegenteil: Mit wenigen Anpassungen können die Faktoren so beeinflusst werden, dass der Wirkungsgrad der Wärmepumpe auch in einem älteren Gebäude hervorragend abschneidet.
COP, SCOP und JAZ – was die Werte aussagen
Wirkungsgrad ist nicht gleich Wirkungsgrad. Je nach Perspektive kommen verschiedene Kennzahlen zum Einsatz. Drei Werte spielen bei Wärmepumpen eine besonders wichtige Rolle: COP, SCOP und JAZ.
COP – Coefficient of Performance
Der COP-Wert beschreibt, wie viel Heizwärme eine Wärmepumpe unter idealen Laborbedingungen aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt. Ein COP von 4 bedeutet: Aus 1 kWh Strom werden 4 kWh Wärme. Der Wert ist vor allem beim Gerätevergleich hilfreich. Für die tatsächliche Effizienz im Alltag ist der Coefficient of Performance hingegen nur begrenzt aussagekräftig, denn er wird unter konstanten Laborbedingungen gemessen und berücksichtigt weder Wetter noch individuelles Heizverhalten.
SCOP – Seasonal Coefficient of Performance
Der SCOP bildet die durchschnittliche Effizienz über ein ganzes Jahr ab – inklusive jahreszeitlicher Temperaturschwankungen. Er zeigt realistischer als der COP, wie effizient eine Wärmepumpe im alltäglichen Heizbetrieb arbeitet. So fließen zum Beispiel auch kalte Wintertage oder milde Übergangszeiten mit ein. Ein SCOP von 4 bedeutet zum Beispiel, dass die Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt aus 1 kWh Strom etwa 4 kWh Heizwärme erzeugt – unabhängig von wechselnden Außentemperaturen. Ein höherer SCOP-Wert bedeutet weniger Strombedarf, geringere Heizkosten und eine bessere Umweltbilanz.
JAZ – Jahresarbeitszahl
Die Jahresarbeitszahl ist die wichtigste Kennzahl für den realen Betrieb. Sie berücksichtigt nicht nur die Außentemperaturen, sondern auch das Gebäude, die Heiztechnik und das Nutzerverhalten. Eine JAZ von 3 bedeutet: Für jede eingesetzte Kilowattstunde Strom liefert die Wärmepumpe im Schnitt 3 kWh Heizwärme. Die Jahresarbeitszahl eignet sich ideal zur Bewertung bereits installierter Anlagen.
Heizsysteme im Vergleich: Was ist die effizienteste Heizart?
Wärmepumpen gelten als besonders effizient – aber wie groß ist der Unterschied im Vergleich zu Gas- oder Ölheizungen wirklich? Ein Blick auf den typischen Wirkungsgrad und die Energiequelle zeigt die wichtigsten Unterschiede.
| Grundwasser-Wärmepumpe | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 400-500 % |
| Energiequelle | Umweltwärme + Strom |
| Erdwärmepumpe | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 400-500 % |
| Energiequelle | Umweltwärme + Strom |
| Luft-Wasser-Wärmepumpe | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 300-450 % |
| Energiequelle | Umweltwärme + Strom |
| Elektroheizung | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 100 % |
| Energiequelle | Strom |
| Gasheizung | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 90-98 % |
| Energiequelle | fossiles Erdgas |
| Ölheizung | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 85-95 % |
| Energiequelle | fossiles Heizöl |
| Pelletheizung | |
|---|---|
| Typischer Wirkungsgrad | ca. 80-95 % |
| Energiequelle | Holzpellets |
Hier zeigt sich, dass fossile Heizsysteme durch die Verbrennung von Gas oder Öl nur begrenzt effizient arbeiten können, während Wärmepumpen dank der kostenlosen Umweltwärme für jede eingesetzte Kilowattstunde Strom im Idealfall bis zu fünfmal so viel Heizwärme erzeugen können.
Wirkungsgrad optimieren: So nutzen Sie Ihre Wärmepumpe effizient
Wer bereits mit einer Wärmepumpe heizt – oder die Anschaffung plant –, kann durch einige gezielte Maßnahmen die Effizienz spürbar steigern. Viele dieser Anpassungen lassen sich mit wenig Aufwand umsetzen und zahlen sich langfristig aus.
Lassen Sie unbedingt einen hydraulischen Abgleich durchführen. Dabei werden alle Komponenten Ihres Heizsystems optimal aufeinander abgestimmt. Das Ziel: verbesserte Gesamteffizienz, geringere Energiekosten und optimales Raumklima.
Wärmepumpen arbeiten am effizientesten, wenn sie mit niedrigen Temperaturen heizen können. Eine Reduzierung der Vorlauftemperatur – also der Temperatur des Heizwassers – entlastet das System und senkt den Stromverbrauch. Ideal sind Temperaturen unter 40 Grad Celsius, doch auch Temperaturen unter 50 Grad Celsius sind für eine gute Effizienz schon geeignet.
Die Heizkurve regelt, wie stark sich die Vorlauftemperatur bei fallenden Außentemperaturen erhöht. Ist sie zu steil eingestellt, verbraucht die Wärmepumpe unnötig viel Energie. Lassen Sie die Kurve von Fachpersonal überprüfen. Oft reichen kleine Korrekturen, um die Effizienz zu verbessern.
Fußboden- oder Wandheizungen arbeiten mit niedrigen Vorlauftemperaturen und sind damit ideal für den Betrieb mit einer Wärmepumpe. Doch auch klassische Heizkörper sind für das Heizen mit Wärmepumpe gut geeignet. In Bestandsbauten kann es sinnvoll sein, einzelne Modelle gegen größere Varianten auszutauschen – das ist meist mit überschaubarem Zeit- und Kostenaufwand verbunden und lohnt sich langfristig.
Je besser ein Haus gedämmt ist, desto weniger Energie geht verloren und desto effizienter kann die Wärmepumpe arbeiten. Das betrifft vor allem Fenster, Dach und Außenwände. Vor dem Einbau einer Wärmepumpe wird der Dämmzustand Ihres Hauses geprüft. Kleinere Maßnahmen reichen oft aus, um die Effizienz des Systems nochmal deutlich zu steigern.
Auch wenn Wärmepumpen als wartungsarm gelten: Ein regelmäßiger Check der Filter, der Einstellungen und des Kältemittelkreislaufs stellt sicher, dass das System dauerhaft effizient bleibt.
