Leistungskennlinien von Wärmepumpen — Heizleistung, COP und Einsatzgrenzen

Ein Gaskessel liefert seine 20 kW bei jedem Wetter — eine Luft-Wärmepumpe nicht: Ihre Heizleistung und ihr COP hängen von Außen- und Vorlauftemperatur ab, und genau am kältesten Tag liefert sie am wenigsten. Wer die Kennlinien aus dem Datenblatt lesen kann, bestimmt daraus Gerätegröße, Bivalenzpunkt und Heizstab-Bedarf. Dieses Nachschlagewerk zeigt die Systematik — mit einem vollständig durchgerechneten Beispiel: 10-kW-Haus, 9-kW-Gerät, Bivalenzpunkt bei etwa −4 °C.

Das Wichtigste in Kürze

• Die Heizleistung ist eine Funktion zweier Temperaturen: Q̇_H = f(T_Quelle, T_Vorlauf) — bei Luft-WP sinkt sie von A7 nach A−7 auf typisch 70 % der Nennleistung.
• Die EN-14511-Prüfpunkte (A7, A2, A−7, A−15 bei W35/W55) sind die Stützstellen jeder Auslegung — zwischen ihnen wird linear interpoliert.
• Der Bivalenzpunkt ist der Schnittpunkt von Gebäudelast- und Gerätekennlinie; üblich sind −3 bis −7 °C, darunter ergänzt der Heizstab.
• Inverter modulieren typisch im Bereich 30–100 % — der Teillast-COP liegt dabei oft über dem Volllastwert.
• Abtauverluste (2–5 % des Jahresstromverbrauchs) sind um den Gefrierpunkt am größten, nicht bei trockenem Extremfrost.

Heizleistung und COP: eine Funktion zweier Temperaturen

Q̇_H = f(T_Quelle, T_Vorlauf) — beide Achsen wirken, aber unterschiedlich stark:

• Außentemperatur (Luft-WP): wirkt kräftig auf Leistung und COP. Faustwert: von +7 °C auf −7 °C sinkt die Heizleistung auf rund 70 %, der COP um etwa ein Drittel.
• Vorlauftemperatur: wirkt vor allem auf den COP (ca. 2–2,5 % Verlust je Kelvin), auf die Heizleistung deutlich schwächer (unter 1 % je Kelvin).

Typisches Kennfeld eines modernen Inverter-Geräts (Beispielgerät, Nennleistung 9,0 kW bei A7/W35):

Betriebspunkt	Heizleistung	in % von A7/W35	COP
A7/W35	9,0 kW	100 %	4,6
A2/W35	7,8 kW	87 %	3,9
A−7/W35	6,3 kW	70 %	3,1
A−15/W35	5,0 kW	56 %	2,4
A−7/W55	5,9 kW	66 %	2,3

Zwei Lektionen stecken in der Tabelle: Erstens ist die „Nennleistung" ein Schönwetterwert — maßgeblich für die Auslegung ist die Leistung am Auslegungspunkt. Zweitens kostet der Wechsel von Fußbodenheizung (W35) auf Heizkörperniveau (W55) bei −7 °C rund ein Viertel des COP.

Die Prüfpunkte nach EN 14511 lesen

Die Nomenklatur: A (Air) bzw. B (Brine)/W (Water) mit Quelltemperatur, dann W mit Vorlauftemperatur. A−7/W35 heißt: −7 °C Außenluft, 35 °C Vorlauf. Ein vollständiges Datenblatt nennt Heizleistung und COP mindestens bei A7, A2, A−7 (besser auch A−15) für W35 und W55 — nur dann lässt sich die Anlage für ein konkretes Gebäude durchrechnen. Zwischen den Prüfpunkten darf für Planungszwecke linear interpoliert werden.

Beispiel: Leistung des Beispielgeräts bei −12 °C (W35), interpoliert zwischen A−15 (5,0 kW) und A−7 (6,3 kW):

Q̇(−12) = 5,0 + (6,3 − 5,0) × (−12 − (−15)) ÷ (−7 − (−15)) = 5,0 + 1,3 × 3/8 = 5,5 kW

Bivalenzpunkt: grafisch bestimmen statt raten

Mit sinkender Außentemperatur steigt die Heizlast des Gebäudes und sinkt die Leistung der Luft-Wärmepumpe. Der Schnittpunkt beider Linien ist der Bivalenzpunkt — darunter ergänzt der Heizstab (monoenergetisch) oder ein zweiter Wärmeerzeuger (bivalent).

Beispiel: Gebäude mit 10 kW Heizlast bei −12 °C Norm-Außentemperatur (Heizgrenze 15 °C), Beispielgerät 9 kW, Vorlauf 35 °C.

Die Gebäudelast bei beliebiger Außentemperatur T folgt der Geradengleichung:

Q̇_Gebäude(T) = Q̇_max × (15 − T) ÷ (15 − T_Auslegung) — hier: 10 × (15 − T) ÷ 27

Rechnerische Kontrolle: Bei −4 °C braucht das Gebäude 10 × 19/27 = 7,0 kW; die Wärmepumpe liefert dort 6,3 + 1,5 × 3/9 = 6,8 kW — der Schnittpunkt liegt also zwischen −3 und −4 °C. Am Auslegungstag (−12 °C) fehlen 10 − 5,5 = 4,5 kW, die ein 6-kW-Heizstab problemlos deckt.

Einordnung der Ergebnisse:

Bivalenzpunkt	Bewertung
über 0 °C	Gerät zu klein — Heizstab wird zum Dauerläufer
−3 bis −7 °C	übliche, wirtschaftliche monoenergetische Auslegung
unter −10 °C	sehr komfortabel, aber oft überdimensioniert (Taktgefahr im Sommerhalbjahr)

Weil sehr kalte Stunden selten sind, deckt die Wärmepumpe bei üblicher Auslegung trotzdem über 95 % der Jahresheizarbeit allein; selbst ein bewusst bivalentes System, dessen Wärmepumpe nur etwa 70 % der Norm-Heizlast schafft, kommt typischerweise auf über 90 %.

Modulationsbereich: Die zweite Dimension der Kennlinie

Inverter-Geräte passen die Verdichterdrehzahl der Last an — typischer Modulationsbereich 30–100 % (Modulationsverhältnis 1:3, gute Geräte bis 1:5). Zwei Konsequenzen:

1. Untere Grenze beachten: Ein 9-kW-Gerät mit Mindestleistung 3 kW taktet in der Übergangszeit, wenn das Haus nur 2 kW braucht — Überdimensionierung verschiebt dieses Problem in immer größere Teile des Jahres.
2. Teillast ist der Normalfall: Über 80 % der Heizstunden liegen bei milden Temperaturen — dort zählt der Teillast-COP mehr als der Prospektwert.

Auslastung (Inverter, W35)	typischer COP	Einordnung
ca. 30–50 %	4,5–4,8	Bestpunkt vieler Geräte
ca. 50–75 %	4,3–4,6	sehr gut
100 % (Volllast)	4,0–4,3	Referenzwert Datenblatt

Der Teillast-COP liegt über dem Volllastwert, weil kleinere Massenströme die Wärmeübertrager entlasten und das Druckverhältnis sinkt. Bei extrem niedriger Modulation frisst allerdings die Grundlast von Pumpen und Elektronik den Vorteil wieder auf — das Optimum liegt meist im mittleren Drittel.

Einsatzgrenzen: Wo das Kennfeld endet

• Luft-Wasser: Heizbetrieb üblicherweise bis −20 °C, moderne Geräte bis −25 °C Außentemperatur. Wichtig: Die maximale Vorlauftemperatur sinkt am Kältelimit — viele Geräte liefern 60–65 °C nur bis etwa −10 °C, darunter weniger. Das Einsatzgrenzendiagramm des Herstellers zeigt das zulässige Feld aus Außen- und Vorlauftemperatur.
• Sole-Wasser: Soleeintritt typisch −5 bis +25 °C — im Betrieb praktisch nie limitierend, solange die Erdwärmequelle korrekt dimensioniert ist (sonst sinkt die Soletemperatur über die Jahre).
• Wasser-Wasser: Grundwasser konstant etwa 8–12 °C — thermisch komfortabel; Grenzen setzen hier Wasserqualität und wasserrechtliche Auflagen.

Abtauverluste: am schlimmsten um den Gefrierpunkt

Bei Luft-Geräten gefriert Luftfeuchte am Verdampfer; abgetaut wird per Kreislaufumkehr (5–15 Minuten). Entscheidend ist die absolute Feuchte der Luft: Die stärkste Vereisung tritt bei feuchter Luft zwischen etwa +5 und −5 °C auf — bei trockenem Extremfrost (−15 °C und kälter) vereist der Verdampfer deutlich langsamer. Die verbreitete Annahme „je kälter, desto mehr Abtauen" ist falsch.

Der Energieaufwand liegt bei typisch 2–5 % des Jahresstromverbrauchs. Beispielrechnung: 20.000 kWh Jahreswärmebedarf, Heiz-JAZ 3,3 ohne Abtauung → 6.061 kWh Strom; mit 4 % Abtauanteil → rund 6.300 kWh. Mehrkosten beim Wärmepumpen-Tarif (25 ct/kWh): etwa 60 €/Jahr — eingepreist in jede seriöse JAZ-Prognose. Sole- und Grundwassergeräte kennen das Thema nicht.

Datenblatt-Checkliste: Das muss drinstehen

• Heizleistung und COP bei A7, A2, A−7 (und A−15) — jeweils für W35 und W55
• SCOP nach EN 14825 (Durchschnittsklima) mit zugehöriger Vorlauftemperatur
• Modulationsbereich bzw. minimale Heizleistung
• Einsatzgrenzendiagramm (max. Vorlauf über Außentemperatur)
• Schallleistungspegel LWA (Normal- und Silent-Betrieb)
• Kältemittel und Füllmenge

Rote Flaggen: nur A7/W35-Angaben; fehlende −7-°C-Werte; „COP bis 5,2" ohne Betriebspunkt; Nennleistung, die nur mit Heizstab erreicht wird (Kleingedrucktes prüfen: „inkl. Zuheizer").

Fazit: Die Kennlinie ist das eigentliche Datenblatt

Nennleistung und Prospekt-COP sagen fast nichts — planungsrelevant sind die Leistung am Auslegungspunkt, der grafisch bestimmte Bivalenzpunkt und die Mindestleistung am unteren Modulationsende. Die Rechnung dafür ist Mittelstufen-Mathematik: Gebäudegerade aufstellen, Gerätekennlinie einzeichnen, Schnittpunkt ablesen. Wer sie dem Anbieter abverlangt (oder selbst führt), erkennt sowohl das unterdimensionierte Schnäppchen als auch den überdimensionierten „Angstzuschlag" — beides kostet über 20 Jahre deutlich mehr als die halbe Stunde Rechenarbeit.

Häufige Fragen zu Wärmepumpen-Kennlinien

Warum liefert meine 9-kW-Wärmepumpe im Winter nur 6 kW?

Weil die Nennleistung bei +7 °C Außentemperatur gemessen wird. Mit sinkender Quelltemperatur transportiert der Kältekreis weniger Energie — bei −7 °C sind rund 70 % der Nennleistung normal. Genau deshalb wird am Auslegungspunkt geplant, nicht am Prospektwert.

Ist es schlimm, wenn der Heizstab einspringt?

Nein — bei monoenergetischer Auslegung ist er unterhalb des Bivalenzpunkts eingeplant und liefert übers Jahr nur wenige Prozent der Wärme. Ein Alarmsignal ist erst ein Heizstab, der schon bei milden Temperaturen oder dauerhaft läuft: Dann stimmen Auslegung, Heizkurve oder Hydraulik nicht.

Kann ich den Bivalenzpunkt selbst überschlagen?

Ja: Gebäudeheizlast als Gerade von der Heizgrenze (ca. 15 °C, Last 0) zur Norm-Außentemperatur (Volllast) zeichnen, die Geräteleistung aus den Datenblatt-Prüfpunkten darüberlegen, Schnittpunkt ablesen. Liegt er über 0 °C, ist das Gerät zu klein; unter −10 °C meist zu groß.

Gilt das alles auch für Sole-Wärmepumpen?

Abgeschwächt: Ihre Quelltemperatur ist nahezu konstant, die Leistungskennlinie über die Außentemperatur deshalb fast waagerecht — ein Bivalenzpunkt existiert praktisch nicht, wenn die Quelle richtig dimensioniert ist. Es bleiben Vorlauftemperatur-Effekte und der Modulationsbereich als Planungsgrößen.

Stand: 3. Juli 2026. Normgrundlagen: DIN EN 14511, DIN EN 14825, DIN EN 12831, VDI 4645. Beispielwerte gerundet; maßgeblich sind die Herstellerdatenblätter.