Die kurze Antwort
Nein, das ist kein Perpetuum mobile. Der Energieerhaltungssatz gilt uneingeschränkt, und die Bilanz geht auf. Die Verwirrung entsteht an einem einzigen Wort: Der COP ist kein Wirkungsgrad. Er ist eine Leistungszahl, und die wird anders gerechnet.
COP steht für Coefficient of Performance, auf Deutsch Leistungszahl. Er teilt die abgegebene Wärme durch den Strom, den das Gerät dafür zieht, und nur durch den Strom. Der weitaus größere Teil der Wärme wird gar nicht erzeugt. Er wird aus der Außenluft geholt und auf ein höheres Temperaturniveau gehoben. Diese Wärme war schon da, sie kostet nichts, und deshalb taucht sie im Nenner nicht auf.
Die Zahlen stammen aus dem Datenblatt eines Wandgeräts im Heizbetrieb, gemessen am Prüfpunkt der DIN EN 14511: 20 Grad im Raum, 7 Grad draußen. 0,88 Kilowatt Strom und 3,12 Kilowatt Wärme aus der Außenluft ergeben zusammen 4,00 Kilowatt im Raum. Geteilt durch den Strom sind das 4,55. Geteilt durch alles, was hineingeht, sind es genau 1,00. Beide Rechnungen sind richtig. Sie beantworten nur verschiedene Fragen.
Woher der Verdacht kommt, und warum er berechtigt ist
Der Verdacht entsteht nicht beim Leser. Er entsteht auf den Seiten, die ihn ausräumen sollen. Ein Heizungsfachbetrieb schreibt im ersten Absatz seines Ratgebers: „Wärmepumpen kommen auf einen Wirkungsgrad von weit über 100 Prozent. Das bedeutet, dass Sie mehr Energie erzeugen als sie verbrauchen.“ Der zweite Satz ist nicht ungenau, er ist falsch. Eine Wärmepumpe erzeugt keine Energie. Sie verschiebt Energie.
Ein großer Hersteller formuliert kaum vorsichtiger: „Der Wirkungsgrad von Wärmepumpen liegt weit über 100 Prozent. Je nach System sind etwa 300 bis 500 Prozent möglich.“ Und die Herstellerseite, die für die Suche nach „COP Klimaanlage“ ganz oben steht, bezeichnet den COP wörtlich als „Wirkungsgrad der Klimaanlage“. Ausgerechnet dort entsteht das Missverständnis, um das es hier geht.
Auf derselben Suchergebnisseite steht ein Lexikoneintrag aus einem Fachportal für das Heizungshandwerk: „Maschinen mit Wirkungsgraden größer oder gleich 100 % werden auch als ‚Perpetuum Mobile‘ bezeichnet. Solche Maschinen können aufgrund von fundamentalen Überlegungen (Energiesatz, Hauptsätze der Thermodynamik) nicht existieren.“
Wie hartnäckig die Frage ist, zeigen die Foren. In einem Frageportal rechnet jemand an seinem eigenen Typenschild nach: 950 Watt Verbrauch, 2.200 Watt Kühlleistung, macht gut 2,3. Und er fragt, ob der Wirkungsgrad größer als 1 sein könne. In einer Physik-Newsgroup steht dieselbe Frage seit 2007: 6,9 Kilowatt Kühlleistung bei 3 Kilowatt Stromaufnahme, wo der Denkfehler liege. Beide Beiträge ranken bis heute, weil keine Ratgeberseite den Platz beansprucht hat.
Wirkungsgrad und Leistungszahl sind zwei verschiedene Brüche
Ein Wirkungsgrad ist Nutzen geteilt durch alles, was hineingeht. Bei einer Gasheizung ist das der Energieinhalt des Gases, bei einem Heizlüfter der Strom. Weil im Nenner der vollständige Energieeinsatz steht, kann das Ergebnis nie größer als 1 werden. Ein Teil geht immer verloren, meist als Abgas- oder Abstrahlverlust.
Eine Leistungszahl ist Nutzen geteilt durch den Antriebsaufwand. Bei einer Klimaanlage oder Wärmepumpe ist das der Strom für den Verdichter. Die Wärme, die aus der Umgebung dazukommt, steht nicht im Nenner. Sie ist auch kein Aufwand, sie ist einfach da. Deshalb darf eine Leistungszahl über 1 liegen, ohne dass irgendein physikalischer Satz verletzt wird. Wenn Sie sich fragen, warum hier ständig von Wärmepumpen die Rede ist: Eine Klimaanlage ist technisch eine Luft-Luft-Wärmepumpe, dieselbe Maschine mit umgeschaltetem Ventil.
Das RP-Energie-Lexikon formuliert die Abgrenzung in einem Satz: „Anders als Wirkungsgrade können Leistungszahlen ohne weiteres deutlich höher als 1 (= 100 %) sein.“ Es ist die einzige der geprüften Quellen ohne Verkaufs- oder Vermittlungsinteresse, und die einzige, die den Unterschied so deutlich benennt.
Für die Sprache heißt das: „400 Prozent Wirkungsgrad“ ist falsch. Richtig wäre „Leistungszahl 4“ oder „COP 4“. Der Fehler ist nicht harmlos, denn er erzeugt genau den Eindruck, den er ausräumen soll. Wer liest, eine Maschine habe 400 Prozent Wirkungsgrad, muss annehmen, dass entweder die Physik oder die Werbung nicht stimmt. Beides ist hier nicht der Fall.
Die Energiebilanz, mit echten Zahlen nachgerechnet
Wie viel die Umgebung beisteuert, lässt sich für jedes Gerät in einer Zeile ausrechnen. Es hängt allein vom COP ab.
Umweltanteil = 1 minus 1 geteilt durch den COP. Bei COP 4 sind das 1 minus 0,25, also 75 Prozent. Bei COP 4,55 sind es 78 Prozent. Bei COP 2 wären es 50 Prozent, und der Strom trüge die andere Hälfte.
Damit lässt sich eine Zahl einordnen, die im Netz häufig auftaucht. Ein Energieberatungsportal schreibt, „die kostenlose Umweltwärme, rund 75 % der gesamten Heizenergie, fließt nicht in den Nenner der Formel ein“. Der Satz ist richtig, und er ist die beste Erklärung, die sich in der Wettbewerbsrecherche gefunden hat. Nur ist die Zahl keine Messung und kein Erfahrungswert. Sie ist das Ergebnis von 1 minus einem Viertel und gilt für ein Gerät mit COP 4, sonst für keines. Belegt wird sie auf der Seite nicht.
Der Perpetuum-mobile-Test, einmal durchgerechnet
Bis hierher ist gezeigt, dass die Bilanz aufgeht. Damit ist der erste Hauptsatz der Thermodynamik erledigt, der Energieerhaltungssatz. Es bleibt der Verdacht, den ein Nutzer in einem Elektronikforum 2022 so formuliert hat: Wenn aus einer Kilowattstunde Strom mehr als zwei Kilowattstunden Wärme werden, könnte man dann nicht aus dieser Wärme wieder Strom machen und den Überschuss behalten?
Die Frage ist gut gestellt, und sie lässt sich zu Ende rechnen.
Dass die Kette bei genau 1,00 endet, ist kein Zufall. Zwischen denselben zwei Temperaturen ist die höchstmögliche Ausbeute einer Wärmekraftmaschine exakt der Kehrwert der höchstmöglichen Leistungszahl einer Wärmepumpe. Das eine ist 1 minus kalte Temperatur geteilt durch warme Temperatur, das andere warme Temperatur geteilt durch die Differenz der beiden. Multipliziert man beide, kommt 1 heraus. In jeder wirklichen Maschine kommt weniger heraus, weil beide Seiten Verluste haben.
Genau das ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Er verbietet nicht, dass Wärme von kalt nach warm fließt. Er verbietet, dass sie das von allein tut. Eine Klimaanlage tut es nicht von allein: Sie wendet Arbeit auf, und diese Arbeit ist der Strom für den Verdichter. Ein Nutzer im selben Forum trennt die beiden Hauptsätze sauberer, als es die geprüften Ratgeberseiten tun. Ein solcher Aufbau „würde zwar nicht gegen den Energieerhaltungssatz, aber immerhin noch gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verstoßen“.
Es gibt sehr wohl eine Obergrenze, sie liegt nur nicht bei 100 Prozent
Wenn die 100-Prozent-Grenze für den COP nicht gilt, liegt die nächste Frage nahe. Gibt es dann überhaupt eine Grenze? Es gibt sie. Sie heißt Carnot-Leistungszahl und hängt ausschließlich von zwei Temperaturen ab: der, aus der die Wärme kommt, und der, auf die sie gebracht werden soll.
Die Formel lautet obere Temperatur geteilt durch die Differenz der beiden Temperaturen. Beide Werte müssen in Kelvin eingesetzt werden, also Grad Celsius plus 273,15. Am Prüfpunkt mit 20 Grad im Raum und 7 Grad draußen sind das 293,15 geteilt durch 13. Das Ergebnis ist 22,5.
Der Deckel sinkt, je kälter es draußen wird. Bei minus 10 Grad liegt er noch bei 9,8. Das ist die Antwort auf die Winterfrage, und sie ist unbequem: Nicht das Gerät wird im Winter schlechter, sondern die Aufgabe wird schwerer. Der Temperaturhub wächst, und mit ihm sinkt, was physikalisch überhaupt möglich ist. Im Betrieb kommt noch etwas dazu, das in keiner Carnot-Formel steht: Bei Frost muss das Außengerät regelmäßig Eis loswerden, und während des Abtauens bricht der COP kurzzeitig ein.
Zwischen der gestrichelten Linie bei 22,5 und dem echten Gerät bei 4,55 liegen fast achtzehn Punkte. Dieser Abstand ist keine Physik, sondern Technik: Reibung im Verdichter, Druckverluste in den Leitungen, begrenzte Flächen an den beiden Wärmetauschern, Strom für die Ventilatoren.
Damit ist eine Zahl geklärt und eine zweite offen. Wie gut ein Gerät die theoretische Grenze ausschöpft, nennt man Gütegrad. Dazu kursieren sehr verschiedene Angaben: „ca. 60 % der theoretischen Obergrenze“ steht in einem Fachlexikon, „40 bis 65 %“ bei einem Anbieter. Rechnet man den Gütegrad des Geräts aus diesem Beitrag aus, kommen 20 Prozent heraus. Das ist kein Widerspruch in der Physik, sondern einer in der Bezugsgröße.
Der Unterschied hängt daran, welche zwei Temperaturen man einsetzt. Nimmt man Raumluft und Außenluft, sind es 13 Kelvin Hub und eine Carnot-Leistungszahl von 22,5; das echte Gerät schöpft davon 20 Prozent aus. Nimmt man die Temperaturen, die das Kältemittel tatsächlich durchläuft, wird der Hub deutlich größer. Der Verdampfer muss kälter sein als die Außenluft, sonst fließt keine Wärme hinein, und der Verflüssiger wärmer als die Raumluft, sonst fließt keine hinaus. Mit 2 und 40 Grad ergibt sich eine Carnot-Zahl von 8,2, und dasselbe Gerät schöpft davon 55 Prozent aus.
Beim Kühlen dreht sich die Bilanz um
Alles bisher Gesagte galt dem Heizbetrieb, weil die 400-Prozent-Behauptung von dort kommt. Eine Klimaanlage kühlt aber meistens. Dann heißt die Kennzahl EER, Energy Efficiency Ratio, und sie ist genauso gebaut: Kälteleistung geteilt durch Leistungsaufnahme, wieder nur durch den Strom. Auch der EER darf deshalb über 1 liegen, und aus demselben Grund.
Die Bilanz sieht trotzdem anders aus als beim Heizen, nämlich spiegelbildlich.
Aus dem Zimmer kommen 2,50 Kilowatt, aus der Steckdose 0,48, und beides zusammen muss das Außengerät loswerden: 2,98 Kilowatt. Es gibt also mehr Wärme ab, als drinnen aufgenommen wurde. Das ist der Grund, warum das Außengerät im Betrieb heiß wird. Dort steht dieselbe Bilanz für ein größeres Gerät noch einmal ausführlich.
Der Carnot-Deckel gilt beim Kühlen ebenfalls, nur mit einer anderen Formel: untere Temperatur geteilt durch die Differenz. Am Prüfpunkt mit 27 Grad im Raum und 35 Grad draußen sind das 300,15 geteilt durch 8, also 37,5. Der gemessene EER von 5,20 schöpft davon knapp 14 Prozent aus. Auch diese Prozentzahl hängt daran, welche Temperaturen man einsetzt, und ist ohne sie nicht zu gebrauchen.
Welche Zahl auf Ihrem Datenblatt steht und was sie wert ist
Die Verwirrung hört mit dem Begriff nicht auf. Auf Datenblättern und Energielabeln stehen mehrere Kennzahlen nebeneinander, die alle Effizienz bedeuten und trotzdem verschiedene Dinge messen.
- COP. Heizen, ein einziger Betriebspunkt, gemessen nach DIN EN 14511 bei 20 Grad im Raum und 7 Grad draußen. Über den Winter sagt diese Zahl nichts.
- EER. Kühlen, ein einziger Betriebspunkt, nach derselben Norm bei 27 Grad im Raum und 35 Grad draußen. Über einen milden Julitag sagt sie nichts.
- SCOP und SEER. Dieselben Größen, aber über eine ganze Saison und über mehrere Teillastpunkte gerechnet, nach DIN EN 14825. Näher am Alltag, aber immer noch ein Prüfstandswert in einem genormten Referenzklima. Was das im Einzelnen bedeutet, steht im Beitrag zu SEER und SCOP.
- JAZ, die Jahresarbeitszahl. Was Ihre Anlage bei Ihnen tatsächlich geschafft hat. Sie steht in keinem Prospekt, weil sie nur gemessen werden kann.
- Eine Prozentzahl über 100. Keine eigene Kennzahl. Das ist ein COP, mit 100 multipliziert und falsch benannt. Aus COP 4 werden so „400 Prozent“.
Ein Punkt gehört dazu, den sonst niemand nennt. Für Luft-Luft-Wärmepumpen im deutschen Bestand gibt es keine unabhängige Feldstudie zu tatsächlich erreichten Jahresarbeitszahlen. Der bekannte Feldtest des Fraunhofer ISE misst Luft-Wasser-Geräte. Jede SCOP-Angabe für eine Klimaanlage ist damit ein Prüfstandswert, kein Alltagswert. Wer wissen will, was die eigene Anlage schafft, muss selbst nachmessen.
Und weil die Frage nach der Rechnung sofort kommt: Bei COP 4,55 und 37,0 Cent je Kilowattstunde Haushaltsstrom kostet eine Kilowattstunde Wärme rund 8,1 Cent. Zum Vergleich liegen Gas bei 13,3 und Heizöl bei 16,1 Cent je Kilowattstunde Wärme. Diese 8,1 Cent gelten für den Prüfpunkt bei 7 Grad, nicht für einen Frosttag. Was über eine ganze Heizsaison daraus wird, steht im Beitrag zu den Heizkosten einer Klimaanlage.
Häufige Fragen
Und was schafft Ihre Anlage wirklich?
Der COP aus dem Prospekt gilt für einen einzigen Prüfpunkt. Wie man den Wert der eigenen Anlage mit einfachen Mitteln nachmisst.
Zum MessbeitragStand: 25. August 2026 · Quellen: DIN EN 14511-1:2023-08 und DIN EN 14825:2023-10 über baunormenlexikon.de · TU Darmstadt, Physikalisches Grundpraktikum W10 „Wärmepumpe“, Stand 08.04.2026, für die Carnot-Formeln · RP-Energie-Lexikon von Dr. Rüdiger Paschotta, Stichwort Leistungszahl · technische Unterlagen einer Daikin-Perfera-Wandgerätebaureihe (Ausgabe 2024) für die Leistungspaare und die Prüfbedingungen · Fachverband Gebäude-Klima über haustec.de für die SCOP-Spanne · Strom-, Gas- und Ölpreise aus dem projektinternen Zahlenregister (BDEW, Stand August 2026) · zitierte Ratgeberseiten: oekoloco.de, viessmann.de, bosch-homecomfort.com, enter.de, haustechnikdialog.de, 42watt.de · Forenbelege: gutefrage.net, mikrocontroller.net, de.sci.physik
