Wärmepumpe: So funktioniert sie und diese Typen gibt es

Das Prinzip: Wärme aus der Umgebung

Eine Wärmepumpe erzeugt Wärme nicht durch Verbrennung, sondern sie verlagert sie. Das Prinzip ist verblüffend einfach und lässt sich am besten mit dem Kühlschrank erklären: Ein Kühlschrank entzieht seinem Inneren Wärme und gibt sie hinten an den Raum ab. Die Wärmepumpe macht genau das Gleiche, nur umgekehrt - sie entzieht der Umwelt Wärme (der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser) und gibt sie ins Haus ab. Der Clou: Selbst kalte Luft von wenigen Grad enthält noch nutzbare Wärmeenergie.

Wie die Wärme auf Heiztemperatur kommt

Damit aus lauwarmer Umgebungsenergie behagliche Heizwärme wird, nutzt die Wärmepumpe einen Kreislauf mit einem Kältemittel, das schon bei niedrigen Temperaturen verdampft. Ein Verdichter (Kompressor) presst diesen Dampf zusammen - dabei steigt die Temperatur stark an, genau wie sich eine Luftpumpe beim Aufpumpen erwärmt. Diese Hitze wird ans Heizsystem abgegeben, das Kältemittel entspannt sich wieder und der Kreislauf beginnt von vorn. Für den Verdichter braucht es Strom - aber viel weniger, als die gewonnene Wärme wert ist. Aus einer Kilowattstunde Strom werden so je nach System drei bis fünf Kilowattstunden Wärme. Der Rest kommt kostenlos aus der Umwelt.

Die drei Haupttypen

Wärmepumpen unterscheiden sich vor allem darin, woher sie ihre Umweltwärme beziehen:

• Luft-Wasser-Wärmepumpe: Sie entzieht der Außenluft Wärme und ist die mit Abstand beliebteste Variante. Keine Bohrung, keine Grabung - das macht sie flexibel und in der Anschaffung am günstigsten. Nachteil: An sehr kalten Tagen sinkt ihre Effizienz etwas, weil die Quelle dann am kältesten ist.
• Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme): Sie nutzt die konstante Temperatur des Erdreichs (ganzjährig etwa 8 bis 12 Grad) über Erdsonden oder Flächenkollektoren. Das sorgt für hohe, gleichmäßige Effizienz auch im tiefsten Winter - erfordert aber eine Bohrung oder große Fläche und höhere Investition. Mehr dazu im Ratgeber zur Erdwärme.
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Sie nutzt das ganzjährig rund 8 bis 12 Grad warme Grundwasser über einen Förder- und einen Schluckbrunnen. Das ist die effizienteste Variante - setzt aber ausreichend verfügbares, geeignetes Grundwasser und eine behördliche Genehmigung voraus.

COP und JAZ: die Effizienz verstehen

Zwei Kennzahlen beschreiben, wie sparsam eine Wärmepumpe arbeitet - und sie werden oft verwechselt:

• Der COP (Coefficient of Performance) ist die Leistungszahl unter festgelegten Laborbedingungen. Ein COP von 4 heißt: Aus einem Kilowatt Strom werden vier Kilowatt Wärme.
• Die JAZ (Jahresarbeitszahl) ist die aussagekräftigere Zahl: Sie misst die Effizienz über ein ganzes Jahr im echten Betrieb - mit allen Temperaturen und Betriebszuständen. Eine JAZ von 4,5 bedeutet, dass für 100 Prozent Heizwärme nur rund 22 Prozent als Strom zugekauft werden müssen.

Typische JAZ-Werte liegen bei Luft-Wasser-Wärmepumpen zwischen etwa 3,1 und 4,0, bei Sole-Wasser-Anlagen bei 4,0 bis 5,0 und bei Wasser-Wasser-Systemen über 5,0.

Worauf die Effizienz wirklich ankommt

Ob eine Wärmepumpe sparsam läuft, hängt weniger vom Typ als von den Rahmenbedingungen ab. Der wichtigste Hebel ist die Vorlauftemperatur: Je niedriger sie ist, desto effizienter arbeitet die Pumpe. Ideal sind deshalb Flächenheizungen und ein gut gedämmtes Haus. Ein sauberer hydraulischer Abgleich sorgt zusätzlich dafür, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird und die Vorlauftemperatur niedrig bleiben kann. Für Umstieg und Kosten - und die aktuellen Zuschüsse - lohnt der Blick in den Ratgeber zur Wärmepumpen-Förderung. Ein netter Nebeneffekt: Viele Wärmepumpen können im Sommer auch kühlen.

Häufige Fragen

Wie funktioniert eine Wärmepumpe einfach erklärt?

Wie ein Kühlschrank in umgekehrter Richtung: Sie entzieht der Umwelt - Luft, Erde oder Grundwasser - Wärme und hebt sie über einen Kältemittelkreislauf und einen Verdichter auf Heiztemperatur. Für den Verdichter braucht sie etwas Strom, den Großteil der Wärme liefert die Umgebung gratis.

Welche Wärmepumpe ist die richtige?

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist am günstigsten und flexibelsten und für die meisten Häuser die erste Wahl. Erdwärme (Sole-Wasser) und Grundwasser (Wasser-Wasser) sind effizienter, aber teurer und an Bohrung bzw. geeignetes Grundwasser gebunden.

Was bedeutet die Jahresarbeitszahl (JAZ)?

Die JAZ gibt an, wie viel Wärme eine Wärmepumpe übers Jahr aus einer Einheit Strom macht. Eine JAZ von 4 heißt: aus 1 kWh Strom werden 4 kWh Wärme. Je höher die JAZ, desto sparsamer die Anlage.