Wärmepumpen im Winter: Was unser Praxistest bei Frost ergab

77 Wärmepumpen, vier Jahre Feldstudie, ein nüchternes Ergebnis: Im Mittel erreichen Luft/Wasser-Geräte im Bestand eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,4, Sole/Wasser-Wärmepumpen kommen auf 4,3.

Wärmepumpen im Winter: Was unser Praxistest bei Frost ergab

Wärmepumpen im Winter: Was Feldstudien und Praxistests bei Frost zeigen

Das ist die belastbare Datenbasis, mit der jede Diskussion über die Wärmepumpen-Effizienz im Winter im Praxistest beginnen muss.

Der Abschlussbericht „WP-QS im Bestand“ des Fraunhofer ISE, im November 2025 veröffentlicht, räumt mit zwei weit verbreiteten Annahmen auf. Erstens: Wärmepumpen liefern auch bei Frost zuverlässig Wärme. Zweitens: Das Baujahr eines Gebäudes sagt allein wenig über die erreichte Effizienz aus. Was die Praxis stattdessen prägt, sind Vorlauftemperatur, Wärmequelle und Auslegung. Diese drei Faktoren lassen sich vor der Auftragsvergabe kalkulieren — und genau dort entscheidet sich, ob ein System wirtschaftlich arbeitet oder im Winter unnötig viel Strom verbraucht.

Ein dokumentierter Praxistest des YouTube-Kanals „GrünePixelWelt“ ergänzt die Langzeitdaten um einen konkreten Betriebspunkt: In einem rund 120 Jahre alten, ungedämmten Altbau wurde bei −12 °C ein COP von 2,01 für eine Panasonic-Aquarea-Monoblock-Wärmepumpe ermittelt. Das ist kein Ersatz für eine mehrjährige Feldstudie, aber ein anschaulicher Hinweis darauf, was bei Frost technisch möglich ist.

Die Wärmepumpe arbeitet auch bei zweistelligen Minusgraden. Die entscheidende Frage ist nicht, ob sie Wärme liefert, sondern mit welchem COP und bei welcher Vorlauftemperatur.

Was Feldstudien im Realbetrieb aussagen

Die Studie „WP-QS im Bestand“ des Fraunhofer ISE umfasst 77 Wärmepumpenanlagen über einen Zeitraum von vier Jahren. Erfasst wurden realisierte Anlagen im Gebäudebestand — nicht unter Laborbedingungen, sondern unter den Bedingungen, die viele Bauherren in Nordrhein-Westfalen tatsächlich vorfinden: unterschiedliche Gebäudealter, verschiedene Heizflächen, wechselnde Sanierungsstände und nicht immer optimale hydraulische Einbindungen.

Die mittlere JAZ über alle untersuchten Luft/Wasser-Anlagen liegt bei 3,4. Das bedeutet: Aus einer Kilowattstunde Strom werden im Jahresmittel 3,4 Kilowattstunden Wärme. Bei einem angenommenen Heizwärmebedarf von 18.000 kWh pro Jahr ergibt sich daraus ein elektrischer Energiebedarf von:

18.000 kWh ÷ 3,4 = rund 5.294 kWh Strom pro Jahr.

Dabei handelt es sich um eine Rechengröße für die Raumheizung. Warmwasser, Hilfsenergie für Pumpen und Regelung sowie mögliche Zusatzheizungen können den tatsächlichen Stromverbrauch erhöhen. Für eine erste Einordnung der Wärmepumpen-Effizienz im Winter ist die Rechnung trotzdem nützlich, weil sie die Unterschiede zwischen den Wärmequellen sichtbar macht.

Zum Vergleich: Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe erreicht im selben Bestand eine mittlere JAZ von 4,3. Bei derselben Wärmemenge ergibt sich:

18.000 kWh ÷ 4,3 = rund 4.186 kWh Strom pro Jahr.

Die Sole/Wasser-Anlage benötigt in diesem Rechenbeispiel also etwa 1.108 kWh Strom weniger pro Jahr. Bezogen auf den Strombedarf der Luft/Wasser-Wärmepumpe entspricht das einer Einsparung von rund 21 Prozent. Der Unterschied bei der JAZ beträgt zwar etwa 26 Prozent, der prozentuale Unterschied beim tatsächlichen Stromverbrauch fällt aber geringer aus. Das ist ein wichtiger Unterschied, der in vereinfachten Vergleichen oft untergeht.

Auch bei den Kosten muss man sauber rechnen. Bei einem angenommenen Arbeitspreis von 0,30 Euro pro Kilowattstunde entfallen auf die Raumheizung:

  • Luft/Wasser-Wärmepumpe: rund 5.294 kWh × 0,30 Euro = etwa 1.588 Euro pro Jahr
  • Sole/Wasser-Wärmepumpe: rund 4.186 kWh × 0,30 Euro = etwa 1.256 Euro pro Jahr
  • Differenz: rund 1.108 kWh × 0,30 Euro = etwa 332 Euro pro Jahr

Bei 0,35 Euro pro Kilowattstunde läge die Differenz bei etwa 388 Euro pro Jahr. Das sind keine festen Betriebskosten, sondern eine transparente Beispielrechnung auf Basis eines angenommenen Heizwärmebedarfs und eines angenommenen Strompreises. In der Praxis verändern Heizverhalten, Warmwasserbereitung, Sperrzeiten, Photovoltaik, tatsächliche JAZ und Tarifmodell das Ergebnis.

Eine pauschale Aussage über eine Stromkostendifferenz im niedrigen vierstelligen Bereich lässt sich aus den genannten Verbrauchsdaten daher nicht ableiten. Die Differenz kann bei einem größeren oder schlechter gedämmten Gebäude höher ausfallen, bei einem niedrigeren Wärmebedarf entsprechend geringer. Ob sie die Mehrkosten einer Erdsonde ausgleicht, ist eine Einzelfallfrage. Dafür müssen Investition, Bohrkosten, Genehmigungen, Wartung, Finanzierung und die erwartete Betriebsdauer gemeinsam betrachtet werden.

JAZ und COP sind nicht dasselbe

Die Jahresarbeitszahl beschreibt das Verhältnis aus abgegebener Wärme und eingesetztem Strom über einen längeren Zeitraum. In ihr stecken auch milde und kalte Tage, Abtauvorgänge, unterschiedliche Lastzustände sowie die Regelung des gesamten Systems. Sie ist deshalb für die Betriebskosten deutlich aussagekräftiger als ein einzelner Prüfstandswert.

Der COP, also die Leistungszahl, bezieht sich dagegen auf einen bestimmten Moment oder Betriebspunkt. Ein COP von 3,5 bei einer bestimmten Außentemperatur und niedriger Vorlauftemperatur sagt nicht, dass die Anlage über das gesamte Jahr eine JAZ von 3,5 erreicht. Umgekehrt kann eine Anlage an einem kalten Tag mit einem COP von etwa 2,0 trotzdem über die Heizperiode eine akzeptable Jahresarbeitszahl erzielen.

Für Bauherren ist diese Unterscheidung entscheidend. Wer nur den besten Prospektwert betrachtet, bewertet nicht die Anlage, die später im eigenen Haus läuft. Relevant sind die Werte bei den im Gebäude tatsächlich benötigten Vorlauftemperaturen und bei den regionalen Auslegungstemperaturen.

Bemerkenswert ist ein weiteres Ergebnis der Auswertung: Zwischen dem Baujahr der untersuchten Gebäude und der erreichten Effizienz bestand keine statistisch signifikante Korrelation. Weder ein 120 Jahre alter, ungedämmter Altbau noch ein neu errichtetes Gebäude nach den geltenden GEG-Mindestanforderungen erreicht automatisch eine bestimmte JAZ.

Der Begriff „GEG-40-Standard“ wäre an dieser Stelle falsch. Das Gebäudeenergiegesetz, kurz GEG, beschreibt gesetzliche Mindestanforderungen an Gebäude und Anlagentechnik. Der Effizienzhaus-40-Standard ist dagegen eine separate Effizienzhaus-Klassifizierung, die sich auf den Primärenergiebedarf und weitere Anforderungen bezieht. Beides darf nicht miteinander vermischt werden. Für die Wärmepumpenplanung ist ohnehin entscheidender, welche Heizlast tatsächlich vorliegt und mit welcher Vorlauftemperatur die Räume beheizt werden.

Was mit der Effizienz korreliert, ist vor allem die mittlere Vorlauftemperatur. Sie wird vom Heizsystem, von der Größe der Heizflächen, vom hydraulischen Abgleich und von der eingestellten Heizkurve bestimmt — nicht vom Baualter allein.

Für die Planung folgt daraus: Die Effizienz einer Wärmepumpe ist zu einem erheblichen Teil eine Frage der Auslegung und der Hydraulik. Wer die Vorlauftemperatur durch eine passende Wärmeverteilung niedrig hält, gewinnt JAZ — unabhängig davon, ob das Haus 1920, 1980 oder 2020 errichtet wurde.

COP bei zweistelligen Minusgraden

Neben der Jahresarbeitszahl interessiert im Winterbetrieb vor allem der momentane COP bei einer konkreten Außentemperatur. Die JAZ beschreibt einen Jahresmittelwert. Der COP dagegen zeigt, wie sich die Anlage an einem bestimmten Betriebspunkt verhält. Wer wissen will, wie eine Wärmepumpe bei Frost arbeitet, muss deshalb beide Werte auseinanderhalten.

Der dokumentierte Praxistest auf dem YouTube-Kanal „GrünePixelWelt“ liefert dafür einen konkreten Datenpunkt: Eine Panasonic-Aquarea-Monoblock-Wärmepumpe erreicht in einem rund 120 Jahre alten, ungedämmten Altbau bei einer Außentemperatur von −12 °C einen COP von 2,01.

Das ist kein Spitzenwert, aber ein klar messbarer Betriebspunkt. Ein COP von 2,01 bedeutet: Bei den im Test erfassten Bedingungen liefert die Anlage aus einer Kilowattstunde Strom ungefähr zwei Kilowattstunden Wärme. Entscheidend ist dabei, welche Vorlauftemperatur, welche Rücklauftemperatur und welche Betriebsbedingungen während der Messung vorlagen. Ein COP ist nie nur eine Eigenschaft des Geräts. Er hängt immer vom Temperaturhub zwischen Wärmequelle und Heizsystem ab.

Der Rest der Heizlast wird nicht automatisch durch einen Heizstab gedeckt. Je nach Anlagenkonzept kann die Wärmepumpe ihre Verdichterleistung erhöhen, die Raumtemperatur geringfügig absenken, eine Zusatzheizung zuschalten oder die erforderliche Wärme nur teilweise bereitstellen. Ein elektrischer Heizstab ist deshalb eine mögliche Reserve, aber kein zwangsläufiger Bestandteil jedes Frostbetriebs.

Wichtig ist außerdem die Einordnung der Außentemperatur. Die meisten Heizstunden in Nordrhein-Westfalen fallen nicht bei −12 °C an. Die Auslegungstemperatur für Heizungsanlagen liegt je nach Region ungefähr zwischen −12 °C im Rheinland und −16 °C in kälteren Lagen des Sauerlands oder Ostwestfalens. Die konkrete Norm-Außentemperatur muss für den jeweiligen Standort bestimmt werden.

Die tatsächliche Heizleistung wird jedoch über einen großen Teil der Heizperiode bei deutlich moderateren Temperaturen abgerufen. In einem Bereich von etwa −5 °C bis +5 °C liegen die COP-Werte moderner Luft/Wasser-Wärmepumpen typischerweise deutlich über dem Wert bei der tiefsten Auslegungstemperatur. In der Praxis entscheidet deshalb nicht ein einzelner Extremtag über die Jahresbilanz, sondern die Kombination aus vielen Stunden bei mittleren Temperaturen und wenigen kalten Spitzen.

Was die Heizleistung bei Minusgraden bestimmt

Für die Auslegung ergeben sich daraus drei Konsequenzen:

1. Die Auslegungstemperatur bestimmt die notwendige Heizleistung, nicht der Jahresdurchschnitt.

Die Anlage muss die berechnete Heizlast auch bei der maßgeblichen Norm-Außentemperatur decken können. Gleichzeitig sollte sie nicht so groß gewählt werden, dass sie in der überwiegenden Zeit ständig taktet oder weit außerhalb ihres günstigen Modulationsbereichs arbeitet.

2. Der elektrische Heizstab ist eine Reserve und kein Dauerzustand.

Er kann an besonders kalten Tagen, bei bestimmten Betriebszuständen oder während der Warmwasserbereitung zugeschaltet werden. Eine dauerhaft hohe Heizstabnutzung weist dagegen meist auf eine ungünstige Auslegung, eine zu hohe Vorlauftemperatur oder eine nicht passende Regelung hin.

3. Ein ungedämmter Altbau ist kein automatisches Ausschlusskriterium.

Der dokumentierte COP von 2,01 bei −12 °C in einem 120 Jahre alten Gebäude zeigt, dass eine Luft/Wasser-Wärmepumpe auch unter ungünstigen Bedingungen Wärme bereitstellen kann. Das bedeutet aber nicht, dass jede Anlage in jedem Altbau wirtschaftlich arbeitet. Hohe Heizlasten und große Heizflächen mit hohen Vorlauftemperaturen treiben den Strombedarf deutlich nach oben.

Vor der Entscheidung sollte deshalb nicht nur die maximale Heizleistung aus dem Datenblatt betrachtet werden. Ebenso relevant ist, wie stark die Leistung bei sinkender Außentemperatur zurückgeht und bei welcher Temperatur ein zusätzlicher Wärmeerzeuger erforderlich wird. Bei Luft/Wasser-Geräten kommen außerdem Abtauzyklen hinzu. Sie sind technisch normal, vermindern aber zeitweise die nutzbare Wärmeabgabe und erhöhen den Strombedarf.

Vorlauftemperatur als Effizienzhebel

Der wichtigste einzelne Stellhebel für die Wintereffizienz ist die Vorlauftemperatur. Eine Wärmepumpe arbeitet umso effizienter, je kleiner der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizkreis ist. Muss sie Außenluft bei Frost auf einen Vorlauf von 60 °C anheben, ist der Verdichter deutlich stärker gefordert als bei einem Vorlauf von 35 oder 40 °C.

Für hohe Vorlauftemperaturen wird häufig mit einem Effizienzverlust von etwa 2,5 bis 3,0 Prozent pro zusätzlichem Kelvin gearbeitet. Diese Faustregel ist kein universelles Naturgesetz und ersetzt kein Kennfeld des konkreten Geräts. Sie zeigt aber die Größenordnung des Problems.

Zur Verdeutlichung: Erreicht eine Anlage bei 50 °C Vorlauf einen COP von 3,0, kann der COP bei 60 °C unter sonst gleichen Bedingungen grob in Richtung 2,3 sinken. Bei 65 °C kann er sich weiter dem Bereich von etwa 1,9 nähern. Das sind Näherungswerte, keine garantierten Betriebspunkte. Ab einem bestimmten Verhältnis von Verdichterleistung, Vorlauftemperatur und Außentemperatur wird der elektrische Heizstab rechnerisch attraktiver. In der Praxis greifen Regelung und Anlagenkonzept allerdings nicht immer exakt an diesem theoretischen Punkt ein.

Die Vorlauftemperatur wird im Wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt:

  • Wärmeverteilung: Eine Fußbodenheizung arbeitet typischerweise mit niedrigen Vorlauftemperaturen, häufig im Bereich von etwa 30 bis 35 °C. Heizkörper benötigen je nach Größe, Bautiefe, Raumheizlast und Auslegung oft 45 bis 65 °C. Wandflächenheizungen liegen meist zwischen diesen Systemen.
  • Heizkurve: Die Steilheit der Heizkurve legt fest, wie stark die Vorlauftemperatur bei sinkender Außentemperatur ansteigt. Eine zu steile Heizkurve verschlechtert die Effizienz. Eine zu flache Einstellung kann bei Frost zu kalten Räumen führen.

In einem Bestandsgebäude sollte deshalb nicht zuerst die maximale Geräteleistung diskutiert werden. Zuerst muss die Wärmeverteilung betrachtet werden. Reichen die bestehenden Heizkörper aus, um die Räume bei einer maximalen Vorlauftemperatur von 50 °C ausreichend zu beheizen? Falls nicht, kann der Austausch einzelner Heizkörper mit kleinen Heizflächen bereits helfen. In Hauptwohnräumen kann auch eine Teilumrüstung auf Fußboden- oder Wandheizung sinnvoll sein.

Eine umfassende Sanierung der Gebäudehülle ist nicht immer Voraussetzung für eine Wärmepumpe. Sie kann den Wärmebedarf jedoch deutlich senken und die erforderlichen Vorlauftemperaturen reduzieren. Besonders wirksam sind Maßnahmen dort, wo sie die Heizlast einzelner Räume oder die notwendige Heizflächengröße verändern. Eine pauschale Reihenfolge nach dem Muster „erst komplett sanieren, dann Wärmepumpe“ ist ebenso wenig belastbar wie die Behauptung, Dämmung spiele keine Rolle.

Je höher die Vorlauftemperatur, desto größer der Effizienzverlust. Eine niedrige Heizkurve ist kein Detail der Regelung, sondern ein zentraler Bestandteil der Wärmepumpenplanung.

Für die Praxis ist eine raumweise Heizlastberechnung deshalb wichtiger als eine grobe Einteilung in Altbau und Neubau. Sie zeigt, welche Räume besonders viel Leistung benötigen, wo Heizkörper zu klein sind und welche Vorlauftemperatur bei der örtlichen Auslegungstemperatur tatsächlich erforderlich ist. Erst danach lässt sich beurteilen, ob eine Wärmepumpe im Bestand mit vertretbarem Stromverbrauch arbeiten kann.

Systemvergleich bei Frost: Luft, Sole, Grundwasser

Die Wahl der Wärmequelle entscheidet darüber, wie stark die Effizienz im Winter von der Außentemperatur abhängt.

ParameterLuft/WasserSole/WasserGrundwasser
Wärmequellentemperatur im Winterschwankt mit der Außentemperaturüber die Heizperiode vergleichsweise stabilüber die Heizperiode vergleichsweise stabil
Mittlere JAZ im untersuchten Bestand3,44,3in ähnlicher Größenordnung wie Sole/Wasser möglich
Verhalten bei sinkender AußentemperaturCOP fällt deutlich abCOP bleibt vergleichsweise stabilCOP bleibt vergleichsweise stabil
Investitionsaufwand im Einfamilienhausmeist niedrigermeist höher, abhängig von Erschließung und Bohrungmeist höher, abhängig von Brunnen und Genehmigung
Typischer Genehmigungsaufwand in NRWvergleichsweise geringBohrungsanzeige beziehungsweise standortabhängige Anforderungenwasserrechtliche Erlaubnis erforderlich

Die zentrale physikalische Eigenschaft von Sole/Wasser- und Grundwasser-Wärmepumpen ist die stabilere Wärmequelle. Erdreich und Grundwasser verändern ihre Temperatur im Jahresverlauf langsamer als die Außenluft. Dadurch bleibt der Temperaturhub zwischen Wärmequelle und Vorlauf gleichmäßiger, und der COP schwankt weniger stark.

Bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe sinkt die Quellentemperatur dagegen unmittelbar mit der Außentemperatur. Der Verdichter muss bei Frost gegen eine größere Temperaturdifferenz arbeiten. Zusätzlich können Abtauvorgänge den Stromverbrauch erhöhen, weil die Anlage zeitweise Wärme aus dem Heizsystem für die Abtauung des Außengeräts nutzt.

Bei −12 °C Außentemperatur kann ein gutes Luft/Wasser-Gerät unter passenden Bedingungen noch einen COP im Bereich von etwa 2,0 bis 2,3 erreichen. Bei 0 °C liegen die Werte typischerweise deutlich höher, häufig etwa im Bereich von 3,0 bis 3,5. Welche Zahlen am Ende tatsächlich erreicht werden, hängt von der Vorlauftemperatur, dem Gerät, dem Luftdurchsatz, der Abtauung und dem Betriebszustand ab.

Sole/Wasser- und Grundwasser-Systeme haben bei Frost einen physikalischen Vorteil. Sie sind aber nicht automatisch die wirtschaftlich bessere Entscheidung. Eine Tiefenbohrung, ein Brunnen, die Planung, Genehmigungen und mögliche geologische Risiken erhöhen den Aufwand. Bei Grundwasser kommen Anforderungen an Wasserqualität, Fördermenge und Rückführung hinzu. Bei Erdsonden muss der konkrete Standort geprüft werden.

Für die Wirtschaftlichkeitsrechnung in NRW muss man deshalb zwei Ebenen trennen:

  • Betrieb: Bei identischem Heizwärmebedarf kann die höhere JAZ einer Sole/Wasser-Anlage den jährlichen Strombedarf reduzieren.
  • Investition: Die Erschließung der Wärmequelle kann deutlich mehr kosten als die Installation einer Luft/Wasser-Wärmepumpe.

Das Beispiel mit 18.000 kWh Heizwärmebedarf zeigt die Größenordnung: Bei einer JAZ von 3,4 benötigt die Luft/Wasser-Anlage rund 5.294 kWh Strom, bei einer JAZ von 4,3 die Sole/Wasser-Anlage rund 4.186 kWh. Die Differenz beträgt etwa 1.108 kWh. Bei 0,30 Euro je Kilowattstunde sind das ungefähr 332 Euro pro Jahr, bei 0,35 Euro etwa 388 Euro.

Ob diese Einsparung die höheren Investitionskosten ausgleicht, lässt sich daraus nicht pauschal ableiten. Bei einem höheren Wärmebedarf steigt die jährliche Differenz, bei einem niedrigeren sinkt sie. Auch Strompreis, Eigenverbrauch aus einer Photovoltaikanlage, Wartung, Finanzierung und die reale JAZ verändern die Rechnung. Die Mehrkosten einer Erdwärmebohrung allein mit einer pauschalen Stromkostendifferenz zu rechtfertigen, wäre deshalb ebenso unseriös wie die Behauptung, Luft/Wasser sei grundsätzlich die günstigste Lösung.

Wann die Wärmequelle wichtiger wird

Je höher der Wärmebedarf und je länger die Anlage im Jahr mit hoher Last arbeitet, desto stärker wirkt sich der Unterschied zwischen den Wärmequellen aus. In einem gut gedämmten Neubau mit niedriger Vorlauftemperatur kann die einfachere Luft/Wasser-Lösung trotz niedrigerer JAZ wirtschaftlich sinnvoll sein. In einem Gebäude mit dauerhaft hoher Heizlast kann die stabilere Quelle dagegen stärker ins Gewicht fallen.

Die Entscheidung hängt außerdem von den Grundstücksbedingungen ab. Nicht jedes Grundstück eignet sich für eine Erdsonde, und nicht überall sind Brunnen ohne Weiteres genehmigungsfähig. Auch Abstände, Grundwasserschutz, Bohrtiefe und geologische Verhältnisse müssen berücksichtigt werden. Ein technisch effizienteres System ist nicht automatisch realisierbar oder unter den örtlichen Bedingungen die vernünftigste Wahl.

Förderfähigkeit und technische Anforderungen ab 2026

Bei der Förderung darf die Effizienzbetrachtung nicht von der technischen Planung getrennt werden. Förderprogramme können sich ändern; deshalb müssen Bauherren die zum Zeitpunkt der Antragstellung geltenden Bedingungen prüfen. Eine pauschale Förderzusage lässt sich aus der Wahl einer bestimmten Wärmepumpenart nicht ableiten.

Entscheidend sind regelmäßig mehrere Ebenen: das konkrete Gerät, die Einbindung in das Heizsystem, die förderfähigen Kosten, die Antragstellung und die technischen Mindestanforderungen des jeweiligen Programms. Wer nur den Produktnamen betrachtet, übersieht, dass auch die Auslegung und die Betriebsweise relevant sein können.

Für eine belastbare Planung ab 2026 sollten daher mindestens diese Punkte dokumentiert werden:

  • die raumweise Heizlast und die zugrunde gelegte Auslegungstemperatur,
  • die geplante maximale Vorlauftemperatur,
  • die Leistungsdaten der Wärmepumpe bei relevanten Außen- und Vorlauftemperaturen,
  • die erwartete Jahresarbeitszahl unter den Bedingungen des konkreten Gebäudes,
  • der Anteil von Warmwasser, Heizstab und Hilfsenergie am Gesamtstromverbrauch,
  • die hydraulische Einbindung einschließlich Pufferspeicher, Heizflächen und Regelung,
  • die Anforderungen an Schall, Aufstellung, Bohrung, Brunnen oder Genehmigung,
  • die zum Antragstermin geltenden Förderbedingungen und Nachweise.

Die technische Mindestanforderung sollte dabei nicht mit einem einzelnen Werbewert verwechselt werden. Ein hoher COP bei milden Außentemperaturen sagt wenig über den Betrieb bei Frost und hoher Vorlauftemperatur aus. Umgekehrt ist ein mäßiger Wert bei einer extremen Betriebssituation nicht automatisch ein Zeichen für eine ungeeignete Anlage. Entscheidend ist, ob die Wärmepumpe im gesamten vorgesehenen Arbeitsbereich ausreichend Leistung liefert und dabei möglichst selten auf den Heizstab angewiesen ist.

Gerade im Bestand lohnt sich eine schriftliche Festlegung der Planungsannahmen. Wird im Angebot mit einer niedrigen Vorlauftemperatur gerechnet, müssen die Heizflächen diese Temperatur auch bei der maßgeblichen Außentemperatur tatsächlich ermöglichen. Wird dagegen eine hohe Vorlauftemperatur zugrunde gelegt, sollte der erwartete Stromverbrauch entsprechend transparent ausgewiesen werden.

Was Bauherren aus den Praxiserfahrungen ableiten können

Die vorliegenden Feld- und Praxiserfahrungen ergeben kein einfaches Ja-oder-Nein zur Wärmepumpe. Sie zeigen vielmehr, an welchen Stellen die Planung belastbar werden muss.

Erstens sollte die Heizlast nicht aus dem bisherigen Öl- oder Gasverbrauch allein abgeleitet werden. Der Verbrauch kann durch Nutzerverhalten, Raumtemperaturen und teilweise beheizte Räume verzerrt sein. Eine Berechnung und ein Abgleich mit der realen Wärmeverteilung liefern die bessere Grundlage.

Zweitens muss die Heizkurve zur Anlage und zum Gebäude passen. Eine zu hohe Einstellung kann einen Teil des Effizienzgewinns zunichtemachen. Eine zu niedrige Einstellung führt dagegen zu Komfortproblemen und kann die Regelung zu ungünstigen Betriebszuständen zwingen. Die optimale Einstellung zeigt sich erst im laufenden Betrieb und sollte nach der Inbetriebnahme kontrolliert werden.

Drittens sollte der Stromverbrauch getrennt betrachtet werden. Ein Wärmemengenzähler und ein eigener Stromzähler für die Wärmepumpe machen sichtbar, ob die erwartete JAZ erreicht wird. Ohne diese Messung bleibt oft unklar, ob ein hoher Verbrauch durch die Raumheizung, Warmwasser, einen Heizstab oder die Hilfsenergie verursacht wird.

Viertens darf ein einzelner Frosttag nicht zur gesamten Wirtschaftlichkeitsrechnung werden. Der COP bei −12 °C ist relevant für die Auslegung und die Leistungsreserve. Die Jahresarbeitszahl wird aber von vielen Betriebsstunden bei weniger extremen Temperaturen geprägt. Wer nur den kältesten Tag betrachtet, überschätzt den Einfluss dieses Ereignisses auf die Jahresbilanz. Wer ihn vollständig ignoriert, unterschätzt dagegen die Anforderungen an Heizleistung und Wärmeverteilung.

Und fünftens sollte der Vergleich verschiedener Wärmequellen immer Investition und Betrieb gemeinsam betrachten. Sole- und Grundwasseranlagen können bei Frost effizienter arbeiten. Daraus folgt aber nicht automatisch eine kürzere Amortisationszeit. Eine Luft/Wasser-Wärmepumpe kann trotz höherem Effizienzverlust die passendere Lösung sein, wenn die Wärmequelle einfach erschließbar ist, die Vorlauftemperatur niedrig bleibt und die Heizlast überschaubar ist.

Die Feldstudie des Fraunhofer ISE und der dokumentierte Praxistest aus dem Altbau zeigen damit vor allem eines: Eine Wärmepumpe ist bei Frost kein Laborversprechen, sondern ein planbares technisches System. Ihre Effizienz hängt jedoch nicht allein am Gerät. Vorlauftemperatur, Heizflächen, Wärmequelle, Hydraulik und Regelung entscheiden gemeinsam darüber, ob aus der rechnerischen Leistungszahl im Alltag eine gute Jahresarbeitszahl wird.

Für Nordrhein-Westfalen lautet die praktische Konsequenz deshalb nicht, grundsätzlich auf Luft-, Sole- oder Grundwasser zu setzen. Die bessere Entscheidung beginnt mit der Heizlast, führt über die mögliche Vorlauftemperatur und endet erst bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung für das konkrete Grundstück. Wer diese Reihenfolge einhält, kann auch bei winterlichem Frost realistisch einschätzen, wie viel Heizleistung verfügbar ist, wie hoch der Stromverbrauch ausfallen kann und ob die geplante Wärmepumpe zum Gebäude passt.

Häufige Fragen

Wie effizient arbeiten Wärmepumpen bei zweistelligen Minusgraden?
Wärmepumpen funktionieren auch bei Frost, wobei der COP-Wert bei sinkenden Außentemperaturen abnimmt. In einem Praxistest wurde bei −12 °C ein COP von 2,01 gemessen, was zeigt, dass die Anlage weiterhin Wärme bereitstellt.
Ist eine Wärmepumpe für einen ungedämmten Altbau geeignet?
Ein ungedämmter Altbau ist kein Ausschlusskriterium, sofern die Heizlast und die notwendigen Vorlauftemperaturen korrekt berechnet wurden. Die Effizienz hängt hierbei stark von der Größe der Heizflächen und der hydraulischen Auslegung ab.
Was ist der Unterschied zwischen JAZ und COP?
Der COP beschreibt die Leistungszahl in einem bestimmten Moment, während die Jahresarbeitszahl (JAZ) das Verhältnis von abgegebener Wärme zu eingesetztem Strom über ein gesamtes Jahr darstellt. Die JAZ ist daher die aussagekräftigere Kennzahl für die tatsächlichen Betriebskosten.
Wie stark beeinflusst die Vorlauftemperatur den Stromverbrauch?
Die Vorlauftemperatur ist der wichtigste Effizienzhebel. Eine niedrigere Vorlauftemperatur verbessert die Effizienz, da der Verdichter weniger Arbeit leisten muss, um den Temperaturunterschied zur Wärmequelle zu überbrücken.
Lohnt sich eine Sole/Wasser-Wärmepumpe gegenüber einer Luft/Wasser-Wärmepumpe?
Sole/Wasser-Systeme erreichen eine höhere JAZ und arbeiten bei Frost stabiler, verursachen aber durch Bohrungen oder Erschließung meist höhere Investitionskosten. Ob sich die Einsparung bei den Stromkosten rechnet, muss individuell anhand der Standortbedingungen und des Wärmebedarfs kalkuliert werden.