Kennzahlen Wärmepumpe: Jahresarbeitszahl, COP, EER, SCOP

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 09/12/2023
Kategorie: Wärmepumpe

Wärmepumpen sind eine umweltfreundliche Option zum Heizen und Kühlen von Gebäuden. Aber auf welche Kennzahlen sollten Sie bei der Auswahl einer Wärmepumpe achten? In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Parameter erörtern, die Sie vor einer Kaufentscheidung bewerten sollten.

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Was ist die Jahresarbeitszahl?

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt an, wie viel Strom im Laufe eines Jahres im Vergleich zur abgegebenen Wärmemenge verbraucht wird. Sie gibt Auskunft über die Effizienz eines Wärmepumpen-Heizungssystems. Um die Jahresarbeitszahl zu bestimmen, wird der jährliche Stromverbrauch durch die vom System unter verschiedenen Betriebsbedingungen erzeugte Gesamtwärmemenge geteilt. 

Somit liefert die JAZ eine Gesamtbeurteilung der Energieeffizienz eines Wärmepumpensystems und dient als nützliche Referenz für die Bestimmung seiner Effektivität und Kostenwirksamkeit.

Was ist Leistungszahl?

Der COP (auch Leistungszahl) ist eine Kennzahl zur Messung der Effizienz der Energieübertragung in Abhängigkeit von den Temperaturunterschieden zwischen einer externen Wärmequelle (Luft, Wasser oder Erdreich) und dem Vorlauf einer Heizungsanlage.

Die COP (aus dem englischen Coefficient of Performance) wird im vorgegebenen Betriebszustand gemessen. Um die externe Wärmequelle und Vorlauf kenntlich zu machen, wird für jedes Übertragungsmedium ein Buchstabe vergeben:

Um die Betriebszustände zur Messung des COP kundzugeben, werden nach den Buchstaben die jeweiligen Temperaturen angegeben. Die Formel lässt sich folgendermaßen formulieren:

  • Übertragungsmedium Wärmequelle, Temperatur in °C / Übertragungsmedium Vorlauf, Temperatur in °C = COP-Wert

So lassen sich verschiedene Arten von Wärmepumpe leicht identifizieren und der COP-Wert bei gleichen Betriebszuständen vergleichen. Benötigt beispielsweise eine Luft-Wasser-Wärmepumpe bei einer Außentemperatur von 0 °C und Vorlauftemperatur von 35 °C ein Kilowattstunde-Strom, um vier Kilowattstunden Wärme zu erzeugen, dann beträgt ihre Leistungszahl vier. Der COP wird dann folgendermaßen angegeben: A0 / W35 = 4.

Aufgrund der Messung an nur einem Betriebspunkt ist der COP nicht ganz genau. Dies gibt nämlich keinen Aufschluss darüber, wie gut die Wärmepumpe unter anstrengenden Umgebungsbedingungen funktioniert.  Infolgedessen wurde der SCOP entwickelt und gilt mittlerweile als Standard für die europäische Ökodesign-Richtlinie "ErP".

Was ist SCOP?

Der SCOP (aus dem englischen Seasonal Coefficient of Performance) ist eine auf Klimabedingungen basierende Effizienzbewertung für Wärmepumpen. Die saisonale Leistungszahl (kurz SCOP) berücksichtigt mehrere Messpunkte, um die unterschiedlichen saisonalen Temperaturen in verschiedenen Klimazonen zu berücksichtigen. Dadurch liefert sie ein umfassenderes und genaueres Ergebnis als der COP-Wert.

Der SCOP wird aus vier einzelnen Bewertungen ermittelt, die nach den Temperaturen und den daraus resultierenden Leistungszahlen der einzelnen Jahreszeiten gewichtet werden. Die Außentemperaturen, die zur Bewertung der Leistung für den Heizbetrieb festgelegt wurden, sind 12 °C, 7 °C, 2 °C und -7 °C. Die SCOP-Bewertungen werden je nach geografischer Lage in drei Kategorien unterteilt: Nordeuropa, Mitteleuropa und Südeuropa, was eine noch detailliertere Leistungsbewertung ermöglicht.

Zur Berechnung werden folgende Daten berücksichtigt:

MesspunktTeilheizlastAußentemperaturenVorlauftemperaturen
A88%−7 °C20 °C
B54%2 °C20 °C
C35%7 °C20 °C
D15%12 °C20 °C

Was ist der Energy Efficiency Ratio?

Wärmepumpen können mittels Inverser-Funktion auch zum Kühlen verwendet werden. Der EER gibt dabei das Energieeffizienzverhältnis einer Wärmepumpe im Kühlbetrieb an. Analog zum COP gibt er das Verhältnis zwischen dem Stromverbrauch und der gelieferten Kälteleistung an. Der EER wird also auf ähnliche Weise berechnet wie der COP-Wert. Er wird unter den folgenden Messbedingungen ermittelt:

  • Außenlufttemperatur von 35 °C
  • Innenlufttemperatur von 27 °C

Auch beim EER stellte sich heraus, dass die Messung an nur einem Betriebspunkt unzureichende Auskunft über die Effizienz einer Wärmepumpe gibt. Somit wurde analog zum SCOP der SEER erschaffen.

Was ist der SEER?

Der SEER  (aus dem englischen Seasonal Energy Efficiency Ratio) bewertet die jährliche Energienutzung und die Leistungsfähigkeit während des normalen täglichen Betriebs. Im Laufe der Zeit werden Temperaturschwankungen und Ausfallzeiten berücksichtigt, um einen genauen und zuverlässigen Hinweis auf die regelmäßige Energieeffizienz während einer Kühlsaison zu geben.

Zur Berechnung werden folgende Daten angewendet:

MesspunktTeilheizlastAußentemperaturenVorlauftemperaturen
A100%35 °C30 °C
B75%30 °C26 °C
C50%25 °C22 °C
D25%20 °C18 °C

Was ist der Primärenergiefaktor einer Wärmepumpe?

Der Primärenergiefaktor (PEF) ist eine Kennzahl, die zum Vergleich von Endenergieträgern eingesetzt wird. Dafür werden alle Energieverluste und -aufwendungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Gewinnung über die Umwandlung, Transport und Speicherung bis hin zur Verteilung berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung aller Phasen des Lebenszyklus eines Energieträgers ermöglicht der PEF ein umfassenderes Verständnis seiner Effizienz.

Der PEF wurde im Jahr 2002 im Rahmen der Energieeinsparverordnung (EnEV) eingeführt. Es stellt jedoch keine physikalische Größe wie ein Wirkungsgrad dar, sondern vielmehr eine angemessene Bewertung.

Lärmbelastung: Unterschied zwischen Schallleistungspegel und Schalldruckpegel

Die einzelnen Bestandteile einer Wärmepumpe erzeugen während des Betriebs Geräusche. Um die Lärmbelastung dieser Geräusche bewerten zu können, werden der Schallleistungs- und Schalldruckpegel gemessen. 

Die Einheit Dezibel (dB) wird zur Messung der Lärmbelastung verwendet. Sie leitet sich von dem von Schallquellen erzeugten Schalldruck ab, der in Pascal gemessen wird. Für die Wahrnehmung von Lärm ist jedoch nicht der absolute Druck entscheidend, sondern das Verhältnis zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Pegel der entsprechenden Druckwelle - ein Maß, das als Schallpegel bezeichnet wird. Die Einheit Dezibel gibt diesen Schallpegel an und ist somit eine praktische Methode zur Darstellung von Lärmpegeln.

Der Schallleistungspegel ist eine Messung des Schallpegels direkt an der Quelle. Anhand dieser Messung lässt sich abschätzen, wie der Schall mit zunehmender Entfernung abnimmt. Allerdings können auch andere Faktoren wie atmosphärische Bedingungen, Geländemerkmale und umgebende Strukturen diese Abnahme des Schallpegels beeinflussen.

Der Schalldruckpegel beschreibt, wie laut das Geräusch eines Geräts in einer bestimmten Entfernung ist. Bei der Auswahl einer Wärmepumpe ist es wichtig, auf die vorgegebenen Messbedingungen zu achten. Die Lautstärke einer Wärmepumpe wird in der Regel aus einer Entfernung von drei Metern bestimmt, aber in manchen Fällen können auch kürzere Entfernungen gewählt werden. Außerdem wirkt sich die Außentemperatur auf die Lautstärke einer Wärmepumpe aus, da sie bei tieferen Temperaturen härter arbeiten muss, was sie lauter macht als bei wärmeren Bedingungen.

Fazit 

Wenn Sie die Installation einer Wärmepumpe für Ihr Haus in Erwägung ziehen, sollten Sie die verschiedenen Leistungskennzahlen verstehen. Diese Kenntnis hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Modells für optimale Effizienz und Erschwinglichkeit Ihres Wärmepumpensystems. Mit all diesen Informationen in der Hand können Sie sich in Ruhe umsehen und eine Entscheidung treffen, die für Ihre Familie und Ihr Budget optimal ist.

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