Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Das Prinzip einfach erklärt
Vom Kältemittel über den Verdichter bis zur Jahresarbeitszahl: alles Wichtige zur Funktion einer Wärmepumpe auf einer Seite.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe in einem Satz?
Eine Wärmepumpe nimmt mit einem Kältemittel Wärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser auf, verdichtet das Kältemittel mit einem strombetriebenen Verdichter, wodurch es heiß wird, und gibt diese Wärme über einen Wärmetauscher an das Heizwasser ab.
Das klingt zunächst paradox: Wie kann man aus kalter Luft Wärme gewinnen? Der Trick liegt im Kältemittel. Es siedet schon bei sehr niedrigen Temperaturen und kann deshalb selbst aus kühler Umgebung Wärme aufnehmen. Wird das gasförmige Kältemittel anschließend zusammengepresst, steigt seine Temperatur so weit, dass es ein Heizsystem versorgen kann.
Den Strom braucht die Wärmepumpe vor allem für den Verdichter, dazu für Pumpen, Ventilator und Regelung. Die Wärme selbst stammt zum größten Teil aus der Umwelt. Deshalb liefert eine Wärmepumpe ein Mehrfaches der eingesetzten Strommenge als Wärme.
Die Funktion der Wärmepumpe in vier Schritten
Das Kältemittel läuft in einem geschlossenen Kreislauf und durchläuft immer wieder dieselben vier Stationen.
Verdampfen
Im Verdampfer nimmt das flüssige Kältemittel Wärme aus Luft, Sole oder Grundwasser auf und wird gasförmig.
Verdichten
Der elektrisch angetriebene Verdichter presst das Gas zusammen. Druck und Temperatur steigen deutlich.
Verflüssigen
Im Verflüssiger gibt das heiße Gas seine Wärme an das Heizwasser ab und wird wieder flüssig.
Entspannen
Ein Expansionsventil senkt den Druck. Das Kältemittel kühlt ab und kann erneut Umweltwärme aufnehmen.
Woher die Wärme kommt: die drei Wärmequellen
Luft
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe saugt mit einem Ventilator Außenluft durch den Verdampfer. Sie ist einfach zu erschließen, weil weder Bohrung noch Brunnen nötig sind. Ihr Nachteil: Gerade wenn es draußen am kältesten ist und das Haus am meisten Wärme braucht, ist auch die Wärmequelle am kältesten. klimaaktiv nennt für Luft-Wasser-Wärmepumpen Jahresarbeitszahlen von etwa 3 bis 4.
Erdreich
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme des Bodens über Erdwärmesonden oder Flächenkollektoren. Sonden reichen laut energiesparhaus.at meist 50 bis 150 m tief; als Faustwert nennt der OÖ Energiesparverband 20 bis 25 m Bohrtiefe je kW Heizleistung. Flachkollektoren liegen laut einer Broschüre der Stadt Wien in 1 bis 1,5 m Tiefe und brauchen rund das 1,5- bis 3-Fache der Wohnfläche an Grund.
Grundwasser
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe entnimmt Grundwasser aus einem Förderbrunnen und gibt es über einen Schluckbrunnen zurück. Grundwasser hat laut klimaaktiv ganzjährig rund 7 bis 12 °C. Deshalb erreichen solche Anlagen Jahresarbeitszahlen bis 6, brauchen aber ausreichend Grundwasser in passender Qualität und eine wasserrechtliche Bewilligung.
COP und Jahresarbeitszahl: wie effizient ist eine Wärmepumpe?
Der COP beschreibt die Effizienz in einem bestimmten Betriebspunkt, die Jahresarbeitszahl (JAZ) das Verhältnis von Wärme zu Strom über ein ganzes Jahr. Für die Stromkosten ist die JAZ der aussagekräftigere Wert.
Eine JAZ von 4 bedeutet: Aus 1 kWh Strom werden über das Jahr gerechnet 4 kWh Wärme. klimaaktiv nennt mindestens 3 als Ziel; eine JAZ von 4 kostet laut klimaaktiv rund ein Viertel weniger Strom als eine JAZ von 3.
Den größten Einfluss hat die Vorlauftemperatur. Ein Datenblatt-Beispiel aus einer deutschen Quelle zeigt das deutlich: Bei minus 7 °C Außentemperatur erreicht das Gerät einen COP von 2,48 bei 55 °C Vorlauf, aber nur 1,53 bei 75 °C. Je niedriger die Heizwassertemperatur, desto weniger muss der Verdichter arbeiten.
Warmwasser, Kältemittel und Strom
Die meisten Heizungs-Wärmepumpen bereiten auch das Warmwasser in einem Speicher. Der OÖ Energiesparverband empfiehlt, den Speicher auf höchstens 50 °C einzustellen und ihn einmal pro Woche zum Schutz vor Legionellen auf über 60 °C zu bringen.
Als Kältemittel kommen heute unter anderem R32 mit einem GWP von 675 und Propan (R290) mit sehr niedrigem Treibhauspotenzial zum Einsatz. R290 ist brennbar, deshalb gilt rund um das Außengerät ein Schutzbereich. Für die Bundesförderung darf der GWP höchstens 750 betragen.
Stand Oktober 2026. Werte zu Kältemitteln und COP teils aus deutschen Quellen.
Wie viel Platz das Außengerät braucht und was beim Nachbarn ankommen darf, lesen Sie unter Wärmepumpe Abstand zum Nachbarn. Was der Betrieb kostet, hängt auch vom Stromtarif für die Wärmepumpe ab.
Fragen zur Funktion der Wärmepumpe
Was ist eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe ist ein Heizsystem, das Wärme aus der Umgebung aufnimmt und mithilfe von Strom auf ein höheres Temperaturniveau bringt. Sie arbeitet nach demselben Prinzip wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt: Der Kühlschrank pumpt Wärme aus dem Innenraum nach außen, die Wärmepumpe von außen ins Haus.
Funktioniert eine Wärmepumpe auch bei Minusgraden?
Ja. Auch kalte Außenluft enthält noch Wärme, die das Kältemittel aufnehmen kann, weil es bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Die Effizienz sinkt allerdings, je kälter es ist und je höher die Vorlauftemperatur sein muss. Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen sind davon weniger betroffen, weil ihre Wärmequelle auch im Winter vergleichsweise warm bleibt.
Braucht eine Wärmepumpe eine Fußbodenheizung?
Nein, aber niedrige Vorlauftemperaturen helfen. Eine Fußbodenheizung kommt mit besonders wenig Vorlauf aus. Viele Häuser mit Heizkörpern lassen sich ebenfalls mit Wärmepumpe heizen, wenn am kältesten Tag höchstens rund 55 °C nötig sind; das nennt klimaaktiv als Richtschnur.
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