Hier erläutern wir die wichtigsten Fachbegriffe rund um das Thema Wärmepumpe von A wie Abtauung bis Z wie Zweikreiswärmepumpe.
Das Wichtigste in Kürze
- Die drei Wärmepumpen-Arten unterscheiden sich vor allem durch die Wärmequelle: Außenluft, Erdreich (Sole) oder Grundwasser.
- Die Effizienz übers Jahr zeigt die Jahresarbeitszahl (JAZ) – der COP gilt dagegen nur für einen einzelnen Prüfpunkt.
- Im Kältekreis transportiert ein Kältemittel die Wärme; klimafreundliche natürliche Mittel wie Propan (R290) lösen die alten F-Gase ab.
Abtauung
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen kann der Verdampfer vereisen, wenn feuchte Außenluft an den kalten Lamellen kondensiert und gefriert. Die Steuerung erkennt die Vereisung und leitet eine Abtauung ein. So wird die Wärmeübertragung wiederhergestellt; der Abtauvorgang selbst benötigt jedoch kurzzeitig Energie.
Bivalenter Betrieb
Ein bivalentes Heizungssystem nutzt zwei verschiedene Wärmeerzeuger, deren Wärme jeweils im gemeinsamen Pufferspeicher gespeichert wird. Wärmepumpen können zum Beispiel mit Gas-Brennwertthermen, Solarthermie oder Pelletheizungen kombiniert werden.
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COP
Die Abkürzung COP steht für Coefficient of Performance. Der COP ist die Leistungszahl der Wärmepumpe, mit der der Wirkungsgrad ausgedrückt wird. Der COP stellt das Verhältnis zwischen der produzierten Heizleistung und der zugeführten elektrischen Energie dar. Die Leistungszahl macht verschiedene Wärmepumpen vergleichbar. Sie wird für bestimmte Test-Bedingungen bestimmt. Dargestellt wird der COP wie folgt: Buchstabe (A, B, W für die Art der Wärmepumpe: Luft/Erde/Wasser) Grad-Wert C der Wärmequelle/W Grad-Wert C der Vorlauftemperatur). Ein Beispiel: COP 3,8 A5/W35 bedeutet, die Leistungszahl wird erreicht bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einer Außenlufttemperatur von 5° C und einer produzierten Vorlauftemperatur von 35° C.
Eisspeicher
Eisspeicher können als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Sie nutzen dabei die Energie, die bei der Phasenumwandlung vom flüssigen in den festen Zustand freigesetzt wird. Hier ist das Prinzip ausführlich erläutert.
Erdkollektor
Sole-Wasser-Wärmepumpen können entweder mit Erdkollektoren oder mit Erdsonden kombiniert werden. Erdkollektoren werden unterhalb der Frostgrenze im Erdreich verlegt und mit Sole gefüllt (ein frostfestes Wassergemisch), die die Wärme im Erdreich aufnimmt. Die Größe der Erdwärmekollektoren hängt von der zu beheizenden Fläche ab und ist meist doppelt so groß wie die Wohnfläche.
Erdwärmesonde
Erdwärmesonden können Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Wärme aus der Tiefe versorgen. Der Vorteil der Sonden: geringer Platzbedarf und hohe Temperaturen der Wärmequelle. Erdwärmesonden sind wasserrechtlich anzeige- bzw. erlaubnispflichtig: Jede Bohrung ist als Erdaufschluss rechtzeitig vor Baubeginn bei der unteren Wasserbehörde anzuzeigen, in Wasserschutzgebieten sind Sonden meist ausgeschlossen. Bohrungen über 100 m Tiefe können zusätzlich dem Bergrecht (BBergG) unterliegen. Zudem muss der Untergrund für die Bohrung geeignet sein.
Expansionsventil
Das Expansionsventil wird benötigt, um den Druck des Kältemittels zu senken. Das Expansionsventil ist bei Wärmepumpen zwischen Verflüssiger und Verdampfer eingebaut. Das Kältemittel kühlt durch die Druckreduzierung stark ab, sodass wieder die ursprüngliche Temperatur und der ursprüngliche Druck erreicht wird und der Wärmepumpen-Prozess wieder neu beginnen kann.
Grundwasserwärmepumpe
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt das Grundwasser als Wärmequelle. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind wegen der gleichmäßig hohen Temperaturen des Grundwassers besonders effizient. Sie sind nicht in allen Gebieten erlaubt und die Installation genehmigungspflichtig. Hier erfahren Sie alles über Grundwasserwärmepumpen.
Hochtemperatur-Wärmepumpe
Hochtemperatur-Wärmepumpen können hohe Vorlauftemperaturen von rund 70 bis 80 °C erreichen, mit zweistufigen oder Kaskaden-Geräten auch darüber. Damit sind sie besonders für Altbauten mit hohem Wärmebedarf zur Nachrüstung geeignet. Sie sind allerdings weniger effizient als herkömmliche Wärmepumpen. Hier erfahren Sie alles über Hochtemperatur-Wärmepumpen.
JAZ/Jahresarbeitszahl
Die am meisten genutzte Kennzahl für die Effizienz von Wärmepumpen ist die Jahresarbeitszahl. Die JAZ ergibt sich aus dem Quotienten von erzeugter Energie und der benötigten elektrischen Energie. Aktuelle Feldmessungen des Fraunhofer ISE im Bestand zeigen im Mittel eine JAZ von 3,4 für Luft-Wasser-Wärmepumpen und 4,3 für erdgekoppelte Anlagen; einzelne Anlagen lagen je nach Gebäude und Auslegung zwischen 2,6 und 5,4.
Jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz ETAS
Der Kennwert wird als ηs (griechischer Buchstabe Eta mit dem Index s) dargestellt und dient als jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz vor allem der Einstufung auf dem Energielabel nach der EU-Ökodesign-Richtlinie. In ihn fließen neben dem SCOP (jahreszeitlicher Leistungskoeffizient) auch die Primärenergiefaktoren der genutzten Antriebsenergie ein. Der ETAS wird seit 2021 zur Bewertung der Förderfähigkeit von Wärmepumpen nach BEG herangezogen.
COP, JAZ, SCOP und ηs – welche Kennzahl misst was?
Diese vier Effizienz-Kennzahlen tauchen rund um die Wärmepumpe immer wieder auf – sie messen aber Unterschiedliches:
| Kennzahl | Was sie misst | Zeitraum / Bedingung |
|---|---|---|
| COP | Verhältnis von Heizleistung zu eingesetztem Strom | nur Momentwert unter Prüfbedingungen (z. B. A2/W35) – nicht der reale Jahreswert |
| JAZ | Verhältnis von erzeugter Wärme zu Stromverbrauch im echten Betrieb | über ein ganzes Jahr, im konkreten Gebäude |
| SCOP | saisonaler Leistungskoeffizient aus genormten Klimadaten | Jahresmittel unter Normklima (Labor) |
| ηs (ETAS) | jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz für das Energielabel | Jahreswert inkl. Regelungs- und Primärenergieeinflüssen |
Kältemittel
Kältemittel werden in Wärmepumpen zur Übertragung von Wärmeenergie genutzt. Sie können bei niedrigen Temperaturen verdampfen und basierten lange überwiegend auf teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW, sogenannte F-Gase). Die EU-F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573 schreibt seit März 2024 einen schrittweisen Ausstieg vor: In neuen Monoblock-Wärmepumpen bis 12 kW sind Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial ab 2027 nicht mehr zulässig, für Split-Geräte gelten gestaffelte Fristen bis 2035; bereits installierte Anlagen genießen Bestandsschutz. Moderne Geräte setzen deshalb zunehmend auf natürliche Kältemittel wie Propan (R290). Wie umweltschonend ein Kältemittel ist, wird durch den GWP-Wert ausgedrückt (global warming potential), je höher dieser Wert ist, umso schädlicher ist das Kältemittel.
Monoblock-Wärmepumpe
Bei einer Monoblock-Wärmepumpe sind alle Komponenten des Kältekreises – Verdampfer, Verdichter, Expansionsventil und Verflüssiger – in einem einzigen Gehäuse untergebracht; ins Haus wird nur das Heizungswasser geführt. Das vereinfacht die Installation und vermeidet Arbeiten am Kältekreis vor Ort, weshalb sich Monoblock-Geräte besonders gut für natürliche Kältemittel wie Propan (R290) eignen. Im Gegensatz dazu verteilt die Split-Wärmepumpe ihre Komponenten auf ein Außen- und ein Innengerät.
Monovalenter Betrieb
Im Gegensatz zur bivalenten Betriebsweise wird bei einem monovalenten Betrieb nur ein Wärmeerzeuger eingesetzt. Wärmepumpen können als monovalentes Heizsystem eingesetzt werden.
PEF/Primärenergiefaktor
Der Primärenergiefaktor ist eine Kennzahl dafür, wieviel Primärenergie eingesetzt werden muss, um eine bestimmte Menge Nutzenergie zu erhalten. Im PEF werden auch vorgelagerte Energieverluste berücksichtigt, die zum Beispiel bei der Speicherung, Weiterleitung oder Verarbeitung entstehen. Damit sollen verschiedene Energieträger vergleichbarer werden. Im Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG, bisher GEG) sind die Primärenergiefaktoren für verschiedene Energieträger festgelegt. Für Erdgas liegt der PEF zum Beispiel bei 1,1, für Holz bei 0,2 und für Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage bei 0,0.
Quellentemperatur
Die Quellentemperatur zeigt an, welche Temperatur die von der Wärmepumpe genutzte Umweltenergie (die Wärmequelle) hat, also die Umgebungsluft, das Erdreich oder das Grundwasser. Wärmepumpen arbeiten bei hoher Quellentemperatur effizienter, da der Temperaturunterschied zwischen Quellentemperatur und Vorlauftemperatur geringer ist.
Saugbrunnen
Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen das Grundwasser als Wärmequelle. Um das Grundwasser anzuzapfen, werden zwei Brunnen gebohrt. Im Saugbrunnen wird das Grundwasser angezapft und zur Wärmepumpe geleitet. Der Saugbrunnen ist also der Förderbrunnen.
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Schluckbrunnen
Der Schluckbrunnen ist der zweite Brunnen bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Mit dem Schluckbrunnen wird das genutzte Grundwasser von der Wärmepumpe wieder dem Grundwasser zugefügt.
SG-ready Wärmepumpe
Es gibt das sogenannte SG-ready Label, (Smartgrid-ready Label), das in Deutschland, Österreich und der Schweiz für solche Wärmepumpen erteilt wird, deren Regelungstechnik über Schnittstellen für die Einbindung in intelligente Stromnetze verfügen. Damit könnten Energieversorger die Wärmepumpen je nach Stromangebot steuern und das Lastmanagement der Stromnetze wird vereinfacht.
Sole
Als Sole wird Wasser bezeichnet, das mit Frostschutzmittel versetzt wird. Sole wird bei Wärmepumpen, die Erdwärme nutzen eingesetzt.
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdwärme als Quellenergie. Diese wird dann entweder über Kollektoren oder über eine Erdsonde erschlossen. Hier erfahren Sie alles über Sole-Wasser-Wärmepumpen.
Split-Wärmepumpe
Split-Wärmepumpe bestehen im Gegensatz zu Monoblock-Wärmepumpen aus zwei Teilen: einem Außen- und einem Innengerät. Split-Wärmepumpen sind Luft-Wasser-Wärmepumpen, bei denen sich im Außengerät Ventilator, Verdampfer, Verdichter und das Expansionsventil befinden. Im Innengerät befinden sich Verflüssiger, die Umwälzpumpe und die Regelung. Split-Wärmepumpen haben einige Vorteile gegenüber Monoblock-Geräten: Sie sind sehr flexibel in der Aufstellung und oft preiswerter als Monoblock-Wärmepumpen. Viele Split-Wärmepumpen sind als reversible Geräte erhältlich und können dann auch kühlen; ob die Funktion vorhanden ist, hängt aber vom konkreten Modell und der Heizflächen-Auslegung ab.
Umweltenergie
Die Umweltenergie stellt die Energiequelle für die Wärmepumpe dar, deren Temperatur dann mithilfe des Wärmepumpen-Prozesses erhöht wird. Die Quelle kann Luft, Erdwärme oder Grundwasser sein.
Verdampfer
Der Wärmetauscher der Wärmepumpe, der die Wärme aus der Umwelt aufnimmt und an das Kältemittel abgibt. Das Kältemittel mit niedrigem Siedepunkt verdampft daraufhin und kann dann an den Verdichter weitergeleitet werden. Verdampfer gibt es in unterschiedlichen Bauweisen. Gerade bei Luft-Wasser-Wärmepumpen kann es zur Vereisung des Verdampfers kommen, der dann abgetaut werden muss.
Verflüssiger
Der Verflüssiger ist ein Kondensator, in dem das gasförmige Kältemittel wieder in den flüssigen Zustand überführt wird. In der Wärmepumpe ist der Verflüssiger ein aus Lamellen und Rohren bestehender Wärmetauscher, durch den das Kältemittel fließt, das dabei einen Teil seiner Wärme an das äußere Medium (Wasser oder Luft) abgibt. Dadurch kühlt das Kältemittel ab und wird wieder flüssig. Die Effizienz des Verflüssigers beeinflusst entscheidend die Effizienz der Wärmepumpe.
Der Wärmepumpen-Kreisprozess in vier Schritten
Verdampfer
Der Verdampfer nimmt Wärme aus Luft, Erdreich oder Wasser auf. Das Kältemittel verdampft dabei schon bei niedriger Temperatur.
Verdichter
Der Verdichter (Kompressor) presst den Kältemitteldampf zusammen. Druck und Temperatur steigen stark an – dafür wird der Strom benötigt.
Verflüssiger
Im Verflüssiger gibt das heiße Kältemittel seine Wärme an das Heizungswasser ab und wird dabei wieder flüssig.
Expansionsventil
Das Expansionsventil senkt den Druck wieder ab, das Kältemittel kühlt stark ab – und der Kreislauf beginnt von vorn.
Wärmepumpenstrom
Einige Energieversorgungsunternehmen bieten für Wärmepumpen Strom zu reduzierten Tarifen an. Im Gegenzug darf der Netzbetreiber die Leistung der Wärmepumpe nach § 14a EnWG bei drohender Netzüberlastung vorübergehend drosseln („dimmen“) – seit 2024 nicht mehr komplett abschalten. Eine Mindestleistung von 4,2 kW pro steuerbarem Anschluss bleibt dabei in der Regel erhalten, sodass weiter geheizt werden kann; dafür fallen reduzierte Netzentgelte an.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Wärme im Grundwasser als Umweltenergie. Erschlossen wird diese Quellenergie durch einen Saugbrunnen, mit dem das Grundwasser entnommen wird. Über den Schluckbrunnen wird das Grundwasser dann wieder zurückgeführt. Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über Wasser-Wasser-Wärmepumpen.
Zweikreis-Wärmepumpe
Zweikreis-Wärmepumpen können zwei Heizkreise bedienen, die unterschiedliche Vorlauftemperaturen benötigen. Die Bezeichnung Zweikreis-Wärmepumpen wird aber auch für Hochtemperatur-Wärmepumpen genutzt, die über zwei hintereinander geschaltete Kreise verfügen, um sehr hohe Vorlauftemperaturen zu erzielen.
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