So hält eine Wärmepumpe auch bei Minusgraden dein Haus warm

An einem gemütlichen Herbsttag das Wohnzimmer wohlig warm heizen – das mag man einer Wärmepumpe noch zutrauen. Wenn aber die erste Schneelawine vom Dach rutscht und Eiszapfen von der Regenrinne hängen, stellt sich vielleicht doch etwas Unruhe ein: Bleibt mein Haus auch im Winter wirklich warm? Kostet mich das meine gesamten Ersparnisse? Und was mache ich, wenn meine Wärmepumpe vereist?

Warum das alles unproblematisch ist, schauen wir uns gleich im Detail an. Machen wir aber zunächst einen Ausflug in verschiedene Länder Europas. In der Fachzeitschrift Joule ist eine spannende Studie erschienen, die den Zusammenhang zwischen durchschnittlicher Jahrestemperatur und Anzahl der installierten Wärmepumpen in verschiedenen Ländern untersucht hat. Das überraschende Ergebnis: Die meisten Wärmepumpen pro 1.000 Haushalte gibt es in Schweden, Norwegen und Finnland. Kein Wunder, denn sie sind die effizientesten Heizungen, die wir derzeit haben. 

Auch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz stellt fest: Bei Minusgraden heizen Wärmepumpen weiterhin zuverlässig – und kommen sogar in der Arktis zum Einsatz. In Bezug auf die durchschnittlichen Wintertemperaturen liegt Deutschland europaweit etwa im Mittelfeld – zwischen Skandinavien mit sehr kalten und Portugal, Spanien und Italien mit eher milden Wintern. Kein Problem also für eine Wärmepumpe. Wie macht sie das?

Werfen wir dazu einen kurzen Blick darauf, wie eine Wärmepumpe funktioniert:

• Die Pumpe nimmt Wärme aus einer Wärmequelle auf. Das ist bei Luft-Wärmepumpen die Umgebungsluft, bei Erdwärmepumpen der Erdboden und bei Wasser-Wärmepumpen das Grundwasser.

• Diese Wärmeenergie bringt ein flüssiges Kältemittel in der Wärmepumpe zum Sieden, es verdampft also. Diesen Dampf verdichtet die Wärmepumpe anschließend (mittels Strom) und erhöht so dessen Temperatur. Das physikalische Prinzip dahinter: Wenn du Gase zusammenpresst, steigt deren Druck und damit deren Temperatur.

• Im Inneren des Hauses überträgt ein Wärmetauscher die erzeugte Wärme auf deine Heizung – oder deinen Warmwasserspeicher. 

• Da das Kältemittel nun seine Wärme abgegeben hat, verflüssigt es sich wieder und läuft zum Anfang des Kreislaufs zurück, wo alles von vorn beginnt.

Der eigentliche Clou an der Sache ist das Kältemittel: Es hat nämlich einen so niedrigen Siedepunkt, dass es – je nach Art – schon bei –30 oder sogar –50 Grad gasförmig wird. Das natürliche Kältemittel Propan (in der Kältemittel-Nomenklatur als „R290“ bezeichnet) hat einen Siedepunkt von –42 Grad. So kalt ist es in Deutschland selbst im härtesten Winter nicht. Und selbst wenn, wäre das nur für Luft-Wärmepumpen relevant. Warum? Dazu müssen wir die unterschiedlichen Arten von Wärmepumpen verstehen.

Eine wichtige Kennzahl für die Effizienz von Wärmepumpen ist der sogenannte „Coefficient of Performance“ (COP). Er gibt an, wie viel Wärme deine Wärmepumpe aus einer bestimmten Menge Strom erzeugt. Liegt der COP beispielsweise bei 4, dann erhältst du aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Wärme. 

Der COP wird unter genormten Laborbedingungen gemessen. Eine Temperatur von –20 Grad gehört allerdings nicht zur Versuchsnorm. Wie deine Wärmepumpe im Winter in deinem Haus performt, hängt letztlich davon ab, wie gut dein Eigenheim gedämmt ist, ob du genügend große Heizkörper hast und wie groß der Unterschied zwischen der Quellentemperatur und der gewünschten Vorlauftemperatur ist. Die Quellentemperatur ist die Temperatur der Wärmequelle, die Vorlauftemperatur bezieht sich auf das Heizwasser. Schauen wir uns das näher an:

Das bedeutet: Erd- und Wasser-Wärmepumpen machen Temperaturschwankungen ohnehin wenig aus. Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist das ein wenig anders. Je kälter es draußen wird und je wärmer du es drinnen haben willst, desto mehr müssen Luft-Wärmepumpen arbeiten. Genauer gesagt: Der Kompressor springt häufiger an und komprimiert das Kältemittel stärker, um beispielsweise eine 0 Grad Celsius kalte Außentemperatur auf die im Innenraum gewünschten 22 Grad zu heben.

Genug Wärme erzeugen Wärmepumpen trotzdem (gegebenenfalls mithilfe eines elektrischen Heizstabs), aber der Stromverbrauch steigt. Die Frage ist: wie sehr? 

Hier kommt nun wieder der COP ins Spiel. Er liegt bei konventionellen Heizsystemen ungefähr bei 1. Du steckst also beispielsweise bei einer Gasheizung den Energieinhalt von einer Kilowattstunde Gas hinein und erhältst rund eine Kilowattstunde Wärme.

Forschende haben sich damit beschäftigt, wie sich der COP bei Luft-Wärmepumpen im Winter verändert. Hier einige der Ergebnisse:

Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung (also der Luft, dem Erdboden oder dem Grundwasser) Wärmeenergie. Dadurch verdampft ein Kältemittel, dessen Siedepunkt schon bei –30 bis –50 Grad liegt. Das heißt: Selbst –20 Grad kalte Luft enthält noch genügend Wärmeenergie für eine Wärmepumpe. Das gasförmige Kältemittel wird komprimiert, wodurch es erhitzt. Diese Wärme überträgt sich im Wärmetauscher auf das Heizwasser und der Kreislauf beginnt von Neuem.

Insgesamt sind für unser Klima hierzulande also alle Arten von Wärmepumpen auch bei Minusgraden geeignet. Lediglich Luft-Luft-Wärmepumpen sind in sehr kalten Gegenden nicht sinnvoll. Sie sind aber ohnehin nur für sehr effiziente Häuser wie beispielsweise Passivhäuser gedacht.

Okay, ein kaltes Wohnzimmer brauchst du also nicht zu befürchten. Wie sieht es mit dem Stromverbrauch aus?

Wie du bereits gesehen hast, bleibt bei Erd- und Wasser-Wärmepumpen die Quellentemperatur größtenteils unverändert. Allerdings brauchst du im Winter grundsätzlich mehr Energie, um die niedrigen Temperaturen im Inneren zu bekämpfen, da es dann ja auch innen generell kälter ist. Das betrifft Wärmepumpen ebenso wie andere Heizungen, hat also nichts speziell mit der Effizienz von Wärmepumpen zu tun. 

Die Grafik zeigt dir, in welchen Monaten der Stromverbrauch einer Wärmepumpe stärker ansteigt beziehungsweise sinkt.

Anders ist es bei Luft-Wasser-Wärmepumpen. Sie entziehen der Außenluft Wärme. Im Winter führt das zu einem höheren Stromverbrauch – die Effizienz sinkt, wenn der Temperaturunterschied zwischen innen und außen groß ist. Lohnend ist der Betrieb dennoch: Wie du oben gesehen hast, ist ein COP-Wert von 2 bis 3 für Luft-Wärmepumpen auch im Winter üblich. Damit produzieren sie also noch immer das Zwei- bis Dreifache an Wärme, bezogen auf den Stromverbrauch.

Wichtig für einen moderaten Stromverbrauch ist, dass der Heizstab nicht unnötig oft anspringt. Der elektrische Heizstab, der in viele Wärmepumpen integriert ist, unterstützt, wenn die Pumpe allein die gewünschte Temperatur im Haus nicht erzeugen kann. 

Das ist ein sinnvoller Sicherheitsmechanismus, der Stromverbrauch steigt dabei jedoch stärker an. Wie stark? 

Auch dazu gibt es Forschung: 

• Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat in einer Überprüfung festgestellt, dass die Heizstäbe von Luft-Wärmepumpen in der Praxis kaum eine Rolle spielen. 

• Bei den überprüften Wärmepumpen lag der Heizanteil, der auf den Heizstab entfiel, im Gesamtdurchschnitt bei nur 1,9 Prozent. Verursacht deine Wärmepumpe also im Jahr Stromkosten von 1.200 Euro, entfallen davon knapp 23 Euro auf den Heizstab.

• Ein relevanter Betrieb der Heizstäbe ließ sich hauptsächlich auf Defekte, falsche Einstellungen oder auf gezielte Legionellen-Bekämpfung zurückführen. 

• Das ISE überprüfte auch einige Erdwärmepumpen: Von den 10 Anlagen hatten nur 2 den Heizstab überhaupt in Betrieb genommen. 

Bleibt noch die Frage, ob Schnee und Eis deine Wärmepumpe bei Minusgraden in Gefahr bringen können. 

An der Außeneinheit deiner Wärmepumpe kann sich im Winter Kondenswasser bilden. Bei sehr niedrigen Temperaturen gefriert dieses Kondenswasser dann. Das ist zunächst einmal unbedenklich, denn Wärmepumpen sind in der Regel mit einem Abtau-Modus ausgestattet. Diesen aktivieren sie entweder automatisch nach einem bestimmten zeitlichen Muster oder gezielt dann, wenn es notwendig ist. 

Um eine Vereisung brauchst du dich also üblicherweise nicht zu kümmern. Dennoch kannst du vorbeugend einiges tun, um die Effizienz deiner Wärmepumpe im Winter zu erhöhen:

Wenn du diese Dinge im Blick hast, steht dem sicheren Betrieb deiner Wärmepumpe im Winter nichts im Weg. 

Momentan gibt es für den Umstieg von einer konventionellen Heizung auf eine Wärmepumpe noch hohe staatliche Förderungen bis zu 70 Prozent. Wie es nach einem Regierungswechsel im Frühjahr 2025 damit weitergeht, ist ungewiss. Es lohnt sich also, schnell zu sein.

Bei 1KOMMA5° bekommst du alles, was du für deine Wärmepumpe brauchst, aus einer Hand. Wir rechnen mit dir durch, welche Wärmepumpe sich für dich lohnt, und begleiten dich von der ersten Idee bis zur regelmäßigen Wartung. Passend dazu bekommst du von uns einen dynamischen Stromtarif und intelligente Steuerung durch unsere Heartbeat AI. So sicherst du dir auch im Winter günstige Strompreise für den Betrieb deiner Heizung und brauchst keine Angst vorm Kontoauszug zu haben. 

Der Energieverbrauch einer Wärmepumpe steigt im Winter an, keine Frage. Das gilt allerdings ebenso für jedes andere Heizsystem, schon allein deshalb, weil du im Winter häufiger heizen wirst und es auch in den Räumen kälter wird. 

Studien zeigen aber: Wärmepumpen sind auch bei Minusgraden zuverlässig und trotz des höheren Stromverbrauchs effizienter und günstiger als andere Heizungen. Die Effizienz hängt letztendlich von einer guten Planung und professionellen Umsetzung ab. Wir empfehlen dir daher, an dieser Stelle auf Kompetenz zu achten und dich von einem wirklich erfahrenen Fachbetrieb begleiten zu lassen – dafür sind wir von 1KOMMA5° da.