Nahaufnahme von Lüftergitter und Lamellen eines hellgrauen Außengeräts mit Tautropfen, dahinter unscharf Klinker

Planung, Einbau, Wartung

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Eine Wärmepumpe hebt Wärme aus Luft, Erde oder Wasser auf Heiztemperatur, auch im Hamburger Winter. Im Feldtest wurden aus 1 kWh Strom im Mittel 3,4 kWh Wärme.

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Eine Wärmepumpe nimmt Wärme aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf, hebt sie mit einem Kältekreis auf Heiztemperatur und gibt sie ans Heizwasser ab. Im Feldtest des Fraunhofer ISE entstanden bei Außenluftgeräten in Bestandshäusern aus 1 kWh Strom im Jahresmittel 3,4 kWh Wärme (49 Anlagen, Auswertung 2024). Den größeren Teil davon liefert die Umgebung, den kleineren das Stromnetz.

Die Spanne im selben Test reichte von 2,6 bis 4,9, und das Auswertungsjahr hatte einen milden Winter. Unsanierte Häuser bildeten dort keine eigene Gruppe, deshalb gilt die 3,4 nicht für jedes Haus. Das Baualter hatte im Feldtest keinen erkennbaren Einfluss, die Temperatur im Heizkreis dagegen schon.

Wie läuft der Kältekreis einer Wärmepumpe ab?

Ein Kältemittel läuft im geschlossenen Kreis durch vier Bauteile und wechselt dabei zweimal seinen Zustand. Die Reihenfolge wiederholt sich, solange die Anlage heizt.

Kältekreis als Schema: Verdampfer nimmt Außenwärme auf, Verdichter hebt sie an, Verflüssiger gibt sie ans Heizwasser ab

Bauteil	Was mit dem Kältemittel geschieht	Was Sie davon bemerken
Verdampfer	Es nimmt Umweltwärme auf und wird gasförmig	Beim Luftgerät der Lamellenblock mit dem Ventilator, im Winter oft mit Reif
Verdichter	Das Gas wird zusammengepresst, Druck und Temperatur steigen	Hier fließt der größte Teil des Stroms, und von hier kommt ein Teil des Geräuschs
Verflüssiger	Es gibt seine Wärme ans Heizwasser ab und wird wieder flüssig	Das Heizwasser verlässt die Anlage mit der eingestellten Vorlauftemperatur
Expansionsventil	Der Druck fällt, das Kältemittel kühlt stark ab	Von außen nichts, das Ventil sitzt im Gerät

Nach dem Ventil ist das Kältemittel wieder kälter als die Luft oder die Sole draußen, und es nimmt erneut Wärme auf. Dass der Verdichter die Temperatur hebt, ist dieselbe Physik wie bei der Luftpumpe am Fahrrad, die beim Aufpumpen warm wird. Auch im Kühlschrank läuft dieser Kreis, nur kommt die Wärme dort aus dem Innenraum und geht in die Küche.

Der Strom treibt also fast nur den Verdichter und die Pumpen an. Erzeugt wird die Wärme nicht wie im Heizstab aus dem Strom selbst, sie wird von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau gebracht, und daher kommt der Name.

Hände in Arbeitshandschuhen an einem geöffneten Außengerät, Blick auf Kupferleitungen, Werkzeug liegt auf einem Tuch

Was gehört außer dem Kältekreis zur Anlage?

Zur Heizung wird der Kältekreis erst mit Außengerät, Regelung, Speicher und meist einem Heizstab. Wenn wir im Keller und am Haus nach dem Platz sehen, gehen wir diese Teile der Reihe nach durch.

Außengerät. Es braucht laut co2online 0,5 bis 1,2 m² Stellfläche. Ob der ganze Kältekreis darin sitzt oder ein Teil im Haus, erklären wir unter Monoblock oder Split.
Regelung und Pumpen. Sie passen die Vorlauftemperatur an die Außentemperatur an und halten das Heizwasser in Bewegung.
Warmwasserspeicher. Für vier Personen rechnet man mit 200 bis 300 Litern. Im Feldtest flossen 19 % der Wärme ins Warmwasser.
Heizstab. 84 % der Anlagen im Feldtest hatten einen als Reserve. Er stand bei Außenluftgeräten im Mittel für rund 1,3 % des Stroms, bei Erdwärme lag sein Anteil nahe null.
Anschluss ans Netz. Geräte über 4,2 kW gelten als steuerbar, und Hamburger Energienetze darf sie bis auf diesen Wert drosseln. Die Heizung bleibt dabei in Betrieb, die Tarife stehen unter Wärmepumpenstrom.

Woher kommt im Hamburger Winter die Wärme?

Auch Frostluft enthält noch Wärme, weil das Kältemittel weit unter null Grad verdampft. In Fuhlsbüttel lag das Januarmittel 1991 bis 2020 bei 2,0 °C, dazu kamen 64,9 Frosttage und 13,3 Eistage im Jahr (DWD). Der tiefste Tageswert des Jahres 2026 lag nach unserer Auswertung der DWD-Daten bei −14,3 °C am 11.01.

Die Anlage wird auf die Norm-Außentemperatur ausgelegt. In einer Stichprobe aus der Klimakarte des Bundesverbands Wärmepumpe liegt sie für Hamburg zwischen −8,2 °C (20095) und −9,8 °C (21029 und 21129). Der Messwert aus Fuhlsbüttel und die Norm-Außentemperatur beschreiben Verschiedenes und werden deshalb nicht miteinander verrechnet. Wie daraus die Geräteleistung folgt, steht unter Heizlast berechnen.

Warum sinkt die Leistungszahl bei Kälte und hohem Vorlauf?

Der Verdichter muss dann einen größeren Temperaturabstand überwinden und braucht dafür mehr Strom. Die Leistungszahl COP gibt an, wie viel Wärme je Kilowattstunde Strom in einem bestimmten Betriebspunkt entsteht. Die folgenden Werte stammen aus dem Datenblatt eines 9-kW-Geräts und stehen hier als Beispiel, ohne Empfehlung.

Außenluft	Vorlauf 35 °C	Vorlauf 55 °C
7 °C	COP 4,48	COP 2,78
−7 °C	COP 2,63	COP 1,80

Selbst im ungünstigsten Feld kommt noch 1,80-mal so viel Wärme heraus, wie Strom hineingeht. Weil der Vorlauf den Abstand stark beeinflusst, rechnet die Verbraucherzentrale je Grad weniger mit 2 bis 4 % weniger Strom und nennt höchstens 55 °C als Ziel. Deshalb sehen wir uns zuerst die Heizkörper und die Vorlauftemperatur an und erst danach das Gerät.

Der COP ist eine Momentaufnahme. Für die Stromrechnung zählt die Jahresarbeitszahl, also wie viel Wärme je Kilowattstunde Strom im Jahresmittel entsteht, einschließlich aller Tage zwischen mildem Herbst und Frost.

Warum dampft und tropft das Außengerät im Winter?

Am Verdampfer ist es kälter als in der Umgebung, deshalb gefriert die Luftfeuchte auf den Lamellen, und das Gerät taut sie in Abständen ab. Die weiße Wolke dabei besteht aus Wasserdampf. Am meisten Reif setzt sich bei feuchter Luft um den Gefrierpunkt an, also ungefähr in dem Bereich, in dem das Januarmittel von Fuhlsbüttel liegt.

Das Tauwasser braucht einen frostfreien Ablauf, zum Beispiel über ein Fallrohr in ein Kiesbett. Der Luftaustritt soll laut einem Herstellerdokument mindestens 3 m von Gehwegen, gepflasterten Flächen und Fallrohren entfernt sein, weil sich dort sonst Eis bildet. An schmalen Hauszugängen im Reihenhaus prüfen wir dieses Maß als Erstes, die übrigen Abstände stehen unter Platzbedarf und Aufstellort.

Wie viel Strom braucht das Haus am Ende?

Die Strommenge ergibt sich aus der Wärmemenge geteilt durch die Jahresarbeitszahl. Ob dabei gegenüber dem alten Kessel viel oder wenig Geld übrig bleibt, hängt an dieser einen Zahl und am Stromtarif.

Beispiel. Angenommen, ein Haus verbraucht 20.000 kWh Gas im Jahr, und der Kessel nutzt davon 90 %. Das ergibt 18.000 kWh Wärme und bei einem Gaspreis von 13,83 Cent je Kilowattstunde 2.770 € im Jahr. Die Preise sind Durchschnittswerte des BDEW vom 01.10.2026, die Wartung ist nicht eingerechnet.

Annahme	Strom im Jahr	Kosten im Jahr	Gegenüber Gas
Jahresarbeitszahl 3,4, Heizstrom 29,0 Cent	5.300 kWh	1.540 €	rund 1.230 € weniger
Jahresarbeitszahl 2,6, Haushaltsstrom 38,9 Cent	6.900 kWh	2.690 €	rund 80 € weniger

Auch die zweite Zeile kommt vor, denn 2,6 wurde im Feldtest gemessen. Mit hohem Vorlauf und teurem Tarif sparen Sie gegenüber dem Gaskessel kaum noch etwas. Den vollständigen Vergleich finden Sie unter Heizkosten Wärmepumpe gegen Gas.

Welches Kältemittel steckt in einer Wärmepumpe?

In den Datenblättern stehen heute oft die Namen R290 und R32. R290 ist Propan mit einem GWP von 3, R32 hat einen GWP von 675, wobei der GWP die Treibhauswirkung im Vergleich zu CO₂ angibt. Neue Monoblock-Geräte bis 50 kW und neue Split-Geräte bis 12 kW dürfen ab 2027 kein Kältemittel mit einem GWP über 150 mehr enthalten (Bundesverband Wärmepumpe).

In der Bundesförderung gelten ab 01.01.2028 nur noch natürliche Kältemittel. Vorhandene Geräte sind davon nicht betroffen, sie dürfen bleiben. Propan ist brennbar, deshalb schreiben die Hersteller um das Gerät einen Schutzbereich vor, und der kann gerade am Reihenhaus über den Aufstellort entscheiden.

Das Kältemittel wird nicht verbraucht und muss auch nicht wie Öl nachgefüllt werden. Fehlt etwas, ist der Kreis undicht, und das gehört zu dem, was bei der Wartung auffallen soll.

Welche Wärmequelle kommt für Häuser in Hamburg infrage?

Für die meisten Häuser ist es die Außenluft, weil Erdwärme und Grundwasser hier an Auflagen hängen. Erdsonden und Grundwassernutzung brauchen eine Erlaubnis der BUKEA, bei Grundwasser nennt die Behörde die Genehmigungsfähigkeit in Hamburg „sehr eingeschränkt“. Was jede Art kostet und leistet, stellen wir unter Wärmepumpen-Arten im Vergleich gegenüber.

Der Hamburger Wärmeplan rechnet mit rund 200.000 von 268.500 beheizten Gebäuden, die eine neue dezentrale Versorgung brauchen, vornehmlich eine Wärmepumpe. Wie wir so ein Gerät am Haus planen, beschreiben wir unter Luft-Wasser-Wärmepumpe Hamburg.

Wie finden Sie heraus, ob die Wärmepumpe zu Ihrem Haus passt?

Dafür reichen zunächst wenige Unterlagen, denn die Temperatur im Heizkreis lässt sich an einem kalten Tag am vorhandenen Kessel testen. Stellen Sie den Vorlauf auf 55 °C und alle Thermostate auf Stufe 3, so empfiehlt es die Verbraucherzentrale. Bleiben dabei einzelne Räume kühl, reicht es oft, dort den Heizkörper zu ersetzen.

Das Ergebnis dieses Tests, die Verbrauchsabrechnungen der letzten Jahre und ein Foto vom Heizungsraum helfen uns beim ersten Termin, der nichts kostet. Schicken Sie uns das über das Formular oder an kontakt@waermepumpe-in-hamburg.de, Sie bekommen innerhalb eines Werktags eine Antwort.

Häufige Fragen

Wie viel Wärme liefert eine Wärmepumpe je Kilowattstunde Strom?

3,4 kWh waren es im Jahresmittel bei Außenluftgeräten im Feldtest des Fraunhofer ISE, ausgewertet für 2024 mit einem milden Winter. Die einzelnen Anlagen lagen zwischen 2,6 und 4,9. Wo Ihr Haus landet, hängt vor allem an der Temperatur im Heizkreis.

Heizt eine Luftwärmepumpe auch bei strengem Frost in Hamburg?

Ja. Das Kältemittel verdampft weit unter null Grad, deshalb nimmt es auch aus Frostluft noch Wärme auf. Je Kilowattstunde Strom kommt dann weniger heraus, im Beispiel eines 9-kW-Geräts bei −7 °C und 55 °C Vorlauf ein COP von 1,80.

Aus wie vielen Bauteilen besteht der Kältekreis?

Der Kreis besteht aus 4 Bauteilen: Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil. Das Kältemittel durchläuft sie immer in dieser Reihenfolge und wechselt dabei zweimal zwischen flüssig und gasförmig.

Wird das Kältemittel beim Heizen verbraucht?

Nein. Der Kreis ist geschlossen, und dieselbe Füllung läuft über die ganze Lebensdauer um. Sinkt die Menge, ist irgendwo eine Undichtigkeit, die ein Fachbetrieb suchen muss.

Ist die weiße Wolke am Außengerät im Winter normal?

Ja. Das Gerät taut in Abständen den Reif von seinen Lamellen ab, und dabei entsteht Wasserdampf. Das Tauwasser braucht einen frostfreien Ablauf, sonst bildet sich unter dem Gerät Eis.

Läuft im Winter nur noch der Heizstab?

Nein. Im Feldtest des Fraunhofer ISE entfielen bei Außenluftgeräten im Mittel rund 1,3 % des Stroms auf den Heizstab, bei Erdwärme fast nichts. Temperaturen unter −5 °C waren im Auswertungsjahr allerdings selten.

Welche Vorlauftemperatur sollte eine Wärmepumpe höchstens brauchen?

55 °C gelten bei der Verbraucherzentrale als Obergrenze, die man anstreben sollte. Jedes Grad weniger spart nach ihren Angaben 2 bis 4 % Strom, deshalb lohnt sich die Prüfung der Heizkörper vor dem Kauf.

Ist R290 in der Wärmepumpe dasselbe wie Propan?

Ja. R290 ist die technische Bezeichnung für Propan, es hat einen GWP von 3 und ist brennbar. Deshalb schreiben die Hersteller um das Gerät einen Schutzbereich vor.

Ist eine Wärmepumpe technisch dasselbe wie ein Kühlschrank?

Ja, das Prinzip ist gleich. Der Kühlschrank zieht die Wärme aus seinem Innenraum und gibt sie an die Küche ab, die Wärmepumpe holt sie von draußen und gibt sie ans Heizwasser ab.

Kann der Netzbetreiber meine Wärmepumpe im Winter ganz abschalten?

Nein. Hamburger Energienetze darf steuerbare Geräte über 4,2 kW bis auf 4,2 kW drosseln, die Heizung bleibt dabei in Betrieb. Was das für Ihr Haus heißt, rechnen wir in der Planung durch.

Hände mit Grundrissplan, Zollstock und Bleistift auf einem Esstisch aus Eiche, daneben eine Tasse Kaffee

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