Wärmepumpe im Winter: Funktioniert sie bei Minusgraden?

Woher die Wärme bei Frost kommt

Eine Wärmepumpe nutzt ein Kältemittel, das laut BWP noch bei zweistelligen Minusgraden verdampft. Der Verdichter bringt es anschließend auf Heiztemperatur. Je größer der Abstand zwischen Außenluft und benötigter Vorlauftemperatur, desto mehr Strom braucht dieser Schritt. Deshalb sinkt die Effizienz einer Luft-Wärmepumpe an kalten Tagen.

Erdreich und Grundwasser haben im Winter laut Umweltbundesamt eine relativ hohe, stabile Temperatur. Das zeigt sich im Fraunhofer-Feldtest: Erdreich-Wärmepumpen kamen im Mittel auf eine Jahresarbeitszahl von 4,3, Luft/Wasser-Wärmepumpen auf 3,4.

Geplant wird für den kältesten Tag am Standort

Grundlage der Planung ist die Heizlast nach DIN EN 12831 bei der Normaußentemperatur Ihres Standorts. Sie liegt in Deutschland je nach Ort zwischen etwa −18,8 und −4,2 °C. Laut BWP werden diese Temperaturen in der Praxis selten erreicht, meist nur wenige Stunden im Jahr.

Der Punkt, bis zu dem die Wärmepumpe das Haus allein beheizt, heißt Bivalenzpunkt. Im Dimensionierungsbeispiel des BWP (Einfamilienhaus, Baujahr 1970, Potsdam, Normaußentemperatur −12 °C) liegt er bei −5 °C. Die Wärmepumpe deckt dort 98,8 % der Jahreswärme, der Heizstab 1,2 %.

Der Heizstab: Reserve für Spitzen

Die meisten Luft-Wasser-Wärmepumpen haben einen elektrischen Heizstab für sehr kalte Tage. Die Fachleute gewichten ihn unterschiedlich: Das Umweltbundesamt empfiehlt, die Wärmepumpe so zu planen, dass sie im regulären Betrieb ohne Heizstab auskommt, und ihn standardmäßig zu deaktivieren. Der BWP plant bewusst einen kleinen Anteil ein, damit die Wärmepumpe seltener taktet.

Einig sind sich beide: Eine zu kleine Wärmepumpe lässt den Heizstab häufig anspringen, und das ist teuer. Im Fraunhofer-Feldtest übernahm er 1,3 % der elektrischen Arbeit; die Forschenden weisen darauf hin, dass die Messperiode vergleichsweise mild war.

Abtauen: ein normaler Vorgang

Bei Kälte kann der Wärmeüberträger der Außeneinheit vereisen. Eine automatische Abtaufunktion schützt ihn laut BWP davor. Das Umweltbundesamt weist darauf hin, dass Abtauvorgänge im Winter eigene Geräusche erzeugen. Es empfiehlt, sich vorab eine Referenzanlage anzuhören. Arbeitet die Anlage nachts im leisen Modus, sinkt die Heizleistung – auch das gehört in die Planung.

Und bei einem Stromausfall?

Bei einem Stromausfall stehen laut BWP alle Heizungen still, auch Öl- und Gasheizungen und Fernwärme, weil Steuerung und Umwälzpumpen Strom brauchen. Frosteinwirkungen werden bei Entwicklung und Installation von Wärmepumpen berücksichtigt. Nach einem außergewöhnlich langen Ausfall rät der BWP, den Fachbetrieb hinzuzuziehen.

Davon zu unterscheiden ist die Steuerung nach § 14a EnWG: Der Netzbetreiber darf eine Wärmepumpe bei drohender Netzüberlastung vorübergehend auf 4,2 kW drosseln. Sie heizt in dieser Zeit mit reduzierter Leistung weiter.