
Persönliche Energiewende
Persönlicher Energiewende Newsletter
Persönliche Energiewende
Ob deine Wärmepumpe wirtschaftlich arbeitet, verrät dir ihr Wirkungsgrad. Wir zeigen dir, welche Bedeutung er genau hat und worauf du achten solltest.
Die Wärmepumpe erzeugt aus der bis zu 80 Prozent gespeicherten Wärme im Erdreich, Grundwasser oder der Luft und 20 Prozent Strom 100 Prozent Heizwärme. Dazu nutzt sie im Wärmepumpenprozess ein Kältemittel. Dieses Kältemittel verdampft schon bei sehr geringen Temperaturen und lässt sich in einem Verdichter auf ein höheres Temperaturniveau anheben, das du zum Heizen nutzen kannst. Um zu erfahren, wie effizient die Wärmepumpe dabei arbeitet, ist der Wirkungsgrad eine der wichtigsten Kennzahlen. So kannst du wertvolle Energie sparen.
Wie hoch der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ist, hängt unter anderem von der Vorlauftemperatur, dem Wärmeverteilsystem und der Gebäudedämmung ab:
Wichtig ist hierbei, dass die Differenz zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der erforderlichen Heizwassertemperatur möglichst niedrig ist. Denn dann benötigt die Wärmepumpe weniger Antriebsstrom, um die gewünschte Raumwärme bereitzustellen.
Das ist auch der Grund, warum Wasser-Wasser-Wärmepumpen und Sole-Wasser-Wärmepumpen effizienter sind als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Das Erdreich und Grundwasser haben ab einer gewissen Tiefe das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von 10 Grad Celsius. In unseren Breiten rutscht die Außentemperatur aber öfter unter 0 Grad Celsius. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe muss mehr elektrische Energie einsetzen, um die Luft bei Minusgraden auf eine Heiztemperatur zu bringen. Das wiederum senkt im Jahresmittel den Wirkungsgrad der Wärmepumpe.
Der Coefficient of Performance (COP) beschreibt den Wirkungsgrad der Wärmepumpe zu einem ganz bestimmten Betriebszeitpunkt. Die Kennzahl setzt die Menge der erzeugten Wärme ins Verhältnis zur elektrischen Energie, die dazu erforderlich war. Es handelt sich dabei aber lediglich um eine Momentaufnahme unter Prüfbedingungen.
Für Hausbesitzer weitaus interessanter ist daher die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie zeigt den tatsächlichen Wirkungsgrad einer Wärmepumpe im täglichen Einsatz. Die Jahresarbeitszahl berücksichtigt dabei auch den Stromverbrauch von Bauteilen wie der Heizungspumpe oder beispielsweise die Brunnenpumpe bei der Wärmequelle Wasser.
Die Kennzahl ergibt sich am Jahresende aus den Messergebnissen am Stromzähler für die gesamte zugeführte elektrische Energie für den Wärmepumpenbetrieb und am Wärmemengenzähler für die von der Wärmepumpe abgegebene Wärmeenergie an das Heizsystem:
Auf dem Weg von der Heizung zu den Räumen entstehen zwangsläufig Wärmeverluste. Die Wärmeenergie, die dann tatsächlich in den Heizkörpern oder der Fußbodenheizung landet, ist die Nutzleistung.
Die zugeführte Leistung ist die Leistung, die der Wärmepumpe zugeführt wird, um die erforderliche Heizleistung zu erzeugen. Dazu zählen der Strom und die Umweltwärme. So macht eine Wärmepumpe beispielsweise aus einer Einheit Strom 4 Einheiten Wärme. Das heißt, für die Erzeugung von 5 Kilowattstunden Wärme, benötigt die Wärmepumpe eine Kilowattstunde Strom und 4 Kilowattstunden Umweltwärme. Wenn deine Wärmepumpe weniger Strom benötigt, erhöht sich die Effizienz.
Einfach ausgedrückt lautet die Formel daher:
Bei der Wärmequelle (WQ) Luft schwankt die Temperatur besonders stark. Deshalb wird der COP normalerweise für die zwei Außentemperaturen (A) 7 und 2 Grad Celsius angegeben. Die Angabe der Vorlauftemperatur beträgt immer 35 Grad Celsius. Bei den Wärmequellen Erdreich (B) und Wasser (W) gibt es jeweils nur eine Temperaturangabe.
Wärmepumpenart |
COP-Angabe |
Wärmequellentemperatur (Grad Celsius) |
Vorlauftemperatur (Grad Celsius) |
Luft-Wasser-Wärmepumpe |
A7/W35 A2/W35 |
7 2 |
35 |
Sole-Wasser-Wärmepumpe |
B0/W35 |
0 |
35 |
Wasser-Wasser-Wärmepumpe |
W10/W35 |
10 |
35 |
Je höher die Zahl ist, desto höher ist auch die Effizienz. Eine JAZ bzw. ein COP von 5 bedeutet, dass du die 5-fache Wärmemenge aus einem Teil Strom gewinnen kannst. Als Faustregel gilt: Je höher die Temperatur der Wärmequelle und je niedriger die Temperatur der Heizkörper oder Fußbodenheizung ist, desto höher ist die Jahresarbeitszahl und desto eher reduzieren sich auch deine Stromkosten für die Wärmepumpe.
Typische JAZ
Manche Hersteller haben den Wirkungsgrad ihrer Wärmepumpen so verbessert, dass der COP besonderes hoch ist. Wie aber bereits erwähnt, ist der COP ein Labormesswert und beschreibt den Wirkungsgrad zu einem bestimmten Betriebszeitpunkt. Die Wärmepumpe lässt sich also bewusst genau auf diesen Betriebszeitpunkt optimieren. Das mag vielleicht verkaufstechnisch von Vorteil sein, sagt aber nichts darüber aus, ob diese Geräte in der Praxis dann auch tatsächlich leistungsfähiger und effizienter sind als vergleichbare Wärmepumpen anderer Hersteller. Aus diesem Grund gibt es zusätzliche Leistungszahlen. Zu diesen zählen, neben der JAZ, beispielsweise auch:
Verschiedene Leistungszahlen sorgen für mehr Transparenz. So kannst du Wärmepumpen und ihre Wirkungsgrade ideal miteinander vergleichen. Die zuletzt genannten Leistungszahlen sind wesentlich detaillierter als der COP und die JAZ. Diese beiden Leistungskennzahlen verlieren immer mehr an Bedeutung, um die Effizienz und den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe zu beurteilen.
Je höher der SCOP, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Der SCOP (Seasonal COP) richtet die Leistungszahl, in Anlehnung an die 4 Jahreszeiten, auf 4 unterschiedliche Temperaturwerte aus:
Im Gegensatz zum COP, der bei einem beliebigen Betriebspunkt gemessen wird, ist der SCOP wesentlich exakter. Somit kannst du die Wärmepumpen besser vergleichen. Um systematische Abweichungen der bisherigen Angaben zur Energieeffizienz zu vermeiden, berücksichtigt die Kennzahl zusätzlich die Leistung des elektrischen Heizstabes. Außerdem hilft sie dir, Effizienzvorteile im Teillastbetrieb, wenn die Wärmepumpe mit reduzierter Leistung arbeitet, zu erkennen. Selbst die unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in Europa berücksichtigt der SCOP. Dazu teilt er Europa in 3 Klimazonen auf: Nord-, Mittel- und Südeuropa.
Bei dem ESCOP (European SCOP) fließen die saisonalen Temperaturen und ihre Auswirkungen auf die Leistungszahl in die Berechnung mit ein. Stand-by-Verluste bleiben außen vor. Dadurch lässt sich der ESCOP-Wert wesentlich einfacher berechnen als die Leistungszahl SCOP. Allerdings ermitteln die Hersteller die Messwerte zum Teil mit unterschiedlichen Verfahren. Daher solltest du vor einem Vergleich die Leistungszahlen genau überprüfen.
Die ETA (Jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz) zeigt dir, wie viel Primärenergie für eine Kilowattstunde Wärme erforderlich ist. In Europa gilt ein Primärenergiefaktor von 2,5 für den eingesetzten Strommix. Um den Wert zu berechnen, dividierst du einfach den SCOP durch 2,5.
Wie wirkt sich die Aufstellung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe auf die Effizienz aus?
Überhaupt nicht. Die Aufstellung der Luft-Wasser-Wärmepumpe hat keine Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Wärmepumpe.
Zum Experten für die Energiewende werden!
Frisches Wissen für deine Energiewende!
Melde dich jetzt zum persönlichen Energiewende Magazin an und erhalte die neusten Informationen in deinem Posteingang.
Beginne jetzt ein Gespräch