Wirkungsgrad Wärmepumpe: COP, SCOP und JAZ erklärt

Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist das Verhältnis zwischen abgegebener Heizwärme und eingesetzter elektrischer Energie. Er ist keine einzelne Zahl, sondern eine Familie von Kennzahlen. Der COP-Wert misst einen Augenblick im Labor. Der SCOP bildet eine simulierte Heizsaison ab. Die Jahresarbeitszahl erfasst ein reales Betriebsjahr am eingebauten Gerät. Alle drei nutzen dieselbe Grundformel: Wärmeabgabe geteilt durch Stromaufnahme.

COP, SCOP und JAZ im Vergleich

Der COP misst einen Moment, der SCOP eine Norm-Saison und die Jahresarbeitszahl ein echtes Betriebsjahr. Felddaten von Fraunhofer ISE aus dem Jahr 2025 zeigen die Lücke deutlich. Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen im Betrieb eine JAZ von durchschnittlich 3,4. Hersteller geben für dieselbe Geräteklasse SCOP-Werte von 4,5 bis 5,0 an. Kaufentscheidungen sollten deshalb nie allein auf dem SCOP beruhen.

Warum kann der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe über 100 Prozent liegen?

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe übersteigt 100 Prozent, weil sie Wärme transportiert statt sie zu erzeugen. Das verstößt nicht gegen den Energieerhaltungssatz. Eine Wärmepumpe mit COP 4 setzt 1 Kilowattstunde Strom ein. Sie entzieht der Umgebung zusätzlich 3 Kilowattstunden Wärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser. Beide Anteile zusammen ergeben 4 Kilowattstunden Nutzwärme. Kein Joule Energie entsteht aus dem Nichts.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik erklärt, warum dafür überhaupt Strom nötig ist. Wärme fließt nicht von selbst vom kälteren zum wärmeren Ort. Der Verdichter der Wärmepumpe leistet genau diese Arbeit gegen das natürliche Temperaturgefälle. Ohne elektrische Energie bliebe die Umweltwärme ungenutzt.

Was ist der Carnot-Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?

Der Carnot-Wirkungsgrad markiert die physikalisch maximale Leistungszahl zwischen zwei Temperaturniveaus. Die Formel lautet: Carnot-COP = T_warm / (T_warm − T_kalt), beide Temperaturen in Kelvin. Diese Grenze gilt für einen idealen, verlustfreien Kreisprozess. Kein reales Gerät erreicht sie vollständig.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Nehmen wir den Standard-Prüfpunkt A2/W35: 2 °C Außenluft (275,15 Kelvin) und 35 °C Vorlauf (308,15 Kelvin). Die Temperaturdifferenz beträgt 33 Kelvin. Der Carnot-COP liegt bei 308,15 geteilt durch 33, also rund 9,3. Reale Wärmepumpen erreichen laut Fachliteratur 40 bis 60 Prozent dieses theoretischen Werts. Das ergibt einen realistischen COP zwischen 3,7 und 5,6 bei diesem Betriebspunkt. Dieser Bereich deckt sich mit den COP-Angaben, die Hersteller für A2/W35 tatsächlich veröffentlichen.

Der Quotient aus realem COP und Carnot-COP heißt Gütegrad. Ein Gütegrad von 50 Prozent bedeutet: Die Wärmepumpe schöpft die halbe theoretische Obergrenze aus. Verdichter-Reibung, Wärmetauscher-Verluste und Druckabfälle in den Leitungen erklären die Differenz zum Idealwert.

Welche Faktoren beeinflussen den realen Wirkungsgrad?

Die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Vorlauf bestimmt den Wirkungsgrad stärker als jeder andere Faktor. Je kleiner dieser Temperaturhub, desto höher der COP. Vier Stellschrauben wirken in der Praxis zusammen.

Die Vorlauftemperatur hängt direkt von der Heizfläche ab. Fußbodenheizungen benötigen 28 bis 35 °C. Unsanierte Heizkörper verlangen oft 55 bis 65 °C. Diese Differenz erklärt, warum dieselbe Wärmepumpe im Neubau eine JAZ von 4,5 und im unsanierten Altbau nur 2,5 erreichen kann.

Welchen Wirkungsgrad erreichen Wärmepumpen 2026 in der Praxis?

Wärmepumpen erreichten 2025 im Feldtest eine Jahresarbeitszahl zwischen 2,6 und 5,4, abhängig von Wärmequelle und Gebäude. Das zeigt das Forschungsprojekt „WP-QS im Bestand" des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. Die Forschenden vermaßen 77 Anlagen in Ein- bis Dreifamilienhäusern über 4 Jahre.

Luft-Wasser-Wärmepumpen (61 der 77 Anlagen) erreichten im Mittel eine JAZ von 3,4. Erdgekoppelte Sole-Wasser-Anlagen (16 Anlagen) kamen auf durchschnittlich 4,3. Ein Zusammenhang zwischen Baujahr des Gebäudes und Effizienz ließ sich nicht nachweisen. Elektrische Heizstäbe übernahmen bei Luft-Wasser-Anlagen nur 1,3 Prozent der Stromarbeit.

Aktuelle Datenblatt-Werte einzelner Modelle liegen über diesen Feldmittelwerten. Die Vaillant aroTHERM VWL 75/6 A erreicht laut Hersteller-Datenblatt einen SCOP von rund 4,75. Der Abstand zwischen Datenblatt und Feldmessung bestätigt: SCOP-Werte eignen sich für den Geräte-Vergleich, nicht als Kostenprognose für ein konkretes Haus.

Was bedeutet der Wirkungsgrad für Ihre Heizkosten?

Ein Punkt mehr Jahresarbeitszahl senkt den Stromverbrauch für dieselbe Heizwärme deutlich. Die folgende Rechnung nutzt die beiden Fraunhofer-ISE-Feldmittelwerte für einen Jahreswärmebedarf von 15.000 Kilowattstunden.

Die Rechnung setzt einen Wärmepumpen-Stromtarif von 25 bis 30 Cent je Kilowattstunde an (Stand 2026, anbieterabhängig). Der Gaspreis liegt bei 11,6 Cent je Kilowattstunde (BDEW-Gaspreisanalyse, April 2026). Ein normaler Haushaltsstromtarif liegt mit rund 39,7 Cent je Kilowattstunde deutlich höher. Ein separater Wärmepumpentarif senkt die Kosten also zusätzlich zur reinen Wirkungsgrad-Frage.

Welche Förderung gibt es für effiziente Wärmepumpen?

Die BEG-Förderung bezuschusst effiziente Wärmepumpen seit dem 21. Juli 2026 mit neuen Sätzen. Die Grundförderung bleibt bei 30 Prozent der förderfähigen Kosten. Der Klimageschwindigkeitsbonus sinkt auf 16 Prozent und nimmt ab dem 1. Februar 2027 schrittweise weiter ab. Der Einkommensbonus erreicht je nach Haushaltseinkommen bis zu 40 Prozent. Der frühere Effizienzbonus von 5 Prozent für natürliche Kältemittel entfällt seit diesem Stichtag ersatzlos. In Summe deckelt die KfW die Förderung auf 70 Prozent der förderfähigen Kosten, bei niedrigem Einkommen auf 80 Prozent. Förderfähig ist nur eine Wärmepumpe aus der BAFA-Liste förderfähiger Anlagen mit nachgewiesener Effizienz.

Häufige Fragen zum Wirkungsgrad der Wärmepumpe

Ist ein höherer COP immer besser?

Ein höherer COP ist nur bei vergleichbarer Messbedingung aussagekräftig. Ein COP von 5,0 bei A7/W35 sagt nichts über den Betrieb bei minus 10 °C aus. Vergleichen Sie Geräte deshalb immer am selben Prüfpunkt.

Was ist ein guter Wirkungsgrad für eine Wärmepumpe?

Eine Jahresarbeitszahl ab 3,0 gilt als wirtschaftliche Untergrenze im Altbau. Die Verbraucherzentrale nennt diesen Wert als Schwelle gegenüber einer modernen Gasheizung. Neubauten mit Fußbodenheizung erreichen häufig eine JAZ von 4,0 bis 4,5.

Warum unterscheiden sich SCOP und JAZ?

Der SCOP rechnet mit Normklima, die JAZ mit dem Wetter vor Ort. Nutzerverhalten, Installationsqualität und reale Wintertemperaturen fehlen im SCOP vollständig. Die JAZ bildet sie ab.

Kann der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe sinken?

Ja, Verschmutzung, fehlende Wartung und ein falsch eingestellter hydraulischer Abgleich senken den Wirkungsgrad über die Jahre. Ein verschmutzter Luft-Wärmetauscher oder ein sinkender Sole-Frostschutz mindern die Leistungszahl spürbar. Jährliche Wartung erhält den Ausgangswert.

Fazit: Eine Kennzahl-Familie, kein einzelner Wert

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe lässt sich nicht auf eine Zahl reduzieren. COP, SCOP und Jahresarbeitszahl beschreiben dieselbe physikalische Größe zu unterschiedlichen Zeitpunkten und mit unterschiedlicher Praxisnähe. Für die Kaufentscheidung zählt der SCOP als Vergleichswert. Für die tatsächlichen Heizkosten zählt allein die Jahresarbeitszahl im eigenen Gebäude.