10.08.2023 - Welche Unterschiede gibt es zwischen JAZ und COP bei Luftwärmepumpen

Bei Wärmepumpen gibt es zwei wichtige Kennzahlen -

JAZ ist die Jahresarbeitszahl und COP bedeutet Coefficient of Performance. Diese Kennzahlen bieten Einblicke in die Effizienz, die Energieeinsparungen und die Leistungsfähigkeit von Luftwärmepumpen. Obwohl sowohl JAZ als auch COP die Leistung von Wärmepumpen quantifizieren, tun sie dies auf unterschiedliche Weise und unter verschiedenen Aspekten. Um ein tieferes Verständnis für diese Kennzahlen zu entwickeln, ist es notwendig, ihre Definitionen, ihre Bedeutung und ihre Unterschiede zu analysieren.

Coefficient of Performance (COP)

Der Coefficient of Performance, frei übersetzt als Leistungskennwert, ist eine fundamentale Kennzahl, die das Verhältnis der abgegebenen Heizenergie zur aufgenommenen elektrischen Energie für eine Wärmepumpe beschreibt. Der COP wird durch folgende Gleichung definiert:
COP = Heizenergie : zugeführte elektrische Energie.
Der COP ist eine direkte Kennzahl, die die Energieeffizienz einer Wärmepumpe in einem bestimmten Betriebszustand widerspiegelt. Ein höherer COP-Wert zeigt an, dass die Wärmepumpe mehr Heizenergie erzeugt, indem sie weniger elektrische Energie verbraucht. Der COP hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke, die Effizienz des Verdichters, die Qualität des Wärmeüberträgers und die Regelungstechnik. Der COP bietet eine einfache Möglichkeit, verschiedene Wärmepumpenmodelle oder -technologien zu vergleichen, indem er deren Fähigkeit zur Umwandlung von elektrischer Energie in Heizenergie quantifiziert. Der COP ist jedoch begrenzt, da er den Betrieb der Wärmepumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt beschreibt und nicht die Schwankungen der Außentemperatur oder die variierenden Heizlasten berücksichtigt.

Jahresarbeitszahl (JAZ)

Die Jahresarbeitszahl erweitert das Konzept des COP, indem sie die Leistung einer Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum betrachtet und dabei die jahreszeitlichen Variationen der Umgebungsbedingungen, der Heizlasten und der Betriebsbedingungen berücksichtigt. Die JAZ wird definiert als das Verhältnis der über das gesamte Jahr erzeugten Heizenergie zur über das Jahr aufgenommenen elektrischen Energie. Die JAZ ermöglicht eine umfassende Bewertung der Effizienz und Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen, da sie die dynamischen Veränderungen der Umgebungstemperatur, der Heizlasten und der Betriebsmodi im Laufe des Jahres berücksichtigt. Um die Jahresarbeitszahl berechnen zu können, sind Wärmemengen- und Stromzähler erforderlich. Erstere sitzen in der Regel vor dem Eintritt in das Heizsystem, um die tatsächlich nutzbare Wärmemenge zu erfassen. Stromzähler messen die im gleichen Zeitraum verbrauchte elektrische Energie.

Unterschiede zwischen JAZ und COP im einzelnen

Zeitliche Perspektive

Der wesentlichste Unterschied liegt in der zeitlichen Perspektive, die diese Kennzahlen repräsentieren. Während der COP einen Momentanwert darstellt und die Effizienz einer Wärmepumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt angibt, berücksichtigt die JAZ den gesamten Jahreszyklus und ermöglicht somit eine Bewertung über einen längeren Zeitraum. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die Heizlast von vielen Faktoren abhängt, einschließlich der Außentemperatur, der Gebäudeisolierung, der Sonneneinstrahlung und der Anwesenheit der Bewohner.

Planung und Dimensionierung

Die JAZ ist bei der Planung und Dimensionierung von Wärmepumpen von großer Bedeutung, da sie eine umfassende Vorstellung davon vermittelt, wie eine Wärmepumpe in einem realen Betriebsumfeld arbeiten wird. Der COP hingegen unterstützt hauptsächlich die Bewertung der aktuellen Effizienz und Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe. Insgesamt ergänzen sich JAZ und COP gegenseitig, um ein umfassendes Verständnis für die Leistung von Luftwärmepumpen zu liefern.

Aktuelle Richtwerte von Luftwärmepumpen für ein Einfamilienhaus

Aktuelle COP-Werte für Luftwärmepumpen rangieren zwischen 3,4 bis 4,1. Je höher der Wert ist, um so besser ist die Energieausbeute. Auffällig ist, dass 70% der 10 effizientesten Luftwärmepumpen über eine Leistungsregelung verfügen. Dies sind in allen Fällen Wärmepumpen mit Inverter-Drehzahlregelung. Einige der in der BAFA-Liste vertretenen Wärmepumpen weisen auch eine Regelung über Leistungsstufen auf, nur 4 Luftwärmepumpen der BAFA-Liste verfügen über eine Regelung per Digital Scroll.

Die Verbraucherzentrale (siehe Link) hat einen maximalen Wert für die JAZ von 4,7 ermittelt. Im Durchschnitt liegt der Wert bei 2,8. Unbedingte Voraussetzung für die Ermittlung ist ein Wärmemengenzähler. Der Wärmemengenzähler zeigt in der Einheit Kilowattstunden an, wie viel Wärme die Wärmepumpe ans Haus abgegeben hat. Im Nenner steht dann der tatsächliche Stromverbrauch.