Wirkungsgrad einer Wärmepumpe
Die Wärmepumpe ist das beliebteste Heizsystem im Neubau. Kein Wunder – sie ist umweltfreundlich und nutzt die kostenlos zur Verfügung stehende Umweltwärme. Dazu benötigt sie allerdings etwas Strom. Daher ist es wichtig, den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe zu kennen. So können Sie die Effizienz individuell bewerten.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Eine Wärmepumpe nimmt über ein Kältemittel Wärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf und erhöht die Temperatur in einem Kreislaufprozess. Dabei wird die umgewandelte Wärmeenergie an die Gebäudeheizung abgegeben.
Im Handel gibt es synthetische und natürliche Kältemittel. Ein natürliches Kältemittel ist zum Beispiel das R290 (Propan) von WOLF. Es ist umweltfreundlich, nicht ozonschädigend und wirkt sich kaum auf den Treibhauseffekt aus. Noch dazu erhöht das natürliche Kältemittel die Effektivität der Anlage.
Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe?
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet. Dies hängt davon ab, wie viele Einheiten Wärme sie aus einer Einheit Strom produziert.
In Formeln ausgedrückt:
- Wirkungsgrad = Heizwärme / Strom
- Wirkungsgrad = Nutzleistung / zugeführte Leistung
Wovon ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe abhängig?
Die Aufgabe der Wärmepumpe besteht darin, den Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur der Heizung zu überbrücken. Diese Temperaturdifferenz hängt nicht nur von der Vorlauftemperatur ab, sondern auch von der Art der Wärmepumpe.
Eine Luft/Wasser-Wärmepumpe wie beispielsweise die WOLF CHA-Monoblock nutzt die Wärme der Umgebungsluft. Ihre Temperatur kann im Winter unter 0 °C liegen. Bei einer Vorlauftemperatur zwischen 30 °C und 35 °C muss die Wärmepumpe also eine große Temperaturdifferenz überbrücken.
Die Sole/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärme des Erdreichs und die Wasser/Wasser-Wärmepumpe die Wärme des Grundwassers. Ihr Temperaturniveau sinkt selten unter 12 °C. Entsprechend geringer ist die Temperaturdifferenz zur Vorlauftemperatur. Die Anlage muss dann weniger elektrische Energie aufwenden. Dadurch steigt der Wirkungsgrad der Wärmepumpe.
Leistungszahl oder Jahresarbeitszahl?
Folgende zwei Kennzahlen beschreiben den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe: Leistungszahl, Coefficient of Performance (COP) und die Jahresarbeitszahl (JAZ)
Die Leistungszahl – der Coefficient of Performance (COP)
Die Leistungszahl wird durch Messungen unter genormten Bedingungen ermittelt (DIN EN 255, DIN EN 14511). Sie ist eine konstante Eigenschaft der Wärmepumpe und gibt zu jedem Wertepaar aus Temperatur der Wärmequelle sowie Vorlauftemperatur eine Verhältniszahl an. Aus der Grafik können Sie ablesen, dass eine niedrigere Vorlauftemperatur und auch eine höhere Lufttemperatur zu einer größeren Leistungszahl führt.
Die Jahresarbeitszahl (JAZ)
Die Jahresarbeitszahl ist hingegen der Mittelwert des Wärmepumpen-Wirkungsgrades über ein Betriebsjahr hinweg. Dazu werden der Stromverbrauch und die produzierte Wärme kontinuierlich gemessen.
Wie kann ich die JAZ ermitteln?
Die JAZ müssen Sie nicht selbst messen. Es gibt das genormte Verfahren VDI 4650 aus den Herstellerangaben zum COP einer Wärmepumpe.
Sie können die JAZ ganz einfach mit unserem JAZ-Rechner für Wärmepumpen ermitteln. Dazu geben Sie unter anderem die Wärmequelle und das Modell der Wärmepumpe wie die CHA-07 an. Durch einen Klick auf „Aktualisieren“ starten Sie die Berechnung der JAZ für diese bestimmte Wärmepumpe.
Das genannte Beispiel ergibt eine JAZ von 4,6. Diese Luft/Wasser-Wärmepumpe, wie beispielsweise die WOLF CHA-Monoblock wäre also sowohl für Bestands- als auch für Neubauten durch das BAFA förderfähig. Praktisch: Sie können sich die Ergebnisse des JAZ-Rechners im Anschluss als PDF-Dokument herunterladen und als Nachweise im BAFA-Antrag nutzen.
Die JAZ ist also eine Kennzahl, die sich auf eine Wärmepumpe in einem bestimmten Heizungssystem bezieht. Sie ist maßgeblich für die Beantragung von Förderungen, beispielsweise beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).
Luft/Wasser-Wärmepumpe
CHA-MONOBLOCK
Ob im Garten, auf der Terrasse oder an der Hauswand, die WOLF CHA-Monoblock Wärmepumpe ist auffällig unauffällig und fügt sich nahtlos in das Designkonzept Ihres Eigenheims ein - und überzeugt mit einem COP-Wert von 4,65.
So optimieren Sie den Wirkungsgrad der Wärmepumpe
Die Leistungszahl und Jahresarbeitszahl sind nicht nur bei der Auswahl einer Wärmepumpe hilfreich. Sie kündigen auch im laufenden Betrieb einen Optimierungsbedarf an.
Sie haben mehrere Möglichkeiten, die Effizienz einer Wärmepumpe zu erhöhen:
- Einsatz eines effizienteren Kompressors – diese Maßnahme bietet sich vor allem bei älteren Wärmepumpen an.
- Optimierungen des Heizsystems – dies ändert nichts an der Effizienz der Wärmepumpe, senkt aber den Wärmebedarf.
- Vergrößerung der Heizflächen durch den Einbau von Fußboden- oder Flächenheizungen – dadurch kann die Vorlauftemperatur gesenkt werden. Eine Absenkung der Vorlauftemperatur um 5 °C erhöht die JAZ potenziell um bis zu 10%.
Im Rahmen der regelmäßigen Wartung der Wärmepumpe kann der Heizungsbauer auch die Effizienz der Anlage überprüfen und bei Bedarf anpassen. Oft reicht schon die Optimierung der Einstellungen, um ein wesentlich besseres Ergebnis zu erzielen. Das schont die Umwelt und spart Heizkosten beziehungsweise Stromkosten ein.
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