Intro

Effiziente Wärmepumpen: Kennzahlen verstehen und optimal nutzen

Die wichtigsten Kennzahlen wie JAZ, COP und ETAs helfen Ihnen, die Leistungsfähigkeit Ihrer Wärmepumpe zu bewerten und eine nachhaltige, kosteneffiziente Heizlösung für Ihr Zuhause zu finden. Wir erklären Ihnen, was dahintersteckt.

Zwei Personen vor einer schwarzgrauen Vaillant Wärmepumpe

Einflussfaktoren und Auswirkungen

Was ist die Jahresarbeitszahl?

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gilt als Kennzahl für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit eines Heizsystems, das mit einer Wärmepumpe betrieben wird. Im Fokus steht das Verhältnis zwischen zugeführter Energie (Strom) und tatsächlich erzeugter Heizungswärme über die Dauer eines Jahres. Dafür müssen beide Werte während des Betriebs über einen Strom- und einen Wärmemengenzähler gemessen werden. Die tatsächliche Jahresarbeitszahl eines Heizsystems lässt sich also nicht im Voraus berechnen. Ein statisches Berechnungsverfahren nach VDI 4650 erlaubt jedoch die Berechnung einer theoretischen Jahresarbeitszahl. Neben der Effizienz der Wärmepumpe gibt es weiterer Einflussfaktoren, die Auswirkungen auf die JAZ haben:

Vorlauftemperatur
Wärmequelle
Gebäudedämmung und Warmwasserbereitung
Klimatische Situation
Heizverhalten der Bewohner

Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto effizienter kann eine Wärmepumpe arbeiten – optimal sind 35°C. Um eine hohe Jahresarbeitszahl und eine gute Wärmeverteilung in allen Räumen zu erzielen, sind große Flächenheizungen (Fußbodenheizungen, Wand-/Deckenheizungen) deshalb ideal. Wird eine Wärmepumpe in Bestandsgebäuden mit Radiatoren installiert, ist es empfehlenswert, diese gegen Heizkörper mit größeren Flächen zu tauschen. Doch selbst wenn das nicht möglich ist, lohnt sich oft der Umstieg auf erneuerbare Energie, denn Wärmepumpen können auch Vorlauftemperaturen von 55°C oder mehr erreichen. Gerade in Gebäuden mit einem hohen energetischen Stand lässt sich eine wirtschaftliche JAZ erzielen.

Je geringer der Unterschied zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der gewünschten Vorlauftemperatur ist, desto höher kann auch die Jahresarbeitszahl ausfallen. Luft-Wasser-Wärmepumpen zum Beispiel sind durch den einfachen Aufbau vergleichsweise günstig, arbeiten jedoch aufgrund der verschiedenen Jahreszeiten mit stärker schwankenden Temperaturen gegenüber Systemen, die das Grundwasser oder das Erdreich nutzen. Der Grund dafür: Grundwasser und Erde haben konstant hohe Temperaturen. Die Anschaffung einer Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe bedeutet deshalb eine höhere Jahresarbeitszahl, gleichzeitig aber auch höhere Investitionskosten.

Gut gedämmte Gebäude haben einen geringeren Wärmebedarf, sodass dieser Anteil am Gesamtenergiebedarf im Verhältnis zur Warmwasserbereitung geringer ausfällt. Es ist empfehlenswert, der Wärmepumpe gleichzeitig die Warmwasserbereitung zu übertragen und diese beispielsweise mit einem Frischwassersystem oder einem Warmwasserspeicher zu kombinieren. Der zusätzliche Einsatz von Photovoltaik macht eine Wärmepumpe noch effizienter, da der gewonnene PV-Strom direkt für ihren Antrieb genutzt werden kann. Damit steigt die Jahresarbeitszahl und somit die Effizienz des Heizsystems.

Je kälter ein Winter ist, desto mehr muss geheizt werden. Die Außentemperatur hat auch Einfluss auf die Jahresarbeitszahl, denn die jeweiligen Normtemperaturen haben einen unterschiedlichen Temperaturhub (Differenz zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur) zur Folge. Bei Luft/Wasser-Wärmepumpen kann es vorkommen, dass die JAZ in kalten Gebieten deutlich niedriger ist als in Gegenden mit milden Temperaturen.

Auch das Heizverhalten der Hausbewohner beeinflusst die Jahresarbeitszahl. In einem gut gedämmten Haus erzeugt die angenehme Strahlungswärme einer Flächenheizung schon bei 20 bis 21°C große Behaglichkeit. Auch höhere Temperaturen sind möglich, aber überhitzte Räume gehen zulasten der Jahresarbeitszahl. Andererseits reduzieren falsches Lüften und ein Auskühlen der Räume ebenfalls die Effizienz der Wärmepumpe. Eine witterungsgeführte Steuerung des Heizsystems und bewusstes Lüften sind deshalb optimal, um eine hohe Jahresarbeitszahl zu erreichen.

Beispielrechnung

So berechnen Sie die Jahresarbeitszahl

Ziel eines Wärmepumpensystems ist immer, eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl zu erreichen. Dann profitieren Sie von geringeren Kosten, Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und weniger CO₂-Emissionen.
Bei der Berechnung der JAZ von Wärmepumpen wird zwischen der JAZ für die Raumheizung und der JAZ für die Warmwasserbereitung unterschieden, die entsprechend ihrem Anteil gewichtet werden. Unter Berücksichtigung der Betriebsweise der Wärmepumpe ergibt sich dann die Gesamt-Jahresarbeitszahl. Die JAZ ist das Verhältnis von erzeugter Heizwärme und dem dafür benötigten Strom, bezogen auf ein volles Jahr (a = anno):

Jahresarbeitszahl

JAZ= Heizwärme (kWh)/Strom (kWh)

Heizwärme: 10kWh
Stromeinsatz: 2,5kWh

JAZ: 4

Gewonnene Umweltwärme

Gewonnene Umweltwärme= Heizwärme-Stromeinsatz

Heizwärme: 10kWh
Stromeinsatz: 2,5kWh

Gewonnene Umweltwärme: 7,5kWh

Ergebnis: Die Wärmepumpe nutzt 25% Strom und 75% Umweltwärme, um 100% Heizwärme bereitzustellen!

Jahresarbeitszahl-Rechner

Mit diesem Rechner ermitteln Sie die Jahresarbeitszahlen unter verschiedenen Bedingungen: Gebäudetyp, Vorlauf- und Rücklauftemperatur, sowie Angaben zur Heizung und Wärmepumpe. Diese werden automatisch aus einer Herstellerliste übernommen. Fehlt eine Wärmepumpe, können die Daten manuell eingegeben werden. Zusätzlich müssen Sie den Anteil der Wärme für Warmwasser kennen. Anschließend werden die Jahresarbeitszahlen für Heizung, Warmwasser und die Gesamtbetrachtung berechnet. Wichtig: Der JAZ-Rechner berücksichtigt kein Nutzerverhalten und dient nur zur Orientierung.

Zum JAZ-Rechner

Effiizienzzahlen im Vergleich

Was ist der Unterschied zwischen COP und SCOP?

Die Jahresarbeitszahl beschreibt die Effizienz eines ganzen Heizsystems. Der Coefficient of Performance (COP) wiederum ist eine Leistungszahl, die sich auf die Wärmepumpe als Wärmeerzeuger fokussiert und für die Berechnung der JAZ benötigt wird. Der COP beschreibt das Verhältnis von Nutzwärme zu aufgewendeter elektrischer Energie bei definierten Betriebspunkten. Er wird unter standardisierten Laborbedingungen gemessen, die von der Wärmequelle abhängen. Das Wertepaar des Betriebspunkts setzt sich immer aus der Temperatur der Wärmequelle (Luft, Boden, Wasser) und der Temperatur am Austritt der Wärmepumpe zusammen. Diese Normbedingungen sind wichtig, um Wärmepumpen vergleichbar zu machen.

COP-Wert	Erklärung
A2/W35	Lufttemperatur 2 °C, Vorlauftemperatur 35 °C
A7/W35	Lufttemperatur 7 °C, Vorlauftemperatur 35 °C
W10/W35	Grundwassertemperatur 10 °C, Vorlauftemperatur 35 °C
B0/W35	Soletemperatur 0 °C, Vorlauftemperatur 35 °C
E4/W35	Erdreichtemperatur 4 °C, Vorlauftemperatur 35 °C

A = Air (Luft/Wasser-Wärmepumpe), W = Water (Wasser/Wasser-Wärmepumpe), B = Brine (Sole/Wasser-Wärmepumpe), E = Exchange (Direktverdampfer-Wärmepumpe)

Eine Erweiterung der Leistungszahl COP ist der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), bei dem die Effizienz der Wärmepumpe an vier verschiedenen Betriebspunkten bestimmt wird. Diese entsprechen den durchschnittlichen Außentemperaturen der vier Jahreszeiten: 12 °C, 7 °C, 2 °C und -7 °C. Der SCOP ist entscheidend für die Berechnung der jahreszeitbedingten Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs) als Fördervoraussetzung für eine Wärmepumpe.

Eine weitere Kennzahl ist der European Seasonal Coefficient of Performance (ESCOP), für den die Prüfbedingungen mehr den europäischen Klimabedingungen entsprechen.

Wie hängen SCOP und ETAs zusammen?

Aus dem SCOP, der die Effizienz der Wärmepumpe im Verlauf eines Jahres abbildet, wird die jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs) errechnet. Die technischen Mindestvoraussetzungen einer Wärmepumpe als Fördervoraussetzung werden über die ETAs (Formelzeichen ηs) definiert. Die Formel ist einfach:

ETAs = SCOP / 2,5 x 100

Der Divisor 2,5 steht für den derzeitigen Primärenergiefaktor des europäischen Strommixes. Damit gilt als Förderbedingung außer der Effizienz der Wärmepumpe auch die Umweltbelastung für die Erzeugung des Stroms als Antriebsenergie. Dieser Faktor wird umso günstiger, je mehr Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Für den deutschen Strommix ist der Primärenergiefaktor bereits auf 1,8 abgesenkt worden. Noch ökologischer ist es, die Wärmepumpe mit selbst erzeugtem Sonnenstrom durch eine Photovoltaikanlage zu betreiben.

Bereit für Ihre neue Wärmepumpe?

Finden Sie mit Vaillant die perfekte Wärmepumpe für Ihr Zuhause.

Systemvorschlag konfigurieren

Kind auf einem Holzuntergrund liegend mit einer schwarzgrauen Vaillant Wärmepumpe im Hintergrund

Staatliche Förderung

Förderung für effiziente Wärmepumpen sichern

Wärmepumpen sind die effizienteste und zugleich umweltschonendste Art zu heizen. Deshalb können Sie bei der Investition in eine Wärmepumpe mit attraktiven Förderungen vom Staat rechnen. Zusätzlich zur allgemeinen Wärmepumpen-Förderung gibt es verschiedene weitere finanzielle Zuschüsse.

Alle Details und Aktuelles zum Thema finden Sie in unserem Förderungs-Ratgeber.