Eine Wärmepumpe erzeugt keine Wärme. Sie pumpt vorhandene Wärme aus der kalten Außenluft ins Haus. Das klingt nach einem Trick, ist aber simple Physik: Selbst Luft von 0 Grad enthält noch jede Menge Wärmeenergie, und eine Wärmepumpe sammelt diese Energie ein und hebt sie auf ein Temperaturniveau, mit dem du heizen kannst. Genau deshalb liefert sie pro Kilowattstunde Strom drei bis vier Kilowattstunden Wärme. Der Apparat dahinter ist exakt derselbe wie in deinem Kühlschrank, nur rückwärts betrieben. Der Kühlschrank pumpt Wärme aus dem Innenraum nach draußen, die Wärmepumpe pumpt Wärme von draußen ins Haus.
Warum mehr als 100 Prozent kein Widerspruch sind
Eine Heizung, die aus 1 kWh Strom 4 kWh Wärme macht, klingt nach einem Verstoß gegen den Energieerhaltungssatz. Ist es aber nicht. Der Strom erzeugt die Wärme nämlich nicht, er bewegt sie nur. Drei der vier Kilowattstunden kommen aus der Umwelt, aus Luft, Erdreich oder Grundwasser. Der Strom liefert lediglich die Energie für den Transport, also dafür, die kostenlose Umweltwärme von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau zu hieven.
Laut Welt der Physik stammen bei einer Wärmepumpe rund zwei Drittel der Heizenergie aus der Umgebungswärme und nur ein Drittel aus elektrischer Energie. Damit ist auch klar, warum die übliche Kennzahl irreführend wirkt: Eine Wärmepumpe hat keinen Wirkungsgrad von 400 Prozent im klassischen Sinn. Sie verschiebt mehr Energie, als sie an Strom verbraucht, weil der Großteil der Energie gratis aus der Umwelt kommt. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik bleibt unangetastet: Wärme fließt von selbst nur von warm nach kalt. Damit sie von kalt nach warm fließt, also von der Außenluft ins warme Haus, muss Arbeit hineingesteckt werden. Genau das ist der Strom für den Verdichter.
Solaranlage planen lassen
Am wirtschaftlichsten läuft eine Wärmepumpe mit eigenem Solarstrom vom Dach. Wenn du ohnehin über die Technik nachdenkst, lohnt der Blick auf eine PV-Anlage.
AnzeigeDer Kältekreislauf in vier Schritten
Das Herzstück jeder Wärmepumpe ist ein geschlossener Kreislauf mit einem Kältemittel. Das ist eine Substanz, die schon bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft, oft ein Fluorkohlenwasserstoff oder zunehmend das natürliche Propan (R290). Dieses Kältemittel durchläuft vier Bauteile und wechselt dabei ständig zwischen flüssig und gasförmig.
| Schritt | Bauteil | Was passiert | Zustand des Kältemittels |
|---|---|---|---|
| 1. Verdampfen | Verdampfer | Umweltwärme erwärmt das kalte Kältemittel, es verdampft | flüssig wird zu gasförmig |
| 2. Verdichten | Verdichter (Kompressor) | Strom presst das Gas zusammen, Druck und Temperatur steigen stark | heißes Gas (bis über 80 Grad) |
| 3. Kondensieren | Verflüssiger (Kondensator) | Das heiße Gas gibt Wärme ans Heizwasser ab und wird wieder flüssig | gasförmig wird zu flüssig |
| 4. Entspannen | Expansionsventil (Drossel) | Der Druck fällt schlagartig, das Kältemittel kühlt stark ab | kalte Flüssigkeit |
Der Clou steckt in Schritt 1 und 2. Der Verdampfer arbeitet mit einem Kältemittel, das so kalt ist, dass selbst 0 Grad warme Außenluft dagegen heiß wirkt. Deshalb fließt Wärme aus der Luft ins Kältemittel, obwohl es draußen friert. Im Verdichter wird das Gas dann so stark komprimiert, dass seine Temperatur weit über die Heiztemperatur klettert. Erst diese Druckerhöhung macht die eingesammelte Niedertemperaturwärme nutzbar. Danach gibt das Kältemittel die Wärme im Verflüssiger ans Heizsystem ab, das Expansionsventil senkt den Druck wieder, und der Kreislauf beginnt von vorn.
Warum es dasselbe ist wie ein Kühlschrank
Der Kältekreislauf einer Wärmepumpe ist physikalisch identisch mit dem eines Kühlschranks oder einer Klimaanlage. Auch der Kühlschrank verdampft ein Kältemittel, verdichtet es, verflüssigt es und entspannt es wieder. Der einzige Unterschied ist die Richtung der Nutzung. Beim Kühlschrank entzieht der Verdampfer dem Innenraum Wärme und der Verflüssiger an der Rückseite gibt sie an die Küche ab. Deshalb ist es hinter dem Kühlschrank warm.
Eine Wärmepumpe dreht das Ziel um. Der Verdampfer sitzt außen und entzieht der Umwelt Wärme, der Verflüssiger sitzt innen und gibt sie ans Heizwasser ab. Wer das Prinzip einmal am Kühlschrank verstanden hat, hat die Wärmepumpe verstanden. Manche Geräte können sogar beides: Im Sommer laufen sie rückwärts und kühlen die Räume, genau wie eine Klimaanlage.
COP und JAZ: zwei Zahlen, ein Unterschied
Wie gut eine Wärmepumpe Energie verschiebt, beschreiben zwei Kennzahlen, die oft verwechselt werden. Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) trennt sie sauber.
Der COP (Coefficient of Performance, auf Deutsch Leistungszahl) ist ein Laborwert. Er wird an einem festen Prüfpunkt nach Norm gemessen, etwa bei einer Heizwassertemperatur von 35 Grad. Ein COP von 4 heißt: An diesem Punkt macht das Gerät aus 1 kWh Strom 4 kWh Wärme. Der COP ist eine Momentaufnahme unter Idealbedingungen.
Die JAZ (Jahresarbeitszahl) ist der ehrlichere Wert. Sie misst das Verhältnis von Wärme zu Strom über ein ganzes Jahr im echten Betrieb, inklusive kalter Wintertage und des Stroms für Ventilatoren und Pumpen. Die JAZ liegt deshalb fast immer unter dem COP. Für deine Stromrechnung zählt allein die JAZ, denn sie sagt, wie viel Strom dein Haus tatsächlich übers Jahr zieht.
| Kennzahl | Wann gemessen | Wofür sie steht |
|---|---|---|
| COP (Leistungszahl) | einzelner Prüfpunkt im Labor | theoretischer Bestwert des Geräts |
| SCOP | genormte Temperaturkurve | Vergleich verschiedener Geräte |
| JAZ (Jahresarbeitszahl) | ganzes Jahr im realen Betrieb | tatsächliche Effizienz bei dir zuhause |
Welche Wärmequelle liefert wie viel
Woher die Wärmepumpe ihre Umweltwärme zieht, entscheidet stark über die JAZ. Je wärmer und konstanter die Quelle, desto weniger muss der Verdichter arbeiten, desto besser die Zahl. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat in einer Feldstudie 2025 insgesamt 77 Anlagen über mehrere Jahre im echten Betrieb vermessen. Die Werte zeigen den Unterschied deutlich.
| Wärmequelle | Typ | Reale JAZ (Fraunhofer ISE) | Eigenschaft der Quelle |
|---|---|---|---|
| Luft | Luft-Wasser-Wärmepumpe | im Schnitt 3,4 | überall verfügbar, schwankt mit dem Wetter |
| Erdreich | Sole-Wasser-Wärmepumpe | im Schnitt 4,3 | konstante Temperatur, Erdbohrung nötig |
| Grundwasser | Wasser-Wasser-Wärmepumpe | rund 5 (Orientierungswert) | wärmste Quelle, Genehmigung nötig |
Über alle Anlagen hinweg lagen die Jahresarbeitszahlen in der Fraunhofer-Studie zwischen 2,6 und 5,4. Die Luft-Wärmepumpe ist am einfachsten zu installieren, weil sie nur ein Außengerät braucht. Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen erreichen höhere JAZ, weil das Erdreich in einigen Metern Tiefe ganzjährig rund 10 Grad warm ist, während die Außenluft im Winter weit darunter fällt. Dafür sind sie aufwendiger und teurer in der Erschließung.
Warum die Vorlauftemperatur über alles entscheidet
Die wichtigste Stellschraube für die Effizienz ist die Temperaturdifferenz, die die Wärmepumpe überwinden muss. Je geringer der Abstand zwischen Wärmequelle und gewünschter Heiztemperatur, desto effizienter arbeitet das Gerät, weil der Verdichter das Kältemittel weniger stark komprimieren muss und damit weniger Strom zieht. Das hat eine direkte Folge fürs Heizen: Eine Wärmepumpe, die Heizwasser auf 35 Grad bringen muss, läuft viel sparsamer als eine, die 55 Grad liefern soll.
Genau hier zeigt sich, warum eine Wärmepumpe nicht in jedes Haus gleich gut passt. Eine Fußbodenheizung kommt mit niedrigen Vorlauftemperaturen aus und ist deshalb der ideale Partner. Alte, kleine Heizkörper brauchen heißeres Wasser und drücken die JAZ nach unten. Auch das Aufheizen von Warmwasser auf 55 bis 60 Grad kostet mehr Strom als reines Heizen. Wer die Technik weiterdenkt, kann den Strombedarf zudem mit eigener Erzeugung senken, ähnlich wie bei einem Balkonkraftwerk im Kleinen.
Worauf es für eine effiziente Wärmepumpe ankommt: niedrige Vorlauftemperaturen durch große Heizflächen wie eine Fußbodenheizung, eine möglichst warme und konstante Wärmequelle und ein gut gedämmtes Haus. Achte beim Vergleich von Geräten nicht auf den COP aus dem Datenblatt, sondern auf die realistische JAZ für deine Situation. Sie entscheidet am Ende über deine Stromrechnung. Ob sich der Umstieg für dein Gebäude rechnet, hängt von genau diesen Faktoren ab und ist Thema unseres Ratgebers dazu, wann sich eine Wärmepumpe lohnt.
