Kleine Wärmepumpenkunde: JAZ & COP

Irgendwer schüttelte ungläubig den Kopf, nachdem er in einer Pannonischen Postille folgende, etwas dreiste Werbebotschaft für eine Wärmepumpe gelesen hatte:

„… die leiseste Luft-Wasser Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) > 4 … „

Stihl kettensaegeStarker Tobak. Ganz abgesehen davon, dass auch die ‚leiseste‘ Motorsäge noch immer ziemlichen Lärm verursachen konnte, war er doch etwas verwundert, dass dieser Wärmepumpen-Verkäufer eine Behauptung über eine (für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht zu kleine!) Jahresarbeitszahl aufstellte …

Zum Hintergund:

Eine mit Strom betriebene Wärmepumpe entzieht einer Wärmequelle bei niedriger Temperatur Wärmeenergie und gibt diese bei hoher Temperatur wieder an das Heizsystem ab.

Prinzip Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe muss immer im Zusammenhang mit der Wärmequelle und dem Wärmeabgabesystem betrachtet werden.
Entscheidende Größen für ihre Effizienz sind: Eintrittstemperatur der Wärmequelle in die Wärmepumpe (T.WQ.EIN), Vorlauftemperatur des Heizkreises (T.HZG.VL) und der damit verbundene Temperaturhub (ΔT).

Dabei steigt sowohl die Heizleistung als auch die Effizenz der Wärmepumpe mit

  • steigender Eintrittstemperatur der Wärmequelle in die Wärmepumpe (T.WQ.EIN)
  • sinkender Vorlauftemperatur auf der Heizungsseite (T.HZG.VL)

Seriöse Leistungsangaben einer Wärmepumpe müssen sich daher immer auf diese beiden Temperaturen beziehen.

Um Wärmepumpen verschiedener Hersteller vergleichen zu können, verwendet man die Leistungszahl (= Coefficient Of Performance = COP). Dabei wird bei genau definierten Laborbedingungen das Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung gemessen:

COP = Wärmeleistung / Elektrische Leistung (bei Normbedingungen)

Unter realen Betriebsbedingungen ändern sich Wärmequellentemperatur und Heizungsvorlauftemperatur und damit die Leistungsdaten der Wärmepumpe ständig. Das ist von vielen Faktoren der Gesamtanlage abhängig, wie z.B.:

  • Dimensionierung und Zustand der Wärmequelle
  • Wärmeabgabesystem (Fußbodenheizung, Radiatoren, Warmwasserspeicher)
  • Nutzungsverhalten (Raum- und Warmwassertemperatur)
  • Regelung (Heizkurve, Positionierung von Temperatursensoren, Abschaltbedingungen)
  • Art und Größe der verwendeten Pufferspeicher und Warmwasserspeicher
  • etc …

Um die Qualität der Gesamtanlage im Realbetrieb beurteilen zu können, verwendet man daher die Jahresarbeitszahl (JAZ). Es wird die gesamte in einem Jahr von der Wärmepumpe gelieferte Wärmeenergie ins Verhältnis zur gesamten eingesetzten elektrischen Energie gesetzt:

JAZ = Gewonnene Wärmeenergie pro Jahr / Eingesetzte elektrische Energie pro Jahr

Dabei werden bei der elektrischen Energie auch Zusatzaggregate (Ventilatoren, Solepumpe, Ladepumpe), sowie der Bedarf für elektrische Notheizung und Abtauen berücksichtigt.

Für die Effizienz und damit die Sparsamkeit einer Wärmepumpenanlage ist die Jahresarbeitszahl die entscheidende Größe. Sie muss für jede Gesamtanlage individuell bestimmt werden und kann niemals die Eigenschaft einer Wärmepumpe alleine sein.

Und wie eine Reihe von Feldstudien zeigt, ist es (besonders für Luft-Wasser-Wärmepumpen) in der Praxis absolut nicht einfach, eine Jahresarbeitszahl > 4 zu erreichen …

Weiterführende Links:

7 Gedanken zu „Kleine Wärmepumpenkunde: JAZ & COP

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  6. Hallo!

    Vielen Dank für die sehr interessanten Berichte zum Thema Gebäudeheizung. Ich habe schon mit Elke gemailt und ich hätte da noch eine lange Liste von Fragen.

    Eine davon. Mit welchem System habt ihr die Messdaten erfasst? Eigenbau oder etwas gekauftes?

    Meine Garage wollte ich immer schon neu bauen. Jetzt würde es sich anbieten darunter eine Zisterne zu bauen. Im Sommer als zusätzliche Wasserversorgung und ab Herbst dann als Puffer für die Heizung im Winter. Seit ich euren Artikel gelesen habe lässt mich der Gedanke nicht mehr los. Energie ob Wärme oder elektrisch wird in Zukunft teurer.

    Liebe Grüße und vielen Dank für die Anregungen.

    Josef

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