Wärmepumpe Funktionsweise: Kreislauf, Kältemittel, COP & Technik erklärt
Der Wärmepumpenkreislauf: 4 Schritte im Detail
Das Wichtigste in Kürze
- ✓Das Funktionsprinzip ist identisch zum Kühlschrank – nur umgekehrt.
- ✓Der Kreislauf hat 4 Phasen: Verdampfen → Verdichten → Verflüssigen → Entspannen.
- ✓Selbst bei -20°C enthält die Außenluft genug Energie für den Betrieb.
- ✓Das Kältemittel nimmt bei sehr niedrigen Temperaturen Wärme auf und gibt sie bei hohen Temperaturen ab.
- ✓Aus 1 kWh Strom werden 3–5 kWh Heizwärme – je nach Temperaturniveau.
Um die Funktionsweise einer Wärmepumpe zu verstehen, stellen Sie sich einen Kühlschrank vor: Ihm wird die Wärme innen entzogen und an der Rückseite abgegeben. Eine Wärmepumpe funktioniert genauso – nur dass sie die Wärme aus der Außenluft (oder dem Erdreich) entzieht und ins Haus leitet. Das klingt wie Magie, ist aber reine Physik.
Die 4 Phasen des Wärmepumpenkreislaufs
| Phase | Bauteil | Was passiert | Temperatur-Beispiel |
|---|---|---|---|
| 1. Verdampfen | Verdampfer (Wärmetauscher) | Kältemittel nimmt Umgebungswärme auf und wird gasförmig | -5°C → +5°C |
| 2. Verdichten | Kompressor (Verdichter) | Gas wird komprimiert – Druck und Temperatur steigen stark | +5°C → +70°C |
| 3. Verflüssigen | Verflüssiger (Kondensator) | Heißes Gas gibt Wärme an Heizwasser ab und wird wieder flüssig | +70°C → +35°C |
| 4. Entspannen | Expansionsventil | Druck wird abgesenkt – Kältemittel kühlt ab und wird bereit für neuen Zyklus | +35°C → -5°C |
Temperaturwerte beispielhaft für Luft-Wasser-WP bei 0°C Außentemperatur und 35°C Vorlauf.
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Der Kompressor ist das Herzstück jeder Wärmepumpe – und der einzige Teil, der Strom verbraucht. Je effizienter der Kompressor arbeitet, desto weniger Strom benötigt die Wärmepumpe. Moderne Inverter-Kompressoren (wie in der Buderus Logatherm WLW und Lambda) passen ihre Drehzahl stufenlos an den aktuellen Wärmebedarf an – das spart 20–30% Strom gegenüber Ein/Aus-Geräten.
Kältemittel im Vergleich: R290 (Propan) vs. R32 vs. R410A
Das Kältemittel ist der „Arbeitsstoff" im Wärmepumpenkreislauf. Es bestimmt maßgeblich Effizienz, Umweltverträglichkeit und Zukunftssicherheit der Anlage. Die EU-F-Gas-Verordnung (2024) verschärft die Regulierung synthetischer Kältemittel drastisch – ein wichtiger Punkt bei der Geräteauswahl 2026.
Kältemittel-Vergleich: Umwelt, Effizienz & Zukunftssicherheit
| Eigenschaft | R290 (Propan) | R32 | R410A (alt) |
|---|---|---|---|
| GWP (Treibhauspotenzial) | 3 (nahezu klimaneutral) | 675 | 2.088 (stark klimaschädlich) |
| Effizienz (COP) | ✓✓ Sehr hoch | ✓ Gut | ✓ Gut |
| EU-F-Gas-Verordnung | ✓✓ Zukunftssicher | △ Einschränkungen ab 2027 | ✗ Phase-out geplant |
| KfW Effizienzbonus | Ja (+5%) | Nein | Nein |
| Brennbarkeit | Leicht entflammbar (A3) | Schwer entflammbar (A2L) | Nicht brennbar (A1) |
| Füllmenge (EFH typ.) | ~0,8–1,5 kg | ~2–4 kg | ~3–5 kg |
| Verfügbarkeit 2026+ | ✓✓ Unbegrenzt | △ Kontingente sinken | ✗ Stark eingeschränkt |
GWP = Global Warming Potential (CO₂-Äquivalent). R290 (Propan) ist ein natürliches Kältemittel. Stand: EU-F-Gas-Verordnung 2024/2025.
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Unsere Empfehlung: R290 (Propan)
Wir setzen bei Neuinstallationen bevorzugt auf Geräte mit R290 (Propan)-Kältemittel. Vorteile: Höchste Effizienz, nahezu klimaneutral (GWP 3), zukunftssicher (keine F-Gas-Einschränkungen), und KfW-Effizienzbonus von 5%. Die Lambda Wärmepumpen arbeiten standardmäßig mit R290, die Buderus Logatherm WLW je nach Modell mit R290 oder R32.
COP vs. JAZ: Die wichtigsten Effizienzkennzahlen verstehen
Bei Wärmepumpen werden Sie immer wieder auf zwei Kennzahlen stoßen: COP und JAZ. Beide beschreiben die Effizienz, aber auf unterschiedliche Weise. Die Unterscheidung ist wichtig, um Herstellerangaben richtig einzuordnen.
COP vs. JAZ: Was ist der Unterschied?
| Merkmal | COP (Leistungszahl) | JAZ (Jahresarbeitszahl) |
|---|---|---|
| Was misst er? | Momentane Effizienz unter Normbedingungen | Tatsächliche Effizienz über ein ganzes Jahr |
| Berechnung | Wärmeleistung ÷ Stromaufnahme | Gesamte Wärme/Jahr ÷ Gesamtstrom/Jahr |
| Typischer Wert (LW-WP) | 3,5–5,5 | 3,0–4,5 |
| Normierung | EN 14511 (A7/W35, A2/W35) | VDI 4650, Praxismessung |
| Vergleichbarkeit | ✓ Herstellervergleich (gleiche Bedingungen) | ✓ Reale Performance im Betrieb |
| Häufig angegeben von | Herstellern im Datenblatt | Energieberatern, nach 1 Jahr Betrieb |
LW-WP = Luft-Wasser-Wärmepumpe. A7/W35 = 7°C Außen, 35°C Vorlauf. A2/W35 = 2°C Außen, 35°C Vorlauf.
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Die JAZ ist die ehrlichere Zahl
Der COP wird unter Laborbedingungen gemessen und fällt daher immer höher aus als die JAZ im realen Betrieb. Achten Sie bei der Planung auf die prognostizierte JAZ nach VDI 4650 – sie ist die zuverlässigere Grundlage für die Kosten-Berechnung. Unser Energieberater Diar berechnet die erwartete JAZ individuell für Ihr Gebäude.
Typische COP- und JAZ-Werte unserer Hersteller
| Gerät | COP bei A7/W35 | COP bei A-7/W55 | Prognostizierte JAZ (EFH) |
|---|---|---|---|
| Buderus Logatherm WLW 186i-8 | 4,8 | 2,8 | 3,5–4,2 |
| Buderus Logatherm WLW 186i-12 | 4,6 | 2,7 | 3,3–4,0 |
| Lambda EU08L | 5,7 | 3,2 | 4,0–4,8 |
| Lambda EU13L | 5,4 | 3,0 | 3,8–4,5 |
COP-Werte: Herstellerangaben EN 14511. JAZ: Prognose nach VDI 4650 für EFH mit Fußbodenheizung. Im Altbau (55°C Vorlauf) liegt die JAZ ca. 0,5–0,8 Punkte niedriger.
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Inverter-Technologie: Warum modulierende Wärmepumpen überlegen sind
Ältere Wärmepumpen arbeiteten nach dem On/Off-Prinzip: Volle Leistung oder aus. Moderne Inverter-Wärmepumpen regeln ihre Leistung stufenlos – von 20% bis 100% der Nennleistung. Das Ergebnis: höherer Komfort, weniger Verschleiß und bis zu 30% weniger Stromverbrauch.
Inverter vs. On/Off-Wärmepumpe
| Eigenschaft | Inverter (modulierend) | On/Off (ein/aus) |
|---|---|---|
| Leistungsregelung | Stufenlos (20–100%) | Nur 0% oder 100% |
| Komfort | ✓✓ Gleichmäßige Raumtemperatur | △ Schwankungen ±2°C |
| Stromverbrauch | 20–30% geringer | Höher durch häufiges Takten |
| Verschleiß Kompressor | ✓ Niedriger (weniger Starts) | △ Höher (häufige Starts) |
| Lebensdauer | 18–25 Jahre | 15–20 Jahre |
| Lautstärke | ✓ Leiser (Teillast = leiser) | △ Lauter bei Volllast |
| Verfügbarkeit 2026 | Standard bei Premium-Geräten | Nur noch Einstiegsklasse |
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Sowohl die Buderus Logatherm WLW-Serie als auch alle Lambda Wärmepumpen arbeiten mit Inverter-Technologie. Die Lambda-Modelle nutzen zusätzlich einen drehzahlgeregelten Lüfter – das macht sie in Teillast besonders leise (ab 29 dB(A)).
Warmwasser & Kühlung: Mehr als nur heizen
Moderne Wärmepumpen übernehmen nicht nur das Heizen, sondern auch die Warmwasserbereitung und – je nach Modell – sogar die passive Kühlung im Sommer. Das macht sie zum ganzjährigen Komplettystem.
Funktionen moderner Wärmepumpen im Überblick
| Funktion | Beschreibung | Buderus WLW | Lambda |
|---|---|---|---|
| Heizen | Raumheizung über Heizkörper/FBH | ✓ | ✓ |
| Warmwasser | Trinkwassererwärmung (55–60°C) | ✓ | ✓ |
| Passive Kühlung | Raumabkühlung über FBH (natural cooling) | ✓ | ✓ |
| Aktive Kühlung | Reversible WP kühlt aktiv | ✓ (abhängig vom Modell) | △ |
| Smart Grid Ready | Reagiert auf PV-Überschuss-Signal | ✓ | ✓ |
| Fernüberwachung | App-Steuerung & Monitoring | ✓ (Buderus EasyControl) | ✓ (Lambda App) |
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Warmwasser-Tipp
Die Warmwasserbereitung macht im Einfamilienhaus 15–25% des gesamten Wärmebedarfs aus. Mit einem gut dimensionierten Warmwasserspeicher (200–300 Liter) kann die Wärmepumpe das Trinkwasser in den günstigen PV-Stunden aufheizen. Zusätzlich sorgt ein Pufferspeicher dafür, dass der PV-Überschuss auch für die Heizung genutzt wird – zusammen spart das 15–20% Betriebskosten.
Luft-Wasser-Wärmepumpe: Warum sie in 90% der Fälle die richtige Wahl ist
In über 90% unserer Projekte in München setzen wir Luft-Wasser-Wärmepumpen ein. Der Grund: Sie sind universell einsetzbar, schnell installiert und erfordern keine Bohrungen oder Grabungen. Die oft zitierten Nachteile (geringere Effizienz bei Kälte, Schallentwicklung) sind bei modernen Geräten weitgehend gelöst.
- Keine Genehmigung nötig (anders als Erdwärme-Bohrung)
- Installation in 3–5 Tagen (Erdwärme: 2–4 Wochen)
- Platzsparend: grundstücksunabhängig, kein Kollektor-Feld
- Zukunftssicher: Effizienz steigt mit jedem Technologie-Sprung
- COP bei -7°C Außen: 2,7–3,2 (Buderus/Lambda) – effizient genug für München (-16°C Auslegungstemperatur)
- Schallpegel im Nachtmodus: ab 29 dB(A) (Lambda) / ab 35 dB(A) (Buderus)
Erdwärme-Wärmepumpen (Sole-Wasser) haben zwar eine höhere JAZ (4,0–5,0), erfordern aber Tiefenbohrungen (8.000–12.000 €) oder Flächenkollektoren (große Grundstücksfläche). Für die meisten Einfamilienhäuser in München ist das unwirtschaftlich – die Luft-Wasser-WP ist die bessere Wahl.
Weiterführende Themen
