Moderne Luft/Wasser-Wärmepumpen erreichen einen COP zwischen 3 und knapp 6, je nach Außen- und Vorlauftemperatur. Die Jahresarbeitszahl liegt im Jahresmittel meist zwischen 3,0 und 4,5, bei Wasser/Wasser- und Erdwärmepumpen entsprechend höher.
Wirkungsgrad der Wärmepumpe
Was COP und JAZ wirklich aussagen
Die Wärmepumpe ist das beliebteste Heizsystem im Neubau und gewinnt auch im Bestand zunehmend an Bedeutung. Sie arbeitet umweltfreundlich und nutzt kostenlos verfügbare Umweltwärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser. Dafür benötigt sie allerdings Strom. Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe zeigt Ihnen, wie effizient Heizwärme erzeugt wird und wie wirtschaftlich Ihre Anlage arbeitet.
Wirkungsgrad der Wärmepumpe: Das Wichtigste in Kürze
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt das Verhältnis von erzeugter Heizwärme zu eingesetztem Strom an und wird üblicherweise als COP (Coefficient of Performance) oder Jahresarbeitszahl (JAZ) angegeben.
Moderne Luft/Wasser-Wärmepumpen wie die WOLF CHA-Monoblock erreichen COP-Werte zwischen 3 und knapp 6. Diese Werte sind abhängig von der Außen- und Vorlauftemperatur.
Eine physikalische Formel zeigt die theoretische Obergrenze: Je kleiner die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Vorlauf ist, desto höher kann der Wirkungsgrad ausfallen.
Für die KfW-Förderung 458 muss Ihre Wärmepumpe eine Jahresarbeitszahl von mindestens 3,0 bei Luft/Wasser-Geräten bzw. von mindestens 3,5 bei Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Geräten erreichen.
Wenn Sie die Vorlauftemperatur um 5 °C senken, steigt die Jahresarbeitszahl um bis zu 10%. Das senkt Ihre Heizkosten direkt.
Mit dem WOLF JAZ-Rechner ermitteln Sie die Jahresarbeitszahl Ihrer Wärmepumpe kostenlos und nutzen das Ergebnis als Nachweis für den Förderantrag.
Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt an, wie viele Einheiten Wärme die Anlage aus einer Einheit Strom erzeugt. Je höher der Wert, desto effizienter arbeitet Ihre Wärmepumpe. In Formeln ausgedrückt:
Heizwärme / Strom = Wirkungsgrad
oder
Nutzleistung / zugeführte Leistung = Wirkungsgrad
Ein Wirkungsgrad von 4 bedeutet: Aus 1 Kilowattstunde (kWh) Strom entstehen 4 kWh Heizwärme. Zum Vergleich: Eine moderne Gas-Brennwerttherme erreicht maximal einen Wirkungsgrad von etwa 0,95, sie kann also nie mehr Wärme liefern, als Energie hineinfließt. Eine Wärmepumpe übertrifft diesen Wert um das Drei- bis Sechsfache, weil sie zusätzlich kostenlose Umweltwärme nutzt.
Drücken Sie diesen Wert in Prozent aus, wird der Unterschied noch greifbarer: Ein Wirkungsgrad von 4 entspricht 400%. Diese Marke über 100% erreicht keine andere Heizung, denn Brennwertheizungen kommen je nach Brennstoff auf maximal 90 bis 98% und selbst eine Elektroheizung bleibt bei rund 100%. Nur die Wärmepumpe überspringt diese physikalische Grenze deutlich und erreicht 300 bis 600%.
WOLF Wärmepumpen
Wärmepumpen sind längst nicht mehr nur teure Lösungen für einige wenige Bauprojekte. Wärmepumpen sind mittlerweile für fast alle Anwendungsfälle - im Neubau und in der Sanierung - die optimale Lösung.
Mit unserer CHA-Monoblock bieten wir ein hocheffizientes und umweltfreundliches Gerät für alle Fälle - Natürlich mit natürlichem Kältemittel ohne PFAS.
Wovon hängt der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ab?
Die Aufgabe der Wärmepumpe besteht darin, den Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur Ihrer Heizung zu überbrücken. Diese Temperaturdifferenz bestimmt maßgeblich den Wirkungsgrad und hängt sowohl von der Vorlauftemperatur als auch von der Art der Wärmepumpe ab.
Eine Luft/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme der Umgebungsluft. Ihre Temperatur kann im Winter unter 0 °C liegen. Bei einer Vorlauftemperatur zwischen 30 °C und 35 °C überbrückt die Wärmepumpe also eine große Temperaturdifferenz. Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme des Erdreichs, eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe die Wärme des Grundwassers. Beide Quellen halten ein Temperaturniveau von selten unter 12 °C. Entsprechend geringer ist die Temperaturdifferenz zur Vorlauftemperatur: Die Anlage benötigt weniger elektrische Energie, und der Wirkungsgrad steigt.
Wirkungsgrad der Wärmepumpe berechnen: So funktioniert die Formel
Den theoretisch maximal möglichen Wirkungsgrad einer Wärmepumpe berechnen Sie mit der folgenden Formel. Sie zeigt die physikalische Obergrenze, die keine Wärmepumpe überschreiten kann.
ηc = Th / (Th − Tk)
Dabei steht Th für die absolute Vorlauftemperatur Ihres Heizsystems und Tk für die absolute Temperatur der Wärmequelle (z. B. Außenluft, Erdreich oder Grundwasser), jeweils in Kelvin. Sie rechnen Celsius in Kelvin um, indem Sie 273,15 addieren.
Beispielrechnung: Bei 0 °C Außentemperatur (273,15 K) und 45 °C Vorlauftemperatur (318,15 K) beträgt die Temperaturdifferenz 45 Kelvin. Der theoretische Wirkungsgrad liegt damit bei 318,15 / 45 = 7,07.
In der Praxis erreicht eine reale Wärmepumpe durch Verluste an Verdichter und Wärmetauscher meist 40 bis 65% dieses Werts. Aus einem theoretischen Wirkungsgrad von 7,07 wird so ein realer COP von rund 2,8 bis 4,6. Das deckt sich mit den COP-Werten, die WOLF für die CHA-Monoblock angibt.
Die folgende Tabelle zeigt, wie stark sich der theoretische Wirkungsgrad mit der Temperaturdifferenz verändert:
Außentemperatur | Vorlauftemperatur | Differenz | Theoretischer Wirkungsgrad (Carnot) |
−10 °C | 55 °C | 65 K | 5,05 |
0 °C | 45 °C | 45 K | 7,07 |
0 °C | 35 °C | 35 K | 8,80 |
5 °C | 35 °C | 30 K | 10,27 |
12 °C | 35 °C | 23 K | 13,40 |
Die Tabelle macht die wichtigste Stellschraube sichtbar: Wenn Sie die Temperatur um ein Grad senken, verbessert sich der Wirkungsgrad um etwa zwei bis drei Prozent. Deshalb lohnt sich eine Wärmepumpe besonders in Kombination mit Flächenheizungen oder optimierten Heizkörpern, die mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommen.
Beispielrechnung: Darum lohnt sich der Einbau einer Wärmepumpe
Die folgende Beispielrechnung zeigt, ab welchem Wirkungsgrad sich eine Wärmepumpe gegenüber einer alten Ölheizung wirtschaftlich rechnet.
Wärmepumpenstrom kostet im Schnitt rund 22 bis 26 Cent pro kWh, Heizöl liegt bei rund 14 Cent pro kWh. Damit ergibt sich ein Wirkungsgrad von etwa 1,7 (24 / 14), ab dem eine Wärmepumpe günstiger heizt als eine Ölheizung.
Da moderne Wärmepumpen selbst unter ungünstigen Bedingungen einen Wirkungsgrad von mindestens 2,5 bis 3,0 erreichen, liegt die tatsächliche Einsparung meist deutlich höher: Heizen Sie mit einer Wärmepumpe mit Wirkungsgrad 4 statt mit Öl, sparen Sie pro verbrauchter Kilowattstunde Wärme rund 60 bis 65%der Brennstoffkosten ein.
Leistungszahl oder Jahresarbeitszahl? COP und JAZ im Vergleich
Zwei Kennzahlen beschreiben den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe:
- Leistungszahl, Coefficient of Performance (COP): Sie ermitteln den COP durch Messungen unter genormten Bedingungen nach DIN EN 14511. Der COP ist eine konstante Eigenschaft der Wärmepumpe und gibt für ein bestimmtes Wertepaar aus Quellentemperatur und Vorlauftemperatur eine feste Verhältniszahl an. Eine niedrigere Vorlauftemperatur und eine höhere Quellentemperatur führen zu einem höheren COP.
- Jahresarbeitszahl (JAZ): Die JAZ ist der Mittelwert des Wärmepumpen-Wirkungsgrades über ein gesamtes Betriebsjahr. Dafür messen Sie kontinuierlich den Stromverbrauch und die produzierte Wärme.
Die folgende Tabelle zeigt typische Werte nach Wärmepumpen-Art:
Wärmepumpenart | COP (A7/W35, Normbedingung) | Realistische JAZ im Betrieb |
Luft/Wasser-Wärmepumpe | 3,5 – 5,7 | 3,0 – 4,5 |
Sole/Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme) | 4,5 – 5,5 | 4,0 – 5,5 |
Wasser/Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser) | 4,5 – 6,0 | 4,5 – 5,5 |
Daneben begegnet Ihnen häufig der Begriff SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Er beschreibt einen saisonalen Mittelwert, wird allerdings nach einem genormten europäischen Verfahren für die Energieeffizienzkennzeichnung berechnet und eignet sich daher gut für den Vergleich verschiedener Modelle.
Wie ermitteln Sie die JAZ Ihrer Wärmepumpe?
Die JAZ müssen Sie nicht selbst messen. Das genormte Verfahren VDI 4650 leitet die JAZ aus den Herstellerangaben zum COP ab.
Die WOLF CHA-10 erreicht laut Herstellerangaben einen COP von 5,72 bei A7/W35 und 4,65 bei A2/W35. Im realen Jahresbetrieb, abhängig von Gebäude, Dämmung und Vorlauftemperatur, liegt die Jahresarbeitszahl typischerweise zwischen 3,5 und 4,5. Damit erfüllt die CHA-Monoblock die aktuellen Mindestanforderungen für die KfW-Förderung 458 komfortabel.
Aufgrund ihrer flexiblen Aufstellung eignet sich die Wärmepumpe besonders gut für die Nachrüstung in Bestandsgebäuden. Sie arbeitet bereits ab Vorlauftemperaturen von rund 30 °C, liefert bei Bedarf aber auch die 55 bis 65 °C, die klassische Heizkörper im Bestand benötigen.
Mit welcher JAZ wird die Wärmepumpe gefördert?
Für die KfW-Förderung 458 muss Ihre Wärmepumpe bestimmte JAZ-Mindestwerte erreichen.
- Luft/Wasser-Wärmepumpe: JAZ von mindestens 3,0
- Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpe: JAZ von mindestens 3,5
Zusätzlich erhalten Sie einen Effizienzbonus von 5%, wenn Ihre Wärmepumpe ein natürliches Kältemittel wie R290 nutzt oder es sich um eine Erdwärmepumpe handelt.
In Kombination mit Grundförderung, Klimageschwindigkeitsbonus und gegebenenfalls Einkommensbonus erreichen Sie 2026 eine Förderquote von bis zu 70% der förderfähigen Kosten, maximal 21.000 € pro Wohneinheit.
Praxistipp: So steigern Sie den Wirkungsgrad Ihrer Wärmepumpe
Die Leistungszahl und die Jahresarbeitszahl helfen Ihnen nicht nur bei der Wärmepumpenwahl. Sie zeigen Ihnen auch im laufenden Betrieb, wo Optimierungsbedarf besteht.
Maßnahme | Wirkung auf den Wirkungsgrad |
Vorlauftemperatur senken (z. B. durch Fußboden- oder Flächenheizung) | Senkung um 5 °C erhöht die JAZ um bis zu 10% |
Heizflächen vergrößern oder optimierte Heizkörper einbauen | reduziert die nötige Temperatur, ohne den Wärmebedarf zu erhöhen |
hydraulischen Abgleich durchführen | verteilt die Heizwärme effizient, vermeidet überhöhte Temperaturen |
effizienteren Kompressor nachrüsten | besonders bei älteren Wärmepumpen wirksam |
Wärmebedarf des Gebäudes senken (Dämmung) | ändert nichts an der Effizienz der Wärmepumpe selbst, senkt aber den Gesamtstromverbrauch |
regelmäßige Wartung | optimiert Einstellungen und stellt die Effizienz im Betrieb sicher |
Im Rahmen der regelmäßigen Wartung überprüft Ihr Heizungsbauer auch die Effizienz Ihrer Anlage und passt sie bei Bedarf an. Oft reicht schon die Optimierung der Einstellungen, um ein deutlich besseres Ergebnis zu erzielen. Das schont die Umwelt und spart Heiz- beziehungsweise Stromkosten.
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Wann ist eine Wärmepumpe wenig effizient?
Eine Wärmepumpe arbeitet wenig effizient, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Vorlauf dauerhaft groß bleibt. Das ist typischerweise der Fall bei:
- ungedämmten Altbauten mit durchgehend hohen Vorlauftemperaturen über 65 °C und gleichzeitig sehr alten, knapp dimensionierten Heizkörpern,
- fehlendem hydraulischem Abgleich, wodurch einzelne Räume mit unnötig hoher Vorlauftemperatur versorgt werden,
- falscher Dimensionierung der Anlage: eine zu klein ausgelegte Wärmepumpe läuft häufiger im ineffizienten Volllastbetrieb,
- fehlender oder veralteter Steuerung, die Temperatur und Heizkurve nicht an den tatsächlichen Bedarf anpasst.
In den meisten dieser Fälle senkt bereits eine moderate Optimierung, etwa ein hydraulischer Abgleich oder der Austausch einzelner Heizkörper, die benötigte Vorlauftemperatur deutlich und macht die Wärmepumpe wieder wirtschaftlich. Ein vollständiger Heizlastnachweis und eine korrekte Dimensionierung durch Ihren Fachbetrieb sind daher vor dem Einbau Pflicht.
Fazit: Wirkungsgrad verstehen, Wärmepumpe richtig einordnen
Der Wirkungsgrad ist die zentrale Kennzahl, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit Ihrer Wärmepumpe zu bewerten. Mit der Formel verstehen Sie, warum die Vorlauftemperatur die wichtigste Stellschraube ist, und mit COP, SCOP und JAZ ordnen Sie Herstellerangaben und reale Messwerte richtig ein. Für die KfW-Förderung 458 benötigen Sie 2026 mindestens eine JAZ von 3,0 – ein Wert, den moderne Wärmepumpen wie die WOLF CHA-Monoblock deutlich übertreffen. Lassen Sie die JAZ Ihrer geplanten Anlage mit dem WOLF JAZ-Rechner ermitteln und sichern Sie sich so den Nachweis für Ihren Förderantrag.
Häufig gestellte Fragen zum Wirkungsgrad der Wärmepumpe
Den theoretischen Wirkungsgrad berechnen Sie mit der Formel ηc = Th / (Th − Tk), wobei Th und Tk die absoluten Temperaturen von Vorlauf und Wärmequelle in Kelvin sind. Der reale COP liegt meist bei 40 bis 65% dieses Werts.
Ja, eine Jahresarbeitszahl von 4 bedeutet, dass aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Heizwärme entstehen. Dieser Wert liegt für Luft/Wasser-Wärmepumpen im oberen Bereich des realistischen Spektrums und übertrifft die Mindestanforderung für die KfW-Förderung 458 (JAZ ≥ 3,0) deutlich.
Ein Wirkungsgrad von 2,5 liegt am unteren Ende des üblichen Spektrums und ist meist die Folge hoher Vorlauftemperaturen, wie sie in ungedämmten Altbauten üblich sind. Gegenüber Öl und Gas ist die Wärmepumpe damit in der Regel trotzdem wirtschaftlich, für die KfW-Förderung reicht ein Wert von 2,5 jedoch allein nicht aus.
Bei niedrigen Außentemperaturen steigt die Temperaturdifferenz zur Vorlauftemperatur, wodurch der Wirkungsgrad sinkt. Eine moderne Luft/Wasser-Wärmepumpe erreicht jedoch selbst bei einer Außentemperatur von −7 °C und einer Vorlauftemperatur von 35 °C noch einen COP von 2,5 bis 3,5 und bleibt somit funktionsfähig und wirtschaftlich.
Der COP beschreibt die Effizienz zu einem festen Zeitpunkt unter genau definierten Normbedingungen. Der SCOP ist ein nach europäischem Verfahren berechneter saisonaler Mittelwert, der zur Energieeffizienzkennzeichnung verwendet wird. Die JAZ ist schließlich der reale, über ein Betriebsjahr gemessene oder nach VDI 4650 berechnete Mittelwert für Ihre konkrete Anlage in Ihrem Gebäude.
