Wärmepumpe bei Minusgraden: Effizienz, Fakten & Mythen

Physik: Wie funktioniert die Wärmepumpe bei Kälte?

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme — selbst bei Minusgraden. Der physikalische Trick: Das Kältemittel im Kreislauf verdampft bei sehr niedrigen Temperaturen (R290: −42 °C, R32: −52 °C). Solange die Außentemperatur über dem Siedepunkt des Kältemittels liegt, kann die Wärmepumpe Wärme aufnehmen.

Der entscheidende Wert ist der COP (Coefficient of Performance) — das Verhältnis von abgegebener Wärme zu eingesetztem Strom:

Selbst bei −15 °C holt die Wärmepumpe aus 1 kWh Strom noch 2–2,3 kWh Wärme — das ist immer noch doppelt so effizient wie ein Heizstab (der aus 1 kWh Strom genau 1 kWh Wärme macht).

Zum Vergleich: In Deutschland gibt es pro Jahr durchschnittlich nur 10–15 Tage mit Temperaturen unter −5 °C. An den übrigen 350 Tagen läuft die Wärmepumpe mit COP-Werten von 3,0–6,0 — im Jahresschnitt ergibt das eine ordentliche JAZ von 3,5–4,5.

SCOP: Der jahreszeitliche Effizienzwert

Neben dem COP (Momentanwert) ist der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) der relevante Wert für die Winter-Performance. Er misst die durchschnittliche Effizienz über die gesamte Heizperiode (nicht nur einen einzelnen Messpunkt). Der SCOP wird nach EN 14825 in drei Klimazonen gemessen:

Deutschland liegt in der mittleren Klimazone. Ein SCOP von 3,5–4,5 bedeutet: Über die gesamte Heizperiode (Oktober–April) erhalten Sie aus 1 kWh Strom 3,5–4,5 kWh Wärme.

Der Abtauvorgang: Was passiert bei Frost?

Bei Außentemperaturen unter +5 °C und hoher Luftfeuchtigkeit bildet sich Reif auf dem Verdampfer (der Lamellenstruktur des Außengeräts). Dieser Reif isoliert den Verdampfer und reduziert die Effizienz. Die Wärmepumpe muss abtauen.

Der Abtauvorgang läuft wie folgt ab:

1. Die WP erkennt den Reif anhand der Temperaturdifferenz (Verdampfer zu kalt).
2. Durch eine Kreislaufumkehr leitet die Wärmepumpe kurzzeitig Wärme aus dem Haus zurück zum Außengerät, um das Eis zu schmelzen. Falls nötig, unterstützt der Heizstab im Innengerät, um ein Auskühlen des Heizwassers zu verhindern.
3. Das Reifwasser tropft ab.
4. Die WP läuft normal weiter.

Ein Abtauzyklus kostet etwa 0,05–0,15 kWh Strom — bei 2–4 Zyklen pro Tag sind das 0,2–0,6 kWh pro Tag. Das entspricht 3–5 Prozent des Tagesverbrauchs der WP im Winter. Der Abtauvorgang ist also kein Stromfresser, sondern ein normaler Teil des Winterbetriebs.

R290 (Propan) und die Vorlauftemperatur

Das Kältemittel R290 (Propan) ist der entscheidende Gamechanger für den Winterbetrieb. Im Vergleich zu älteren Kältemitteln (R410A) erreicht R290 deutlich höhere Vorlauftemperaturen:

Warum ist die Vorlauftemperatur wichtig? Alte Heizkörper (Baujahr vor 1990) benötigen Vorlauftemperaturen von 55–65 °C, um das Haus ausreichend zu erwärmen. Eine WP mit R410A (max. 55 °C) schafft das im Winter oft nicht — der Heizstab springt ein (teuer). Eine WP mit R290 liefert auch bei −10 °C noch 60–65 °C Vorlauf. Das bedeutet: Auch Altbauten mit Heizkörpern können mit einer R290-Wärmepumpe effizient beheizt werden.

Der Heizstab: Wann springt er ein?

Der Heizstab (1–9 kW, je nach WP-Größe) ist ein elektrischer Zusatzheizer, der in Extremfällen einspringt:

1. Abtauen des Verdampfers: Kurzzeitiger Betrieb (2–5 Minuten), siehe oben.
2. Extrem tiefe Außentemperaturen (< −20 °C): In Deutschland äußerst selten.
3. Zu hoher Wärmebedarf: Wenn die WP die volle Heizleistung allein nicht schafft (falsch dimensionierte Anlage).
4. Warmwasser-Legionellenschutz: 1× pro Woche heizt der Heizstab den Speicher kurz auf 60 °C auf.

Der Heizstab-Mythos: Viele glauben, der Heizstab läuft den ganzen Winter durch und treibt die Stromkosten in die Höhe. Das ist falsch. Bei korrekt dimensionierten Anlagen deckt der Heizstab weniger als 5 Prozent der jährlichen Heizarbeit ab. Bei einer R290-WP sind es sogar weniger als 3 Prozent.

Praxisbeispiel: Norwegen — 60 % heizen mit WP

Norwegen ist das beste Argument für die Wintertauglichkeit von Wärmepumpen. Über 60 Prozent aller norwegischen Haushalte heizen mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe — in einem Land, in dem Wintertemperaturen von −20 °C im Landesinneren die Regel sind. Trotz Kälte liegt die durchschnittliche JAZ norwegischer Wärmepumpen bei 3,0–3,3 — immer noch dreimal effizienter als ein Heizstab.

Die norwegische Erfahrung zeigt: Eine Wärmepumpe funktioniert auch bei strengem Frost — vorausgesetzt, sie ist korrekt dimensioniert und verwendet ein modernes Kältemittel (R290).

Stromverbrauch: Winter vs. Sommer

Der Stromverbrauch der Wärmepumpe schwankt im Jahresverlauf stark:

Im kältesten Monat (Januar) verbraucht die WP etwa 9× mehr Strom als im wärmsten Heizmonat (Juli mit nur Warmwasser). Das ist normal und im Strompreis einkalkuliert — mit einem WP-Stromtarif (22–26 Ct/kWh) liegen die jährlichen Stromkosten bei 1.250–1.500 €.

Die hartnäckigsten Wärmepumpen-Winter-Mythen im Faktencheck

Mythos 1: «Die Wärmepumpe funktioniert nicht unter 0 °C.»

Falsch. Moderne Luft-WP arbeiten bis −20 °C effizient — in Norwegen bei −20 °C bewiesen. Der COP sinkt zwar, bleibt aber >2,0.

Mythos 2: «Der Heizstab läuft den ganzen Winter durch.»

Falsch. Der Heizstab deckt <5 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs ab, meist nur für den Abtauvorgang und die Legionellenschaltung. Bei korrekt dimensionierten R290-WP sind es <3 Prozent.

Mythos 3: «Die Stromrechnung explodiert im Winter.»

Im Januar ist der Verbrauch tatsächlich 9× höher als im Juli — aber das ist für alle Heizungen normal (auch eine Gasheizung braucht im Winter mehr). Der absolute Strompreis bleibt durch den WP-Tarif (22–26 Ct/kWh) bezahlbar.

Mythos 4: «Ohne Fußbodenheizung geht es nicht.»

Falsch. Eine R290-WP mit 75 °C Vorlauf kann auch Heizkörper bedienen. In Altbauten kann ein hydraulischer Abgleich und der Tausch einzelner Heizkörper nötig sein — das ist aber einmalig und kostet 1.000–4.000 €.

Winter-Checkliste für WP-Besitzer

Wenn Sie bereits eine Wärmepumpe haben oder eine planen, sollten Sie folgende Punkte prüfen:

1. Kältemittel: R290 (Propan) wählen — maximale Vorlauftemperatur bei kalten Tagen.
2. Außengerät-Standort: Windgeschützt aufstellen (keine direkte Nordseite, kein Schneeverwehungs-Risiko). Freiraum von 30 cm an der Rückseite einhalten.
3. Pufferspeicher: Ein Pufferspeicher (200–500 l) dämpft Temperaturschwankungen und reduziert die Taktfrequenz der WP.
4. Hydraulischer Abgleich: Lassen Sie vor dem ersten Winter einen hydraulischen Abgleich durchführen — er optimiert die Heizwasserverteilung.
5. Vorlauftemperatur prüfen: Im Winter sollte die Vorlauftemperatur nicht über 55 °C liegen (bei R290-WP möglich). Falls nötig, die Heizkurve anpassen.
6. Schnee räumen: Bei starkem Schneefall das Außengerät freihalten — ein zugewehtes Gerät kann nicht arbeiten.

Fazit: Wärmepumpe im Winter — kein Problem

Die Wärmepumpe ist auch bei Minusgraden eine hocheffiziente und zuverlässige Heizung. Moderne R290-Geräte liefern selbst bei −15 °C ausreichend Wärme für den deutschen Winter. Der Stromverbrauch steigt im Winter an — das ist normal und für alle Heizungen gleich. Die Investition in eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit R290 lohnt sich doppelt: niedrige Betriebskosten und keine Angst mehr vor kalten Tagen.