Wärmepumpen gelten als effiziente Heizsysteme, doch hinter ihrer Technik steckt mehr, als es auf den ersten Blick scheint. Begriffe wie COP, SCOP und JAZ tauchen immer wieder auf – aber was bedeuten sie eigentlich? Wer eine Wärmepumpe besitzt oder plant, sollte die wichtigsten Kennzahlen und Fachbegriffe kennen. In diesem Artikel finden Sie die wichtigsten Begriffe und deren Bedeutung.

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Was ist COP (Coefficient of Performance)?

Der COP (Coefficient of Performance) gibt das Verhältnis von erzeugter Heizleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung in einem bestimmten Moment an. Er wird unter Laborbedingungen gemessen und zeigt, wie effizient eine Wärmepumpe unter idealen Bedingungen arbeitet.

Der Wert hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Temperatur der Wärmequelle, die Vorlauftemperatur und die Effizienz des Verdichters. Ein hoher COP bedeutet eine effiziente Wärmepumpe mit geringem Stromverbrauch.

Da der COP nur eine Momentaufnahme darstellt, gibt er keine Auskunft über die ganzjährige Effizienz. Für eine realistische Bewertung der Effizienz ist der SCOP oder die JAZ aussagekräftiger.

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Wie berechnet man den COP-Wert?

Der COP-Wert wird berechnet, indem die Heizleistung durch die elektrische Antriebsleistung geteilt wird. Die Formel lautet:

COP = Heizleistung (kWh) / elektrische Antriebsleistung (kWh)

Die elektrische Antriebsleistung beschreibt die dafür aufgewendete Strommenge in kWh.

Ein höherer COP bedeutet eine effizientere Wärmepumpe, da mehr Wärme mit weniger Strom erzeugt wird. Der COP wird unter standardisierten Laborbedingungen gemäß EN 14511 ermittelt und stellt eine Momentaufnahme dar. Für eine ganzjährige Effizienzbewertung ist der SCOP oder die JAZ aussagekräftiger.

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Was ist ein guter COP-Wert?

Ein guter COP-Wert liegt in der Regel zwischen 3,1 und 5,1, abhängig von der Wärmepumpenart und den Betriebsbedingungen. Wärmepumpen mit einem COP unter 2 gelten als unwirtschaftlich.

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Was ist SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)?

Der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) gibt den durchschnittlichen COP über ein ganzes Jahr hinweg an und ist damit eine realitätsnähere Effizienzangabe. Im Gegensatz zum COP berücksichtigt der SCOP saisonale Schwankungen wie Winter, Sommer und Übergangszeiten. Er zeigt, wie effizient eine Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen arbeitet.

Ein hoher SCOP bedeutet eine bessere Jahresarbeitszahl und geringere Stromkosten. Die Berechnung erfolgt anhand standardisierter Klimazonen und Heizlastprofile. Der SCOP ist daher ein wichtiger Wert für den Vergleich verschiedener Wärmepumpenmodelle.

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Wie berechnet man den SCOP-Wert?

Der SCOP-Wert wird berechnet, indem die über ein Jahr erzeugte Heizenergie durch die dafür aufgewendete elektrische Energie geteilt wird. Die Formel lautet:

SCOP = Heizleistung (kWh) / elektrische Antriebsleistung (kWh)

Die Berechnung berücksichtigt den variierenden Wärmebedarf und die wechselnden Außentemperaturen in verschiedenen Jahreszeiten. Dafür werden standardisierte Klimazonen und Betriebspunkte festgelegt. Je nach Standort und Heizanforderung kann der tatsächliche SCOP von den Labormessungen abweichen. Ein hoher SCOP-Wert bedeutet eine effizientere Wärmepumpe mit geringeren Betriebskosten.

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Was ist ein guter SCOP-Wert?

Ein guter SCOP-Wert liegt bei mindestens 3,5 bis 5,0, abhängig von der Wärmepumpenart und den klimatischen Bedingungen. Wärmepumpen mit einem SCOP unter 3,0 gelten als ineffizient und führen zu höheren Stromkosten.

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Was ist JAZ (Jahresarbeitszahl)?

Die JAZ (Jahresarbeitszahl) gibt die tatsächlich erreichte Effizienz einer Wärmepumpe im Praxisbetrieb über ein Jahr an. Sie wird anhand des realen Stromverbrauchs und der tatsächlich erzeugten Heizleistung berechnet. Im Gegensatz zum SCOP, der auf standardisierten Klimadaten basiert, berücksichtigt die JAZ alle individuellen Einflüsse wie Gebäudedämmung, Heizverhalten und regionale Wetterbedingungen.

Ein hoher JAZ-Wert bedeutet eine effizient arbeitende Wärmepumpe mit geringen Stromkosten. Die JAZ kann durch eine gute Planung, eine niedrige Vorlauftemperatur und eine optimale Wärmepumpenregelung verbessert werden.

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Welche Faktoren beeinflussen die JAZ?

Die JAZ (Jahresarbeitszahl) wird von mehreren Faktoren beeinflusst, die sich direkt auf die Effizienz der Wärmepumpe im realen Betrieb auswirken.

• Vorlauftemperatur: Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Optimal sind etwa 35°C, weshalb Flächenheizungen wie Fußboden-, Wand- oder Deckenheizungen besonders geeignet sind. Hohe Vorlauftemperaturen erhöhen den Stromverbrauch und senken die Effizienz.
• Wärmequelle: Der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur beeinflusst die JAZ. Wasser/Wasser-Wärmepumpen haben die besten Werte, da Grundwasser ganzjährig hohe Temperaturen bietet. Luft/Wasser-Wärmepumpen schneiden schlechter ab, da die Außenluft im Winter stark abkühlt.
• Gebäudedämmung: Eine gute Dämmung reduziert den Wärmebedarf und verbessert die JAZ, da die Wärmepumpe weniger heizen muss.
• Außentemperatur: In kälteren Regionen fällt die JAZ meist niedriger aus, da die Wärmepumpe mehr Energie benötigt, um den höheren Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur auszugleichen.
• Nutzungsverhalten: Häufiges Lüften, überheizte Räume oder das ungleichmäßige Beheizen einzelner Räume erhöhen den Wärmebedarf und senken die JAZ. Eine witterungsgeführte Heizungssteuerung hilft, die Effizienz zu optimieren.

Zur besseren Übersicht:

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Wie berechnet man die JAZ?

Die JAZ (Jahresarbeitszahl) wird berechnet, indem die im Jahr erzeugte Heizenergie durch die dafür aufgewendete elektrische Energie geteilt wird. Die Formel lautet:

JAZ = Jahresheizleistung / Jahresstromverbrauch

• Jahresheizleistung: Die gesamte im Jahr erzeugte Wärmemenge in Kilowattstunden (kWh).
• Jahresstromverbrauch: Die gesamte dafür benötigte elektrische Energie in Kilowattstunden (kWh).

Ein Beispiel:

• Eine Wärmepumpe erzeugt im Jahr 15.000 kWh Wärme für Heizung und Warmwasser.
• Der Stromverbrauch der Wärmepumpe beträgt 4.000 kWh.
• Die JAZ beträgt: 15.000 kWh / 4.000 kWh = 3,75.

Eine höhere JAZ bedeutet eine effizientere Wärmepumpe mit geringeren Stromkosten. Sie kann durch eine niedrige Vorlauftemperatur, eine gute Wärmedämmung und eine optimale Heizungssteuerung verbessert werden.

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Was sind gute JAZ-Werte?

Gute JAZ-Werte liegen je nach Wärmepumpentyp und Betriebsbedingungen zwischen 3,5 und 6,0. Wärmepumpen mit einer JAZ unter 3,0 gelten als ineffizient.

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Weitere wichtige Begriffe rund um Wärmepumpen

Abtauung

Bei niedrigen Außentemperaturen kann sich Feuchtigkeit aus der Luft am Verdampfer einer Luftwärmepumpe absetzen und gefrieren. Damit die Effizienz nicht sinkt, enteist sich die Wärmepumpe automatisch durch eine Abtaufunktion. Die benötigte Wärme kann dabei aus dem Heizkreislauf oder einem Pufferspeicher entnommen werden.

Arbeitsmittel

Das Arbeitsmittel in einer Wärmepumpe ist das Kältemittel. Es nimmt Wärme auf, verdampft und gibt die gespeicherte Energie anschließend wieder ab, bevor es wieder verflüssigt wird. Da der Kreislauf geschlossen ist, wird das Kältemittel nicht verbraucht, sondern nur zwischen den Aggregatzuständen gewechselt.

Direktverdampfung

Bei Wärmepumpen mit Direktverdampfung verdampft das Kältemittel direkt in einem Erdkollektor, wodurch ein zusätzlicher Wärmetauscher und eine Solepumpe entfallen. Dadurch arbeitet das System effizienter, benötigt weniger Wartung und ist betriebssicher.

Effizienz

Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch verschiedene Kennzahlen wie JAZ, COP und SCOP beschrieben. Eine hohe Effizienz bedeutet, dass weniger Strom für die gleiche Heizleistung benötigt wird.

EHPA-Gütesiegel

Das EHPA-Gütesiegel (European Heat Pump Association) bestätigt die hohe Qualität einer Wärmepumpe. Es wird nur vergeben, wenn bestimmte technische, planerische und servicebezogene Anforderungen erfüllt sind.

Elektroheizstab

Ein Elektroheizstab ist eine Zusatzheizung, die in Wärmepumpensystemen zum Einsatz kommt, wenn die Wärmepumpe bei extrem niedrigen Temperaturen nicht ausreichend Wärme liefern kann. Er arbeitet mit Strom und dient als Notfalllösung für besonders kalte Tage.

ETAs-Wert

Der ETAs-Wert gibt die saisonale Raumheizungseffizienz einer Wärmepumpe an. Er beschreibt, wie viel Primärenergie für die Erzeugung einer Kilowattstunde Wärme benötigt wird. Der Wert wird aus der SCOP-Zahl berechnet, indem sie durch 2,5 geteilt wird.

Expansionsventil

Das Expansionsventil reguliert den Druck und die Menge des Kältemittels im Kältekreislauf der Wärmepumpe. Es sorgt dafür, dass das Kältemittel nach der Wärmeabgabe regeneriert und wieder Wärme aufnehmen kann.

Heizkurve

Die Heizkurve definiert, wie sich die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe in Abhängigkeit von der Außentemperatur verändert. Eine gut eingestellte Heizkurve sorgt für eine effiziente Wärmeerzeugung und verhindert unnötig hohe Vorlauftemperaturen, die den Stromverbrauch erhöhen.

Heizleistung

Die Heizleistung einer Wärmepumpe wird in Kilowatt (kW) angegeben und beschreibt, wie viel Wärme das System unter bestimmten Bedingungen bereitstellen kann. Dieser Wert hängt von der Quellentemperatur und der eingestellten Vorlauftemperatur ab.

Heizwärmebedarf

Der Heizwärmebedarf gibt an, wie viel Wärmeenergie pro Jahr benötigt wird, um ein Gebäude zu heizen und Warmwasser bereitzustellen. Er hängt von der Gebäudegröße, der Dämmung und dem Nutzerverhalten ab.

Inverter-Technologie

Wärmepumpen mit Inverter-Technologie passen ihre Leistung stufenlos an den aktuellen Wärmebedarf an. Dadurch arbeiten sie effizienter als Geräte mit Ein-Aus-Betrieb, senken die Stromkosten und verlängern die Lebensdauer der Komponenten.

Kompressor

Der Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel, wodurch dessen Temperatur ansteigt. Gleichzeitig transportiert er das Kältemittel durch den geschlossenen Kreislauf der Wärmepumpe.

Kondensator

Der Kondensator ist ein Wärmetauscher, in dem das gasförmige Kältemittel abgekühlt und verflüssigt wird. Dabei gibt es die gespeicherte Wärme an das Heizsystem ab.

Pufferspeicher

Ein Pufferspeicher ist ein Wärmespeicher, der überschüssige Wärme aufnimmt und bei Bedarf wieder an das Heizsystem abgibt. Er sorgt für gleichmäßige Wärmeabgabe, verringert das häufige Ein- und Ausschalten der Wärmepumpe und verbessert deren Effizienz. Besonders in Systemen mit Heizkörpern oder bei Sperrzeiten ist ein Pufferspeicher von Vorteil.

Rücklauftemperatur

Die Rücklauftemperatur gibt an, mit welcher Temperatur das Heizwasser nach der Wärmeabgabe in Fußbodenheizung, Wandheizung oder Heizkörper zur Wärmepumpe zurückfließt.

Sole

Sole ist eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel, die bei Sole/Wasser-Wärmepumpen als Wärmeträger dient. Sie nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf und transportiert sie zum Verdampfer.

Sperrzeiten

Sperrzeiten sind Zeiträume, in denen Netzbetreiber die Stromversorgung einer Wärmepumpe vorübergehend unterbrechen können. Dies dient der Netzstabilität und betrifft meist vergünstigte Wärmepumpentarife. Die Wärmepumpe benötigt für diesen Zeitraum eine ausreichende Wärmespeicherung z. B. in Form eines Pufferspeicher, damit sie den Heizbetrieb aufrechterhalten kann.

Spreizung

Die Spreizung bezeichnet die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur im Heizkreislauf. Eine geringe Spreizung verbessert die Effizienz der Wärmepumpe.

Umwälzpumpe

Die Umwälzpumpe sorgt für den Transport des Heizwassers oder der Soleflüssigkeit innerhalb des Wärmepumpensystems. Sie arbeitet elektrisch und beeinflusst den Energieverbrauch der Anlage.

Verdampfer

Der Verdampfer ist ein Wärmetauscher, der die Umweltwärme aus Luft, Wasser oder Erdreich aufnimmt. Dabei verdampft das Kältemittel und beginnt den Kreislauf der Wärmepumpe.

Verdampfungstemperatur

Die Verdampfungstemperatur ist die Temperatur, bei der das Kältemittel seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig wechselt. Dieser Prozess findet im Verdampfer statt, indem das Kältemittel Umgebungswärme aufnimmt.

Verdichter

Der Verdichter ist ein anderes Wort für den Kompressor. Er erhöht den Druck und die Temperatur des Kältemittels, damit die Wärme an das Heizsystem abgegeben werden kann.

Vorlauftemperatur

Die Vorlauftemperatur gibt an, mit welcher Temperatur das Heizwasser in die Fußbodenheizung, Wandheizung oder Heizkörper geleitet wird. Niedrige Vorlauftemperaturen verbessern die Effizienz der Wärmepumpe.

Wärmequelle

Die Wärmequelle ist das Medium, aus dem die Wärmepumpe Energie gewinnt. Je nach Wärmepumpentyp kann dies Luft, Erdreich oder Wasser sein. Die Effizienz der Wärmepumpe hängt stark von der Temperatur der Wärmequelle ab. Grundwasser bietet die konstantesten Temperaturen, während Luftwärmepumpen mit stark schwankenden Temperaturen arbeiten müssen.

Wärmetauscher

Ein Wärmetauscher überträgt Wärme von einem Medium auf ein anderes, ohne dass sich die beiden Medien vermischen. In einer Wärmepumpe gibt es verschiedene Wärmetauscher, darunter den Verdampfer und den Kondensator.

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