Die Wärmepumpe hat sich in der Schweiz als Wärmeerzeuger der Wahl durchgesetzt: Die grosse Mehrheit der Neubauten ist damit ausgerüstet, und bei Sanierungen geht der Trend in dieselbe Richtung. Aber wie schafft es diese Maschine, ein ganzes Haus zu heizen und dabei so wenig Strom zu verbrauchen? Dieser Leitfaden erklärt die Wärmepumpe Funktionsweise Schritt für Schritt: das thermodynamische Prinzip, den Kältekreislauf in 4 Phasen, die drei Energiequellen, den COP — und sogar die Kühlfunktion.
Das Prinzip: eine thermodynamische Heizung
Eine Wärmepumpe (WP) ist eine thermodynamische Heizung. Sie erzeugt keine Wärme durch Verbrennung eines Brennstoffs: Sie gewinnt die gratis verfügbare Energie aus der Umwelt — Luft, Erdreich oder Wasser — und gibt sie als Wärme ins Hausinnere ab.
Konkret wird die in der Aussenluft, im Boden oder im Grundwasser enthaltene Wärme zuerst über einen Verdampfer entzogen und dann über einen Verflüssiger ins Heizsystem eingespeist. Genau darin liegt die Effizienz des Systems: Um den gesamten Heizbedarf zu decken, bezieht die WP den Grossteil der Energie aus der Umwelt und ergänzt nur einen kleinen Anteil elektrischer Energie, die der Verdichter benötigt.
Das Prinzip funktioniert auch bei Kälte. Luft mit -10 °C enthält immer noch nutzbare thermische Energie: Das Kältemittel im Kreislauf verdampft bei noch viel tieferen Temperaturen und kann so selbst mitten im Winter Wärme aufnehmen.
Der Kältekreislauf in 4 Phasen
Das Herz einer Wärmepumpe ist ein geschlossener Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert. Dieses Fluid wechselt fortlaufend seinen Zustand — flüssig, gasförmig, dann wieder flüssig — während es vier Komponenten durchläuft. Dieser Kreislauf transportiert die Wärme von aussen nach innen.
1. Der Verdampfer: Wärme aufnehmen
Die draussen gewonnene Wärme (aus Luft, Erdreich oder Wasser) wird vom Verdampfer aufgenommen, der das Kältemittel in flüssigem Zustand und bei sehr tiefer Temperatur enthält. Im Kontakt mit dieser Umweltenergie erwärmt sich das Fluid und geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Umweltwärme ist nun im Kreislauf gespeichert.
2. Der Verdichter: Temperatur anheben
Der Verdichter saugt das gasförmige Kältemittel an und komprimiert es stark. Diese Kompression erhöht Temperatur und Druck des Gases: In dieser Phase wird aus lauwarmer, so nicht nutzbarer Wärme eine für die Heizung ausreichend hohe Temperatur. Hier — und nur hier — verbraucht die WP elektrische Energie.
3. Der Verflüssiger: Wärme an die Heizung abgeben
Das heisse, gasförmige Kältemittel durchläuft anschliessend den Verflüssiger (Kondensator), in dem das Wasser des Heizkreises zirkuliert. Beim Verflüssigen gibt das Fluid seine gespeicherte Wärme an den Warmwasser-Heizkreis ab, der die verschiedenen Wärmeabgabesysteme des Gebäudes versorgt: Bodenheizung, Niedertemperatur-Heizkörper, Wassererwärmer.
4. Das Expansionsventil: den Kreis schliessen
Im Expansionsventil fallen Temperatur und Druck des Kältemittels schlagartig ab. Es kehrt in seinen Ausgangszustand zurück — flüssig und kalt — und fliesst zum Verdampfer, wo ein neuer Zyklus beginnt. Der Kreislauf dreht sich kontinuierlich, solange das Haus Wärme braucht.
Die 3 Energiequellen: Luft, Erdreich, Wasser
Der Kreislauf ist immer derselbe; was sich von Anlage zu Anlage ändert, ist die Quelle, aus der der Verdampfer die Wärme bezieht.
Die Luft-Wasser-WP: die häufigste Lösung
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Aussenluft über einen Ventilator die Wärme und überträgt sie auf den Heizwasserkreis. Es ist die mit Abstand verbreitetste Lösung in der Schweiz: keine Bohrung, keine aufwändige Bewilligung, kontrollierte Installationskosten. Unsere Seite zur Wärmepumpe zeigt die möglichen Konfigurationen für Ihr Haus im Detail.
Die Sole-Wasser-WP: die Erdwärme
Die im Erdreich gespeicherte natürliche Energie lässt sich mit vertikalen Erdwärmesonden nutzen, die bis 300 Meter tief in den Untergrund reichen. Mit dem Untergrund wird kein Material ausgetauscht, sondern nur Wärme. Im Rohrsystem zirkuliert eine Sole aus Wasser und Frostschutzmittel — daher der Name Sole-Wasser-Wärmepumpe. Da die Erdreichtemperatur das ganze Jahr stabil bleibt, ist der Wirkungsgrad auch mitten im Winter hoch — und mit Erdwärme lässt sich im Sommer zudem kühlen.
Die Wasser-Wasser-WP: das Grundwasser
Grundwasser weist das ganze Jahr hindurch eine nahezu konstante Temperatur auf und ist deshalb als Wärmequelle für eine Wärmepumpenheizung optimal. Auch Oberflächenwasser aus Seen und Flüssen kann als Quelle dienen. Der Betrieb einer Wasser-Wasser-WP ist allerdings immer bewilligungs- und konzessionspflichtig (Kanton, Gemeinde). Dieser Anlagentyp existiert in der Schweiz, bleibt aber seltener als Luft-Wasser und Erdwärme.
Der COP: Wie viel leistet die WP wirklich?
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird mit dem Coefficient of Performance (COP) gemessen: dem Verhältnis zwischen der abgegebenen Nutzenergie — der Heizwärme — und dem Stromverbrauch des Verdichters.
In der Praxis liefert 1 kWh verbrauchter Strom 3 bis 4 kWh Wärme ins Haus: Die übrigen 2 bis 3 kWh stammen gratis aus der Umwelt. Für einen seriösen Anlagenvergleich zählt die Jahresarbeitszahl (der Jahres-COP), gemessen über eine komplette Heizsaison unter realen Bedingungen.
Genau dieser Wirkungsgrad macht auch die Kombination mit Solarstrom so attraktiv: Eine Photovoltaikanlage, die den Verdichter mit selbst produziertem Strom versorgt, senkt die Betriebskosten zusätzlich — und jede solare kWh, die in die WP fliesst, wird zu 3 bis 4 kWh im Heizkreis.
Eine Wärmepumpe kann auch kühlen
Dank der Kühlfunktion wird die WP zur wirtschaftlichen und klimafreundlichen Alternative, um Ihr Zuhause im Sommer zu kühlen. Zwei Betriebsarten stehen zur Verfügung.
Die aktive Kühlung nutzt den Verdichter der Wärmepumpe. Sie läuft im Normalbetrieb, nur ist der Kältekreislauf umgekehrt: Die Wärme wird der Innenraumluft entzogen und nach draussen abgegeben. Die Maschine kühlt, statt zu heizen.
Die passive Kühlung, auch Free Cooling genannt, erfordert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe. Der Verdichter bleibt im Standby: Der Kreislauf nutzt direkt die Kühle des Erdreichs und gibt sie ins Hausinnere weiter. Die Methode beruht darauf, dass der Untergrund auch im Sommer eine Temperatur von rund 10 °C hält. Der Stromverbrauch ist dabei praktisch null.
Die modernen Kältemittel
Das Kältemittel ist der Träger des gesamten Kreislaufs, und seine Umweltbilanz war lange der Schwachpunkt der Wärmepumpen. Das ist Vergangenheit. I.ON installiert ausschliesslich Kältemittel, die der Schweizer Kältemittelverordnung entsprechen, die Anfang 2020 in Kraft getreten ist.
Die Mehrheit der neuen Wärmepumpen läuft mit dem natürlichen Kältemittel R-290 — Propan — mit einem GWP (Global Warming Potential) von 3, oder mit R32, das einen GWP von 675 aufweist. Werte ohne Vergleich zu älteren Fluiden wie R-410A, das in vielen bestehenden Anlagen noch im Einsatz ist. Der GWP definiert die Treibhauswirkung eines Kilos Kältemittel im Verhältnis zu einem Kilo CO2.
Und der Lärm?
Eine der häufigsten Fragen — und die Antwort ist beruhigend: Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen sind im Betrieb kaum hörbar. Jahre an Forschung und Entwicklung haben die Geräusche aller Komponenten auf ein Minimum reduziert — insbesondere die tiefen Frequenzen, die als besonders störend empfunden werden. Das Ergebnis: Die Ausseneinheit einer modernen WP lässt sich problemlos in dicht bebauten Zonen installieren.
Das Wichtigste in Kürze
Die Funktionsweise einer Wärmepumpe in einem Satz: Ein Kältemittel nimmt die gratis verfügbare Umweltwärme auf, ein Verdichter konzentriert sie, ein Verflüssiger überträgt sie auf die Heizung, und ein Expansionsventil schliesst den Kreis. Das Resultat: 3 bis 4 kWh Wärme pro kWh Strom, Komfort im Sommer wie im Winter und Kältemittel, die heute fast klimaneutral sind.
Der rasche Aufschwung dieser Technologie garantiert jedoch nicht automatisch ihren optimalen Einsatz: Sorgfältige Planung, korrekte Dimensionierung und fachgerechte Installation machen über 20 bis 25 Betriebsjahre den Unterschied. Genau das bündeln unsere I.ON Experten — von der ersten Analyse bis zur Inbetriebnahme.