Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe: Effizienz richtig ermitteln

Was ist die Jahresarbeitszahl für Wärmepumpen?

Die Jahresarbeitszahl (Abk. JAZ) beschreibt das Verhältnis der insgesamt erzeugten Wärme zur dafür eingesetzten elektrischen Energie. Um sie korrekt zu bestimmen, muss die Wärmepumpe mindestens ein Jahr in Betrieb sein. Sie bietet somit eine praxisnahe Angabe der Energieeffizienz einer Wärmepumpe.

Jahresarbeitszahl Wärmepumpe: Faktoren & Bedeutung

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter die Art der Wärmequelle (Luft, Wasser oder Erdreich), die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe, das Heizverhalten der Nutzer sowie die Innen- und Außentemperatur.

Eine höhere Jahresarbeitszahl bedeutet eine bessere Energieeffizienz, da die Wärmepumpe mehr Wärmeeinheiten pro eingesetzter Energieeinheit erzeugt. Zudem ist die JAZ entscheidend für die staatliche Förderung (BEG), für die eine rechnersche Mindest-Jahresarbeitszahl von 3,0 erforderlich ist.

Im Gegensatz zum Coefficient of Performance (COP), der unter idealisierten Laborbedingungen ermittelt wird, berücksichtigt die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe die realen Betriebsbedingungen, einschließlich Außentemperaturen und individuellem Nutzerverhalten.

Alles zum COP & weitere Effizienzkennziffern für Wärmepumpen im Überblick:

Wie berechnet man die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe?

Um die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe zu berechnen, wird der eingesetzte Strom ins Verhältnis zur erzeugten Wärme gesetzt. Dafür benötigt die Wärmepumpe einen separaten Stromzähler, um den tatsächlichen Verbrauch zu erfassen. Die erzeugte Wärmemenge kann zudem über einen Wärmemengenzähler gemessen werden, der oft schon in modernen Wärmepumpen integriert ist.

Für eine präzise Berechnung der JAZ ziehen Fachunternehmen üblicherweise noch Wärmeverluste durch Speicher, Leitungen und andere Bauteile ab. Durch diese Reduktion der erzeugten Wärmeenergie entsteht eine realitätsnahe Jahresarbeitszahl, die eine genaue Bewertung der tatsächlichen Effizienz der Wärmepumpe ermöglicht. Die Berechnung von Fachbetrieben erfolgt anhand der VDI 4650 Blatt 1.

Faktoren zur Ermittlung der JAZ im Überblick:

• Erzeugte Wärmeenergie (kWh): Die insgesamt von der Wärmepumpe bereitgestellte Wärmeenergie.
• Wärmeverluste (kWh): Verluste, die durch Speicher, Leitungen und andere Komponenten entstehen.
• Eingesetzte elektrische Energie (kWh): Die über das Jahr für den Betrieb benötigte Strommenge.

Formel:

JAZ = erzeugte Wärmeenergie (abzgl. Wärmeverluste) / eingesetzte elektrische Energie

Beispiel:

• Erzeugte Wärmeenergie (Heizwärme): 17.500 kWh
• Wärmeverluste: 500 kWh
• Eingesetzte elektrische Energie (Strom): 5.000 kWh

Rechnung:

• 17.500 - 500 = 17.000 kWh
• 17.000 / 5.000 = 3,4 JAZ

Erläuterung:

Eine Jahresarbeitszahl von 3,4 bedeutet, dass die Wärmepumpe im Durchschnitt 3,4-mal so viel Wärmeenergie liefert, wie sie elektrische Energie (Strom) verbraucht.

Wichtig: Theoretisch können anhand des COP Voraussagen zur Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe getroffen werden. Allerdings müssen diese Werte nicht mit den Praxiswerten übereinstimmen. Denn so hat das jeweilige Klima u. a. direkten Einfluss auf die Leistungsaufnahme der Wärmepumpe. Daraus ergibt sich, dass die Jahresarbeitszahl am besten über mehrere Jahre hinweg ermittelt wird, um eine eindeutige Aussage treffen zu können.

Jahresarbeitszahl Wärmepumpe: Stromkosten vorab kalkulieren

Die vorläufige Ermittlung der Jahresarbeitszahl ermöglicht es, eine erste Einschätzung der Effizienz sowie dem künftigen Stromverbrauch der Wärmepumpe zu erhalten, bevor detaillierte Messungen und Berechnungen durchgeführt werden. Hier sind die Schritte, um die JAZ vorab zu bestimmen:

1. Daten zur Wärmepumpe sammeln:

• Nennwärmeleistung (kW): Die maximale Heizleistung der Wärmepumpe.
• COP (Coefficient of Performance): Der Leistungsfaktor unter bestimmten Standardbedingungen. Dieser Wert ist oft auf dem Datenblatt der Wärmepumpe angegeben.

2. Erwartete Betriebsstunden festlegen:

• Heizstunden pro Jahr: Schätzen Sie, wie viele Stunden pro Jahr die Wärmepumpe voraussichtlich in Betrieb ist. Dies hängt von den klimatischen Bedingungen und dem Heizbedarf des Gebäudes ab.

3. Erwartete Wärmeabgabe berechnen:

• Berechnen Sie die jährliche Heizleistung, indem Sie die Nennwärmeleistung mit den erwarteten Heizstunden multiplizieren.

Formel 1: Nennwärmeleistung x Heizstunden = Wärmeabgabe in kWh

4. Stromverbrauch schätzen:

• Der Stromverbrauch kann unter Verwendung des COP geschätzt werden:

Formel 2: Wärmeabgabe / COP = Energiezufuhr in kWh

5. Jahresarbeitszahl berechnen:

• Mit den oben ermittelten Werten können Sie nun die vorläufige Jahresarbeitszahl berechnen:

Formel 3: Wärmeabgabe / Wärmezufuhr = JAZ

6. Berücksichtigung der Wärmeverluste:

• Wenn möglich, berücksichtigen Sie auch die erwarteten Wärmeverluste durch Speicher, Leitungen und andere Bauteile, um eine genauere Schätzung der JAZ zu erhalten. Diese Verluste können auf Basis von Erfahrungswerten oder Normen geschätzt werden.

Beispiel:

Angenommen, Sie haben eine Wärmepumpe mit einer Nennwärmeleistung von 10 kW, die voraussichtlich 2.000 h/Jahr in Betrieb ist. Der COP beträgt 3,4.

• Erwartete Wärmeabgabe: 10 kW x 2.000 h = 20.000 kWh
• Stromverbrauch schätzen: 20.000 kWh / 3,4 = 5.880 kWh
• Jahresarbeitszahl berechnen: 20.000 kWh / 5.880 kWh = 3,4 JAZ

Auch hier erzeugt die Wärmepumpe viermal mehr Wärmeenergie, als sie elektrische Energie (Strom) benötigt.

Wärmepumpe vs. Gasheizung: JAZ zeigt Heizkosten im Vergleich

Mit einer einfachen Faustformel können Sie auch selbst ermitteln, ob Sie mit einer Wärmepumpe weniger Heizkosten zahlen, als mit einer Gasheizung. Hat die Wärmepumpe bspw. eine Jahresarbeitszahl von 3,4, dann heizen Sie mit der Wärmepumpe günstiger, wenn der Strompreis geringer als der 3,4-fache des Gaspreises ist.

Beispiel:

• JAZ: 3,4
• 1 kWh Strom: 33 ct
• 1 kWh Erdgas: 12 ct

Rechnung: 12 x 3,4 = 40,8 ct/kWh

Erläuterung: Bei einer Jahresarbeitszahl von 3,4 würden Sie bei einem Gaspreis von 12 ct/kWh und einem Strompreis von 33 ct/kWh bei gleichem Wärmebedarf mit der Wärmepumpe günstiger heizen.

Gut zu wissen: Als Verbraucher haben Sie die Möglichkeit, die Jahresarbeitszahl auch online auf der Seite des Bundesverbands Wärmepumpe e. V. zu berechnen. Den entsprechenden JAZ-Rechner finden Sie dort.

Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe: Fazit

Die vorläufige Ermittlung der Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe ist ein wertvolles Instrument, um die Effizienz und den voraussichtlichen Betrieb der Anlage zu bewerten. Durch die Sammlung relevanter Daten wie Nennwärmeleistung, erwartete Heizstunden und den COP lässt sich eine fundierte Schätzung der JAZ vornehmen. Diese Werte geben einen ersten Einblick in die Leistung der Wärmepumpe und helfen, zukünftige Stromkosten und die Wirtschaftlichkeit der Heizlösung abzuschätzen.

Für eine präzisere Bewertung sollten auch die Wärmeverluste durch Speicher und Leitungen berücksichtigt werden. Letztendlich ermöglicht die JAZ nicht nur eine fundierte Kaufentscheidung, sondern sie ist auch entscheidend für die Beantragung staatlicher Förderungen. Die Kombination aus theoretischen Berechnungen und praktischen Messungen liefert die besten Ergebnisse für die Bewertung der Energieeffizienz einer Wärmepumpe.

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