Wärmepumpe im Winter: Funktioniert sie auch bei Frost und Minusgraden?
Eine der häufigsten Fragen vor dem Wechsel auf eine Wärmepumpe lautet: Was passiert eigentlich, wenn es draußen richtig kalt wird?
Schließlich gewinnt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe einen großen Teil ihrer Energie aus der Außenluft. Auf den ersten Blick klingt es deshalb widersprüchlich, dass sie ausgerechnet dann zuverlässig heizen soll, wenn draußen Frost herrscht.
Die kurze Antwort lautet: Ja, moderne Wärmepumpen funktionieren auch bei Minusgraden.
Allerdings verändert sich ihr Betrieb mit sinkender Außentemperatur. Die Wärmepumpe muss einen größeren Temperaturunterschied überwinden und benötigt dafür mehr elektrische Energie. Entscheidend ist deshalb nicht nur das Gerät selbst, sondern vor allem, ob Wärmepumpe, Gebäude und Heizsystem richtig aufeinander abgestimmt wurden.
Wie kann eine Wärmepumpe kalter Luft überhaupt Wärme entziehen?
Auch kalte Außenluft enthält noch thermische Energie.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nimmt diese Energie über den Verdampfer auf. Im Kältemittelkreislauf wird das Temperaturniveau anschließend mithilfe eines Verdichters angehoben.
Die erzeugte Wärme wird danach an das Heizsystem und gegebenenfalls an die Warmwasserbereitung übertragen.
Das Prinzip ähnelt vereinfacht einem Kühlschrank – nur in umgekehrter Richtung.
Ein Kühlschrank transportiert Wärme aus seinem Inneren nach außen. Eine Wärmepumpe transportiert Wärme aus der Umgebung in das Gebäude.
Deshalb endet die Funktionsfähigkeit einer Wärmepumpe nicht automatisch bei 0 °C.
Bis zu welchen Minusgraden funktioniert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?
Der genaue Einsatzbereich hängt vom jeweiligen Wärmepumpenmodell ab.
Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen können grundsätzlich auch bei deutlich zweistelligen Minusgraden betrieben werden. Der Bundesverband Wärmepumpe weist darauf hin, dass es Geräte gibt, deren Einsatzbereich bis etwa -28 °C reicht.
Das bedeutet allerdings nicht, dass jede Wärmepumpe bei jeder Außentemperatur automatisch dieselbe Heizleistung und Effizienz liefert.
Entscheidend sind unter anderem:
das konkrete Wärmepumpenmodell
die Heizleistung bei niedriger Außentemperatur
die Heizlast des Gebäudes
die erforderliche Vorlauftemperatur
der Modulationsbereich
die Auslegung der Anlage
Deshalb sollte eine Wärmepumpe nicht allein danach ausgewählt werden, welche möglichst hohe kW-Zahl auf dem Datenblatt steht.
Wie die benötigte Leistung ermittelt wird, erklären wir ausführlicher in unserem Ratgeber zur Wärmepumpen-Dimensionierung in Bielefeld.
Eine Wärmepumpe vorsorglich deutlich größer zu wählen, ist übrigens nicht automatisch besser. Eine Überdimensionierung kann dazu führen, dass das Gerät bei milderen Temperaturen häufiger taktet und damit ungünstiger arbeitet.
Warum braucht eine Wärmepumpe bei Kälte mehr Strom?
Für die Effizienz einer Wärmepumpe ist der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizsystem besonders wichtig.
Bei beispielsweise 10 °C Außentemperatur muss eine Luft-Wasser-Wärmepumpe einen deutlich kleineren Temperaturhub bewältigen als bei -10 °C.
Je größer dieser Unterschied wird, desto stärker muss der Verdichter arbeiten.
Deshalb gilt grundsätzlich:
Je kälter die Außenluft und je höher die benötigte Vorlauftemperatur, desto mehr elektrische Energie benötigt die Wärmepumpe für dieselbe Wärmemenge.
Das Umweltbundesamt weist ebenfalls darauf hin, dass eine geringe Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizsystem die Effizienz verbessert.
Das bedeutet jedoch nicht, dass eine Wärmepumpe wegen einiger Frosttage plötzlich unwirtschaftlich wird.
Für die Beurteilung einer Heizungsanlage ist nicht ein einzelner besonders kalter Tag entscheidend. Viel wichtiger ist, wie effizient die Wärmepumpe über die gesamte Heizperiode arbeitet.
Was ist der Unterschied zwischen COP und Jahresarbeitszahl?
Bei Wärmepumpen begegnen einem häufig Angaben wie COP oder Jahresarbeitszahl.
Der COP beschreibt die Effizienz bei einem bestimmten festgelegten Betriebspunkt.
Ein COP von 4 bedeutet vereinfacht, dass unter diesen Bedingungen aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie ungefähr vier Kilowattstunden Wärme bereitgestellt werden.
Im echten Betrieb ändern sich die Bedingungen jedoch ständig.
Außentemperatur, Vorlauftemperatur, Warmwasserbereitung und Wärmebedarf verändern sich über das gesamte Jahr.
Deshalb ist die Jahresarbeitszahl, kurz JAZ, für den tatsächlichen Betrieb wesentlich aussagekräftiger. Sie betrachtet das Verhältnis zwischen eingesetztem Strom und erzeugter Wärme über einen längeren Zeitraum.
Genau deshalb sollte man eine Wärmepumpe nicht nur anhand eines einzelnen besonders guten COP-Wertes vergleichen.
Was passiert mit der Außeneinheit bei Frost?
Bei kaltem und gleichzeitig feuchtem Wetter kann sich am Verdampfer einer Luft-Wasser-Wärmepumpe Eis bilden.
Das ist zunächst völlig normal.
Die Außenluft enthält Feuchtigkeit. Wird sie am kalten Verdampfer vorbeigeführt, kann diese Feuchtigkeit gefrieren und sich als Eisschicht absetzen.
Würde das Eis dauerhaft bestehen bleiben, könnte es den Luftstrom und damit die Wärmeübertragung behindern.
Deshalb verfügen Wärmepumpen über einen automatischen Abtauvorgang.
Die Anlage erkennt, wann ein Abtauen erforderlich ist, und entfernt die Vereisung selbstständig.
Der Bundesverband Wärmepumpe beschreibt diese zyklische Abtauung ausdrücklich als normalen Bestandteil des Betriebs einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Für Hausbesitzer bedeutet das: Eine zeitweise vereiste Außeneinheit ist nicht automatisch ein Zeichen dafür, dass die Wärmepumpe defekt ist.
Braucht eine Wärmepumpe im Winter einen Heizstab?
Viele Wärmepumpen besitzen zusätzlich einen elektrischen Heizstab.
Dieser wird häufig missverstanden.
Der Heizstab bedeutet nicht, dass die Wärmepumpe bei jedem Frosttag aufhört zu funktionieren und das Haus anschließend nur noch direkt elektrisch beheizt wird.
Je nach Auslegung und Anlagenkonzept kann der Heizstab beispielsweise unterstützen:
bei sehr niedrigen Außentemperaturen
wenn kurzfristig besonders viel Wärme benötigt wird
bei bestimmten Betriebszuständen
bei der Warmwasserbereitung
gegebenenfalls während oder rund um Abtauvorgänge
als Sicherheits- oder Notreserve
Bei bestimmten Anlagen wird bewusst ein sogenannter bivalenter Betriebspunkt vorgesehen. Unterhalb einer bestimmten Außentemperatur kann der Heizstab dann einen Teil der fehlenden Heizleistung übernehmen.
Das kann wirtschaftlicher sein, als die Wärmepumpe nur für wenige extrem kalte Stunden des Jahres deutlich größer auszulegen.
Problematisch wäre dagegen, wenn der Heizstab im normalen Winterbetrieb dauerhaft einen großen Teil der Heizenergie erzeugen müsste. Dann sollte geprüft werden, ob Auslegung, Einstellungen oder Heizsystem wirklich zusammenpassen.
Warum die richtige Dimensionierung im Winter besonders wichtig ist
An besonders kalten Tagen zeigt sich, warum eine saubere Planung wichtig ist.
Ist die Wärmepumpe deutlich zu klein, kann sie bei hoher Heizlast möglicherweise nicht genügend Wärme bereitstellen und muss stärker durch den Heizstab unterstützt werden.
Eine viel zu große Wärmepumpe ist jedoch ebenfalls keine ideale Lösung.
Sie kann während der deutlich häufigeren Übergangszeit Schwierigkeiten haben, ihre Leistung weit genug herunterzuregeln. Häufiges Ein- und Ausschalten kann dann die Effizienz beeinträchtigen.
Deshalb sollte die Wärmepumpe auf die tatsächliche Heizlast und das Gebäude abgestimmt werden.
Die Wohnfläche allein reicht dafür nicht aus.
Zwei Häuser mit jeweils 150 Quadratmetern können einen völlig unterschiedlichen Wärmebedarf besitzen.
Mehr dazu findest du unter Wärmepumpe richtig dimensionieren in Bielefeld.
Welche Rolle spielt die Vorlauftemperatur?
Die Vorlauftemperatur ist einer der wichtigsten Faktoren für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb.
Sie beschreibt vereinfacht die Temperatur des Heizwassers, das vom Wärmeerzeuger zu den Heizflächen geschickt wird.
Je niedriger diese Temperatur sein kann und das Haus trotzdem angenehm warm wird, desto günstiger sind in der Regel die Voraussetzungen für eine Wärmepumpe.
Besonders deutlich wird das im Winter.
Bei niedriger Außentemperatur muss die Wärmepumpe ohnehin einen größeren Temperaturunterschied überwinden. Wird gleichzeitig eine sehr hohe Vorlauftemperatur benötigt, steigt der erforderliche Temperaturhub zusätzlich.
Das Umweltbundesamt nennt für viele Bestandsgebäude eine Vorlauftemperatur von maximal etwa 55 °C an kalten Wintertagen als wichtige Orientierung für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb. Das ist allerdings keine starre Grenze für jedes Gebäude.
Funktioniert eine Wärmepumpe auch mit normalen Heizkörpern?
Eine Fußbodenheizung ist keine zwingende Voraussetzung.
Auch klassische Heizkörper können mit einer Wärmepumpe funktionieren.
Entscheidend ist, ob die vorhandenen Heizflächen bei einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur noch genügend Wärme an die Räume abgeben.
Manchmal reichen die vorhandenen Heizkörper bereits aus.
In anderen Häusern kann es sinnvoll sein, nur einzelne kleinere Heizkörper gegen größere Modelle auszutauschen.
Eine vollständige Umrüstung des gesamten Gebäudes auf Fußbodenheizung ist deshalb nicht automatisch notwendig.
Ausführlicher erklären wir das in unserem Ratgeber Wärmepumpe mit Heizkörpern in Bielefeld.
Funktioniert eine Wärmepumpe im Altbau auch im Winter?
Auch das Baujahr entscheidet nicht allein darüber, ob eine Wärmepumpe funktioniert.
Bei einem Bestandsgebäude sind vor allem diese Punkte wichtig:
tatsächlicher Wärmebedarf
benötigte Vorlauftemperatur
vorhandene Heizkörper oder Fußbodenheizung
Dämmstandard
Qualität der Fenster
Luftdichtheit des Gebäudes
Warmwasserbedarf
bisheriger Energieverbrauch
Ein unsanierter Altbau mit sehr hoher Heizlast stellt andere Anforderungen als ein teilweise modernisiertes Gebäude.
Umgekehrt muss ein Haus aber nicht automatisch vollständig gedämmt und kernsaniert werden, bevor eine Wärmepumpe eingesetzt werden kann.
Oft lässt sich durch einzelne Maßnahmen bereits viel erreichen – beispielsweise durch den Austausch bestimmter Heizkörper oder eine optimierte Heizkurve.
Mehr dazu findest du in unserem Ratgeber Wärmepumpe im Altbau in Bielefeld.
Wie hoch ist der Stromverbrauch einer Wärmepumpe im Winter?
Natürlich verbraucht eine Wärmepumpe im Winter mehr Strom als im Sommer.
Dafür gibt es gleich zwei Gründe:
Erstens benötigt das Gebäude im Winter wesentlich mehr Heizenergie.
Zweitens arbeitet eine Luft-Wasser-Wärmepumpe bei niedrigen Außentemperaturen mit einem größeren Temperaturhub und damit häufig weniger effizient als an einem milden Herbst- oder Frühlingstag.
Deshalb sollte man den Stromverbrauch nicht anhand eines einzelnen Wintermonats bewerten.
Sinnvoller ist die Betrachtung über ein vollständiges Jahr.
Wie sich Heizwärmebedarf, Jahresarbeitszahl und Stromkosten zusammensetzen, zeigen wir ausführlich unter Stromverbrauch einer Wärmepumpe in Bielefeld.
Kann Photovoltaik die Wärmepumpe im Winter versorgen?
Photovoltaik und Wärmepumpe können sehr gut miteinander kombiniert werden.
Allerdings sollte man die Erwartungen realistisch halten.
Im Winter benötigt die Wärmepumpe besonders viel Energie. Gleichzeitig produziert eine Photovoltaikanlage aufgrund kürzerer Tage, niedrigerem Sonnenstand und häufigerer Bewölkung wesentlich weniger Strom als im Sommer.
Eine vollständige Versorgung der Wärmepumpe ausschließlich durch eigenen Solarstrom ist deshalb in einem normalen Einfamilienhaus über den gesamten Winter meist nicht realistisch.
Trotzdem kann Photovoltaik einen Teil des Strombedarfs decken.
Besonders interessant sind häufig:
Herbst
Frühjahr
sonnige Wintertage
Warmwasserbereitung
gezielte Nutzung von Solarüberschüssen
Ein Energiemanagement kann zusätzlich helfen, Erzeugung und Verbrauch besser aufeinander abzustimmen.
Mehr dazu erklären wir im allgemeinen Ratgeber Wärmepumpe und Solaranlage kombinieren.
Wärmepumpe im Winter in Bielefeld und OWL
Auch in Bielefeld und Ostwestfalen gehören Frosttage selbstverständlich zum Winter.
Für die Planung einer Wärmepumpe ist deshalb nicht die Frage entscheidend, ob es Minusgrade geben kann.
Entscheidend ist, dass die Anlage für die klimatischen Bedingungen am Standort und den tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes ausgelegt wird.
Dabei betrachten wir unter anderem:
Gebäude und bisherigen Verbrauch
Heizflächen
Vorlauftemperatur
Heizlast
Warmwasserbedarf
elektrische Voraussetzungen
Aufstellort der Außeneinheit
mögliche Kombination mit Photovoltaik und Speicher
Gerade bei bestehenden Häusern lohnt es sich deshalb, nicht nur ein Wärmepumpenmodell anhand der angegebenen kW-Leistung auszuwählen.
Auf unserer Seite Wärmepumpe in Bielefeld findest du weitere Informationen zur Planung, Förderung und kostenlosen Vor-Ort-Beratung.
Worauf sollte ich bei einer Wärmepumpe für den Winter achten?
Wer eine Wärmepumpe plant, sollte vor allem fünf Punkte im Blick behalten:
1. Heizlast bestimmen
Die Leistung sollte zum tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes passen.
2. Heizflächen prüfen
Fußbodenheizung ist optimal, aber nicht zwingend erforderlich. Auch ausreichend dimensionierte Heizkörper können funktionieren.
3. Vorlauftemperatur reduzieren
Je niedriger die notwendige Heizwassertemperatur, desto effizienter kann die Wärmepumpe arbeiten.
4. Leistungsdaten bei niedrigen Außentemperaturen vergleichen
Nicht nur die Nennleistung bei günstigen Laborbedingungen betrachten.
5. Gesamtsystem planen
Wärmepumpe, Hydraulik, Warmwasser, Elektroinstallation, Photovoltaik und gegebenenfalls Speicher sollten nicht unabhängig voneinander geplant werden.
Fazit: Wärmepumpen funktionieren auch bei Frost
Die Sorge, dass eine Wärmepumpe bereits bei wenigen Minusgraden nicht mehr heizen kann, ist unbegründet.
Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen sind ausdrücklich für den Winterbetrieb ausgelegt.
Richtig ist aber auch: Je kälter es draußen wird, desto anspruchsvoller werden die Betriebsbedingungen. Die Effizienz sinkt und der Strombedarf steigt.
Genau deshalb ist die Planung wichtiger als die Frage nach einem einzelnen Datenblattwert.
Eine zum Gebäude passende Wärmepumpe, geeignete Heizflächen und möglichst niedrige Vorlauftemperaturen schaffen die Grundlage dafür, dass das System auch an kalten Wintertagen zuverlässig arbeitet.
Häufige Fragen zur Wärmepumpe im Winter
Funktioniert eine Wärmepumpe bei Minusgraden?
Ja. Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen sind für den Betrieb bei Minusgraden ausgelegt. Wie weit der Einsatzbereich reicht, hängt vom jeweiligen Modell ab.
Funktioniert eine Wärmepumpe auch bei -10 °C?
Grundsätzlich ja. Entscheidend ist allerdings, welche Heizleistung das konkrete Gerät bei dieser Außentemperatur noch bereitstellt und welche Heizlast das Gebäude benötigt.
Wird das Haus mit einer Wärmepumpe im Winter richtig warm?
Bei einer fachgerecht geplanten und dimensionierten Anlage ja. Entscheidend sind unter anderem Heizlast, Wärmepumpenleistung, Heizflächen und erforderliche Vorlauftemperatur.
Braucht eine Wärmepumpe bei Frost immer den Heizstab?
Nein. Der Heizstab kann je nach Auslegung und Betriebszustand unterstützen, muss aber nicht bei jedem Frosttag eingeschaltet werden.
Warum vereist eine Wärmepumpe im Winter?
Feuchtigkeit aus der Außenluft kann am kalten Verdampfer gefrieren. Die Wärmepumpe führt deshalb automatisch Abtauvorgänge durch.
Ist eine Wärmepumpe im Winter noch effizient?
Ja, allerdings sinkt die Effizienz einer Luft-Wasser-Wärmepumpe normalerweise mit fallender Außentemperatur. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist die Effizienz über die gesamte Heizperiode.
Kann eine Wärmepumpe auch im Altbau funktionieren?
Ja. Das Baujahr allein entscheidet nicht über die Eignung. Besonders wichtig sind Wärmebedarf, Vorlauftemperatur und vorhandene Heizflächen.
Funktioniert eine Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung?
Ja. Auch Heizkörper können geeignet sein, wenn sie das Gebäude mit ausreichend niedrigen Vorlauftemperaturen beheizen können.
Passt eine Wärmepumpe zu deinem Zuhause?
Ob eine Wärmepumpe im eigenen Haus effizient funktioniert, lässt sich am besten anhand des Gebäudes beurteilen.
Wir schauen uns bei der Planung nicht nur die Wohnfläche an, sondern unter anderem den bisherigen Energieverbrauch, Heizflächen, Vorlauftemperaturen und die technischen Voraussetzungen.