Leistungszahlen von Wärmepumpen
Wärmepumpen ziehen kostenlose Energie aus der Umwelt und benötigen dazu Strom. Die monatlichen Kosten werden vor allem durch den verbrauchten Strom bestimmt. Entscheidend für die Effizienz und Leistungsfähigkeit ist also der Betriebsstromverbrauch, den das Gerät dafür benötigt. Wichtige Kennzahlen für die Leistung einer Wärmepumpe sind die Leistungszahl ε und die Jahresarbeitszahl ß.
Die Leistungszahl, bekannt als COP (coefficient of performance), gibt das Verhältnis von erzeugter Kälte- oder Wärmeleistung zur eingesetzten elektrischen Leistung an. Sie gibt den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe an, bezieht sich aber auf einen bestimmten Betriebspunkt. Neben der Leistungszahl ist für Hausbesitzer vor allem die Jahresarbeitszahl (JAZ) interessant. Sie gibt den Wirkungsrad der Wärmepumpe über die sich ganzjährig verändernden Betriebsbedingungen wieder.
Der COP-Wert
Die Leistungszahl einer Wärmepumpe (kurz COP, εWP) ist eine sehr wichtige Kennzahl. Mit ihrer Hilfe können die Wirtschaftlichkeit und die Energieeffizienz von Wärmepumpen miteinander verglichen werden. Seit dem 01. Januar 2012 gilt für Wärmepumpen die Leistungszahl als Förderkriterium des EU-Umweltzeichens (auch Euro-Blume oder EU-Blume genannt).
Die Leistungszahl spiegelt die Qualität des Wärmepumpenprozesses wider. Sie wird vom Wärmepumpenhersteller unter Laborbedingungen gemäß nach EN255 und EN14511 gemessen und für bestimmte Betriebspunkte d.h. bei bestimmten Wärmequellen-Eintrittstemperaturen und Heizwasser-Vorlauftemperaturen ermittelt.
Wärmepumpen neuerer Bauart erzielen Leistungszahlen zwischen 3,5 und 5,5. Eine Leistungszahl von 4 bedeutet, dass 1 kW Strom 4 kW Heizleistung liefert, 3 kW kommen kostenlos von Sonne und Umwelt oder aus dem Erdreich. Zum Beispiel erreicht eine Wärmepumpe mit geringer Temperaturdifferenz eine hohe Effizienz bzw. hohe Leistungszahl, während eine Luft/Wasser-Wärmepumpe zur Gebäudeheizung gerade im Winter nur eine niedrige Leistungszahl aufweist. Denn: Luft/Wasser Wärmepumpen arbeiten im Normalfall mit Außenluft. Die Lufttemperaturen liegen im Winter oft deutlich unter 0 °C. Die Leistungszahl der Luft/Wasser Wärmepumpe ist umso niedriger, je niedriger Außentemperatur. Bei einer Erdwärmepumpe ist dieser Effekt weniger vorhanden, weil die Temperaturen im Erdreich relativ konstant warm sind.
Weil sich der COP-Wert immer auf einen bestimmten Betriebspunkt bezieht, reicht er als Angabe allein nicht aus, deshalb muss eine elektrische Wärmepumpen eine Mindest-Jahresarbeitszahl erreichen, um eine Förderung zu erhalten.
Die Jahresarbeitszahl
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) unterscheidet sich von der Leistungszahl nicht nur durch die zeitliche Komponente. Bei der JAZ geht zudem die Leistung von Hilfsagregaten, wie z.B. Heizungspumpen, mit ein. Die Jahresarbeitszahl wird im wesentlichen von der Wärmequelle beeinflusst und lässt sich nur im Betrieb bestimmen. Schwache Wärmepumpen erzielen eine JAZ von 3,5, sehr gute erreichen Werte von über 4,5. Die höchsten Jahresarbeitszahlen lassen sich mit Grundwasser-Wärmepumpen erzielen. Aus energetischer Sicht am ungünstigsten ist die Wärmequelle Luft. Eine Jahresarbeitzahl unter 3 ist nicht nur unwirtschaftlich, sondern mit Strom aus fossilen Brennstoffen auch nicht mehr umweltschonend.
Die Definition der JAZ wird teilweise noch unterteilt in EJAZ und SJAZ. Die sogenannte Erzeuger-Jahresarbeitszahl (EJAZ) berücksichtigt die Wärme am Ausgang der Wärmepumpe und die Abtauenergie bei Luft-Wärmepumpen sowie den Strom für die Wärmepumpe selbst und für die Erschließung der Kaltquellen Luft, Grundwasser oder Erdreich.
Im Gegensatz hierzu berücksichtigt die System-Jahresarbeitszahl (SJAZ) auch noch weitere Verlustquellen wie Heizungspuffer- und Warmwasserspeicher, Notheizstab und Speicher-Ladepumpen. Die SJAZ bilanziert also die Nutzenergien des Wärmepumpensystems.
Um eine Förderung zu erhalten, muss eine elektrische Wärmepumpen eine Mindest-Jahresarbeitszahl erreichen.
In der Basisförderung (für Bestandsgebäude) gelten folgende Mindestwerte für die Jahresarbeitszahl (JAZ):
- Sole/Wasser & Wasser/Wasser-WP: 3,8 (Wohngebäude), 4,0 (Nicht-Wohngebäude)
- Luft/Wasser-WP: 3,5 (Wohn- & Nicht-Wohngebäude)
- Gas-WP: 1,25 (Wohngebäude), 1,3 (Nicht-Wohngebäude)
In der Innovationsförderung (für Bestandsgebäude sowie Neubauten) gelten folgende Mindestwerte für die Jahresarbeitszahl (JAZ):
- Sole/Wasser & Wasser/Wasser-WP: 4,5 (Wohn- & Nicht-Wohngebäude)
- Luft/Wasser-WP: 4,5 (Wohn- & Nicht-Wohngebäude)
- Gas-WP: 1,5 (Wohn- & Nicht-Wohngebäude)
Eine Ausnahme in der Innovationsförderung bilden Wärmepumpen mit verbesserter Systemeffizienz. Hier gilt es, Mindestwerte bei der sogenannten System-Jahresarbeitszahl (SJAZ) zu erfüllen:
- Sole/Wasser oder Wasser/Wasser-WP mit ergänzender Luft-Wärmepumpe oder Solarthermie-Anlage: 4,3
- Luft/Wasser-Wärmepumpe mit ergänzender Solarthermie-Anlage: 3,9
- Wärmepumpe mit Eisspeicher: 4,1
- Wärmepumpe mit Wärmequelle kalte Nahwärme: keine SJAZ-Mindestwerte einzuhalten
Das Wichtigste auf einen Blick:
Seit dem 1. Januar 2012 gilt für Wärmepumpen die Leistungszahl als Förderkriterium: Der COP-Wert elektrisch betriebener Wärmepumpen muss die Mindestwerte gemäß dem europäischen Umweltzeichen „Euroblume“ einhalten. Um eine Förderung zu erhalten, muss eine elektrische Wärmepumpe eine Mindest-Jahresarbeitszahl erreichen. Die vollständige Übersicht der BAFA-Förderung finden Sie auf der BAFA-Webseite.