Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank in umgekehrter Richtung. Sie nimmt Wärme aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf, bringt sie mit Strom auf eine höhere Temperatur und gibt sie an das Heizwasser in deinem Haus ab. Der Strom treibt dabei nur den Verdichter an, den größeren Teil der Wärme liefert die Umgebung.
Hier findest du die Funktionsweise Schritt für Schritt, die Arten von Wärmepumpen, die Kennzahlen für den Wirkungsgrad und was im Winter am Gerät passiert. Dazu zwei Fragen zum Aufstellort: welches Kältemittel im Gerät steckt und wie viel Abstand zum Nachbarn nötig ist, mit einem Urteil aus Rheinland-Pfalz als Beispiel.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe Schritt für Schritt?
In jeder Wärmepumpe läuft ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreis durch vier Bauteile. Ein Kältemittel ist ein Stoff, der schon bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Deshalb kann es auch aus kalter Luft noch Wärme aufnehmen.
- Verdampfer: Das flüssige Kältemittel ist kälter als die Außenluft. Es nimmt ihre Wärme auf und verdampft dabei.
- Verdichter: Ein elektrisch angetriebener Verdichter presst das Gas zusammen. Mit dem Druck steigt die Temperatur.
- Verflüssiger: Das heiße Gas gibt seine Wärme an das Heizwasser ab und wird wieder flüssig.
- Expansionsventil: Der Druck fällt, das Kältemittel kühlt stark ab und ist wieder kälter als die Außenluft. Der Kreis beginnt von vorn.
Im Kühlschrank läuft derselbe Kreis. Er holt Wärme aus dem Innenraum und gibt sie hinten an die Küche ab. Die Wärmepumpe holt sie von draußen und gibt sie an deine Heizkörper oder die Fußbodenheizung ab, bei den meisten Geräten auch an den Warmwasserspeicher.
Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?
Wärmepumpen werden nach ihrer Wärmequelle benannt und nach dem Medium, an das sie die Wärme abgeben. Für eine Zentralheizung mit Heizkörpern oder Fußbodenheizung kommen drei Arten in Frage:
- Luft-Wasser-Wärmepumpe: holt die Wärme aus der Außenluft. Sie braucht ein Außengerät, aber keine Bohrung und keine Erdarbeiten im Garten.
- Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme): holt die Wärme über Sonden in einer Bohrung oder über flach verlegte Kollektoren aus dem Erdreich. In den Leitungen läuft eine frostsichere Flüssigkeit, die Sole.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe: nutzt Grundwasser aus einem Brunnen und leitet es über einen zweiten Brunnen zurück.
Eine vierte Art, die Luft-Luft-Wärmepumpe, erwärmt direkt die Raumluft und erzeugt kein Heizwasser. An eine Zentralheizung lässt sie sich deshalb nicht anschließen.
Erdgekoppelte Anlagen arbeiten im Mittel effizienter, weil das Erdreich im Winter wärmer ist als die Luft. Im Feldtest des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme an 77 Anlagen in Ein- bis Dreifamilienhäusern erreichten sie eine mittlere Jahresarbeitszahl von 4,3, Luft-Wasser-Wärmepumpen 3,4 (Fraunhofer ISE, Presseinformation vom 03.11.2025). Dafür braucht die Erdwärme eine Bohrung oder Erdarbeiten auf dem Grundstück, und beides muss dort überhaupt möglich sein.
Monoblock oder Split: Wo steckt der Kältekreis?
Luft-Wasser-Wärmepumpen gibt es in zwei Bauweisen. Beim Monoblock sitzt der ganze Kältekreis im Außengerät, ins Haus führen nur Leitungen mit Heizwasser. Beim Split-Gerät ist der Kältekreis auf ein Außen- und ein Innengerät verteilt, verbunden durch Kältemittelleitungen, die auf der Baustelle angeschlossen werden.
Wir bauen Monoblock-Wärmepumpen ein. Der Kältekreis ist ab Werk geschlossen, auf deiner Baustelle wird kein Kältemittel angefasst.
Wie hoch ist der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt man als Arbeitszahl an: erzeugte Wärme geteilt durch eingesetzten Strom. Eine Jahresarbeitszahl von 3,4 bedeutet, dass die Anlage im Jahresmittel aus einer Kilowattstunde Strom 3,4 Kilowattstunden Wärme macht. Die übrigen 2,4 Kilowattstunden stammen aus der Umgebung.
Zwei Kennzahlen werden dabei oft verwechselt:
- COP (Leistungszahl): ein Messwert auf dem Prüfstand bei festen Temperaturen. „A7/W35" heißt 7 Grad Außenluft und 35 Grad Heizwasser. In den Datenblättern der Buderus-, Vaillant- und Fox-Geräte, die wir anbieten, liegt der COP bei A7/W35 zwischen rund 4,3 und 5,4 (Datenblätter).
- Jahresarbeitszahl (JAZ): der Wert, den deine Anlage über ein ganzes Jahr in deinem Haus erreicht, mit kalten Tagen, Warmwasser und allen Verlusten.
Im Fraunhofer-Feldtest lagen die Jahresarbeitszahlen der Luft-Wasser-Wärmepumpen zwischen 2,6 und 4,9, also unter den Prüfstandswerten aus den Datenblättern. Für deine Stromrechnung zählt nur die Jahresarbeitszahl.
Was bestimmt die Jahresarbeitszahl?
Die Jahresarbeitszahl hängt vor allem an der Vorlauftemperatur. Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur, mit der das Heizwasser in die Heizkörper fließt. Je niedriger sie sein darf, desto weniger muss der Verdichter arbeiten.
Wie hoch sie sein muss, entscheiden deine Heizkörper. Große Heizflächen geben dieselbe Wärme mit kühlerem Wasser ab. Das Fraunhofer ISE hat gemessen, dass ausreichend dimensionierte Heizkörper im Mittel mit ähnlich niedrigen Temperaturen auskommen wie eine Fußbodenheizung.
Vor jedem Gerätevergleich sollte deshalb feststehen, welche Vorlauftemperatur deine Heizkörper am kältesten Tag brauchen.
Funktioniert eine Wärmepumpe auch im Winter?
Ja. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft auch bei Frost Wärme, weil das Kältemittel im Verdampfer noch kälter ist als die Luft. Je kälter es draußen ist, desto mehr Strom braucht sie für dieselbe Wärme.
Bei niedrigen Temperaturen bildet sich am Verdampfer Reif, weil die Luftfeuchtigkeit an den kalten Lamellen gefriert. Vaillant nennt dafür in der Installationsanleitung der aroTHERM plus Außentemperaturen unter 5 Grad (Installations- und Wartungsanleitung aroTHERM plus, Abschnitt 3.12).
Die Anlage erkennt den Reif und taut ihn automatisch ab. Beim Abtauen kehrt sie den Kältekreis kurz um und schickt warmes Kältemittel durch den Verdampfer. Die Wärme dafür nimmt sie aus dem Heizwasser deiner Anlage.
Das Tauwasser muss abfließen können, ohne wieder festzufrieren. Bei Bodenaufstellung verlangt die Vaillant-Anleitung dafür einen frostfreien Kondensatablauf und ein Kies- und Schotterbett unter dem Gerät.
Für sehr kalte Tage haben viele Geräte einen elektrischen Heizstab. Im Fraunhofer-Feldtest übernahmen die Heizstäbe der Luft-Wasser-Wärmepumpen nur 1,3 Prozent der elektrischen Arbeit. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Winter im Messzeitraum vergleichsweise mild waren.
Wie groß muss die Wärmepumpe sein?
Die richtige Dimensionierung einer Wärmepumpe ergibt sich aus der Heizlast. Die Heizlast ist die Wärmeleistung, die dein Haus am kältesten Tag des Jahres braucht, um warm zu bleiben. Berechnet wird sie Raum für Raum nach der Norm DIN EN 12831, aus Wand- und Fensterflächen, Dämmung und Lüftung.
Ein zu großes Gerät schaltet häufiger an und aus und arbeitet dadurch schlechter. Im Fraunhofer-Feldtest waren viele Wärmepumpen auf den Verbrauch bezogen überdimensioniert, bei einigen lagen die Schalthäufigkeiten sehr hoch.
Deshalb berechnen wir die Heizlast vor jedem Angebot nach DIN EN 12831. Die Leistung auf dem Typenschild deines alten Kessels ist dafür kein Maßstab.
Welches Kältemittel steckt in einer Wärmepumpe?
Die Monoblock-Geräte von Buderus, Vaillant und Fox in unseren Datenblättern arbeiten alle mit dem Kältemittel R290. R290 ist Propan, ein natürliches Kältemittel. Propan ist brennbar und schwerer als Luft, bei einem Leck sammelt es sich deshalb in Bodennähe.
Aus diesem Grund legt der Hersteller um das Außengerät einen Schutzbereich fest. Bei der Vaillant aroTHERM plus dürfen darin keine Fenster, Türen, Lichtschächte, Kellerzugänge oder Lüftungsöffnungen liegen, und keine Zündquellen wie Steckdosen, Lichtschalter oder Lampen. Bei Bodenaufstellung reicht der Schutzbereich dieses Geräts 1 Meter rund um das Gehäuse (Installationsanleitung aroTHERM plus, Abschnitt 4.1).
Andere Modelle haben eigene Maße. Maßgeblich ist immer die Anleitung des Geräts, das bei dir aufgestellt wird. Beim Monoblock bleibt das Kältemittel im Außengerät, im Haus ist keins.
Welchen Abstand muss eine Wärmepumpe zum Nachbarn haben?
Für den Abstand einer Wärmepumpe zum Nachbarn zählen drei Dinge: das Baurecht, die Lärmgrenzen und der Schutzbereich des Geräts.
Baurecht, Beispiel Rheinland-Pfalz. Jedes Bundesland hat eine eigene Landesbauordnung. Das Verwaltungsgericht Mainz hat 2020 entschieden, dass eine Luft-Wärmepumpe nach der Landesbauordnung keine Abstandsfläche zur Grenze einhalten muss. Im Fall stand das Gerät 1,80 Meter vom Nachbargrundstück entfernt, die Bauaufsicht hatte 3 Meter verlangt. Das Gericht begründete das damit, dass von einem Gerät dieser Größe keine Wirkung wie von einem Gebäude ausgeht, und verwies den Lärm an das Immissionsschutzrecht (VG Mainz, Urteil vom 30.09.2020, Az. 3 K 750/19.MZ, Bericht bei beck-aktuell). Das ist die Entscheidung eines einzelnen Gerichts zu einem einzelnen Gerät. Ist dein Standort knapp, frag vorher bei der zuständigen Bauaufsicht nach.
Lärm. Wie laut die Wärmepumpe beim Nachbarn ankommen darf, regelt die TA Lärm. In einem allgemeinen Wohngebiet gelten 55 dB(A) am Tag und 40 dB(A) in der Nacht, in einem reinen Wohngebiet 50 und 35 dB(A) (TA Lärm, Nr. 6.1). Die Nacht reicht von 22 bis 6 Uhr, bewertet wird die lauteste volle Stunde. Gemessen wird einen halben Meter vor der Mitte des geöffneten Fensters des am stärksten betroffenen Raums (Nr. 6.4 und Anhang A.1.3).
Die Schallleistung aus dem Datenblatt ist nicht der Pegel, der am Nachbarfenster ankommt. Entscheidend sind Abstand und Umgebung: Vaillant rät, Raumecken, Nischen und Orte zwischen Mauern zu meiden und einen möglichst großen Abstand zu den Fenstern des Nachbargebäudes zu wählen.
Schutzbereich. Nach der Vaillant-Anleitung darf der Schutzbereich nicht auf das Nachbargrundstück oder eine öffentliche Verkehrsfläche reichen. Bei 1 Meter Schutzbereich steht das Gerät damit mindestens 1 Meter von der Grenze entfernt, auch wenn das Baurecht keinen Abstand verlangt. Auf einem schmalen Grundstück oder beim Reihenhaus kann dieser Meter über den Aufstellort entscheiden.
Dazu kommt das Eis. Die Luft am Austritt ist kälter als die Umgebung, deshalb verlangt Vaillant mindestens 3 Meter zwischen Luftaustritt und Gehwegen, gepflasterten Flächen und Fallrohren.
Wie findest du heraus, welche Wärmepumpe zu deinem Haus passt?
Drei Schritte klären, welche Wärmepumpe zu deinem Haus passt:
- Heizlast berechnen lassen. Vor Ort messen wir und berechnen die Heizlast nach DIN EN 12831. Daraus ergibt sich die Größe des Geräts.
- Heizkörper prüfen. Sie legen die Vorlauftemperatur fest und damit die Jahresarbeitszahl. Sind einzelne Heizkörper zu klein, werden sie getauscht.
- Aufstellort festlegen. Schutzbereich, Abstand zu den Fenstern beim Nachbarn, Kondensatablauf und der Luftaustritt gehören in dieselbe Planung.
Unsere eigenen Monteure bauen die Anlage, in Nordhessen und rund um Koblenz, und den Förderantrag übernehmen wir für dich. Wie viel Zuschuss du für den Tausch bekommst, kannst du vorab im Förder-Rechner durchspielen.