Sie spielen mit dem Gedanken, sich eine Wärmepumpe anzuschaffen, und haben sich schon verschiedene Geräte angeschaut? Während Ihrer Recherche sind Sie bestimmt auf den COP-Wert gestoßen. Der COP-Wert ist bei Wärmepumpen eine wichtige Kennzahl für die Leistung und Effizienz. Was er aussagt und wie er sich von anderen Kennzahlen abgrenzt, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Was genau ist der COP-Wert?
Der „Coefficient of Performance“, kurz COP, lässt sich mit „Leistungszahl“ übersetzen. Er beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärme und der dafür benötigten Antriebsenergie (Strom). Oder anders ausgedrückt: Der COP-Wert gibt an, wie viele Einheiten Wärme die Wärmepumpe aus einer Einheit Strom produzieren kann. Er ist ein Maß dafür, wie effizient das Gerät arbeitet.
Die Formel zur Berechnung des COP einer Wärmepumpe lautet:
COP = erzeugte Heizwärme (kWh) / dafür benötigter Strom (kWh)
Ein COP-Wert von 4 bedeutet, dass die Wärmepumpe aus 1 Kilowattstunde (kWh) Strom 4 kWh Wärme produziert. Zum Vergleich: Im Falle einer Gasheizung fällt dieses Leistungsverhältnis deutlich weniger effizient aus, denn eine Gasheizung kann aus 1 kWh Gas maximal (und das auch nur theoretisch) 1 kWh Wärme produzieren.
Welche Bedeutung hat der COP-Wert von Wärmepumpen?
Der COP ist ein theoretischer Prüfwert, den alle Hersteller für ihre Wärmepumpenmodelle angeben. Er wird unter konstanten Laborbedingungen nach DIN EN 14511 gemessen und bezieht sich immer auf einen bestimmten Betriebspunkt. Damit bildet der COP-Wert eine Momentaufnahme der Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe ab. Er ermöglicht den Vergleich verschiedener Wärmepumpenmodelle hinsichtlich ihrer Effizienz unter identischen Betriebsbedingungen. Ein hoher COP kennzeichnet eine leistungsfähige Wärmepumpe.
Da sich reale Betriebsbedingungen einer Wärmepumpe im Labor nicht zu 100 % simulieren lassen, hat sich als Alternative der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) etabliert, der eine realitätsnähere Aussage als der COP ermöglicht. Er berücksichtigt nicht nur einen einzigen Betriebszustand, sondern bezieht verschiedene Temperaturwerte für die Wärmequelle ein, so wie sie über alle Jahreszeiten hinweg eintreten können. Diese Referenzwerte sind 12 °C, 7 °C, 2 °C und -7 °C. Der SCOP spielt eine entscheidende Rolle bei der Berechnung der jahreszeitbedingten Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs) einer Wärmepumpe. Diese wiederum ist relevant für eine staatliche Förderung der Wärmepumpe im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) .
Tipp: Sollen mit der Wärmepumpe die Räume im Sommer gekühlt werden, dann lohnt sich ein Blick auf die EER (Energy Efficiency Ratio). Als „technisches Gegenstück“ zum COP bezieht sie sich auf die Kühlleistung des Geräts.
Unterschied zur Jahresarbeitszahl
Geht es um die Beurteilung der Effizienz bzw. der Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen, wird oft noch eine weitere Kennzahl herangezogen: die Jahresarbeitszahl (JAZ) . Wie der COP-Wert spiegelt auch sie das Verhältnis zwischen eingesetzter Antriebsenergie und erzeugter Wärme wider. COP und JAZ sind aber nicht das Gleiche. Denn der COP gilt ausschließlich für die Wärmepumpe selbst. Die Jahresarbeitszahl hingegen gilt für das gesamte Heizsystem mit Wärmepumpe und Wärmeverteilsystem. Sie wird außerdem unter realen Bedingungen, also für ein ganz bestimmtes Gebäude und über den Zeitraum einer ganzen Heizperiode (also eines Jahres) ermittelt.
In die Ermittlung der JAZ einer Wärmepumpe spielt also eine Reihe individueller Faktoren hinein. Dazu gehören beispielsweise die Dämmung der Gebäudehülle oder das individuelle Heiz- und Lüftungsverhalten. Sie bezieht sich auf die gesamte Wärmepumpenanlage und kann erst nach der ersten Heizperiode exakt bestimmt werden. Anders ausgedrückt: Ein und dieselbe Wärmepumpe kann in unterschiedlichen Gebäuden unterschiedliche JAZ erzielen. In einem schwach gedämmten Altbau fällt diese meist geringer aus als in einem modernen Neubau.
Die JAZ dient hauptsächlich zur Berechnung der jährlichen Stromkosten. Sie erlaubt zudem Rückschlüsse darauf, inwieweit die Effizienz einer Wärmepumpe im Altbau durch energetische Sanierungsmaßnahmen verbessert werden kann.
Welche Parameter beeinflussen den COP einer Wärmepumpe?
Die Leistungszahl bezieht sich immer auf einen bestimmten Betriebszustand und hängt von zwei Faktoren ab:
Temperatur der Wärmequelle
Wärmepumpen können drei verschiedene Wärmequellen nutzen: die Luft, das Erdreich und das Grundwasser (in unserem Ratgeber erfahren Sie mehr über die Funktion einer Wärmepumpe ). Die jeweiligen Wärmequellen weisen mitunter sehr verschiedene Temperaturen auf. Während das Erdreich und das Grundwasser das ganze Jahr über nahezu konstante Temperaturen aufweisen, ändert sich die Temperatur der Umgebungsluft im Verlauf der Jahreszeiten. Das wirkt sich auf den Stromverbrauch der Wärmepumpe aus – je höher die Ausgangstemperatur der Wärmequelle, desto weniger Energie muss die Wärmepumpe für den Temperaturhub aufwenden (das Anheben der Ausgangstemperatur auf ein Niveau, das zum Heizen von Wohnräumen ausreicht). Meist erfolgt die Berechnung des COP-Wertes von Luft-Wasser-Wärmepumpen bei einer Außentemperatur von 2 °C.
Vorlauftemperatur im Heizsystem
Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizwassers, nachdem es vom Wärmeerzeuger erhitzt wurde. Je weniger das Heizwasser von der Wärmepumpe aufgewärmt werden muss, desto geringer der Stromverbrauch.
Wie wird der COP-Wert richtig gelesen?
Der COP-Wert einer Wärmepumpe wird in der Regel im technischen Datenblatt ausgewiesen. Die Angabe bildet ab, auf welchen Betriebszustand sich die Effizienz bezieht. Sie setzt sich wie folgt zusammen:
Buchstabe Zahl / Buchstabe Zahl = COP-Wert
Die erste Buchstaben-Zahlen-Kombination verweist auf die Art der Wärmequelle und das herrschende Temperaturniveau in °C. A steht für Luft, B für das Erdreich und W für das Grundwasser. Der zweite Wert gibt an, welche Vorlauftemperatur die Heizung zum Zeitpunkt der Messung erzeugt.
Dazu ein Beispiel: Im Produktdatenblatt einer Wärmepumpe finden Sie die Angabe
A2/W35 = 4,02
Es handelt sich also um eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die bei einer Außentemperatur von 2 °C eine Vorlauftemperatur von 35 °C erzeugt. Dabei erreicht sie einen COP-Wert von 4,02. Die niedrige Vorlauftemperatur von nur 35 °C weist auf eine Flächenheizung, beispielsweise eine Fußbodenheizung, hin.
Orientierungshilfe vor dem Kauf: Richtwerte für einen guten COP-Wert
Grundsätzlich gilt: Je höher der COP-Wert liegt, desto stromsparender und effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Moderne Geräte weisen Werte zwischen 3 und 5 auf. Sole-Wasser-Wärmepumpen oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen erreichen meist etwas höhere Leistungszahlen als Luft-Wasser-Wärmepumpen , denn die ganzjährig konstanten Temperaturen des Erdreichs und des Grundwassers ermöglichen eine effizientere Wärmeaufbereitung.
Übliche COP-Werte von Wärmepumpen im Vergleich:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen: 3,2–4,2
- Sole-Wasser-Wärmepumpen: 4,4–4,9
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen: 4,9–5,8
Häufig gestellte Fragen zum COP von Wärmepumpen
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Ein guter COP-Wert liegt in etwa zwischen 3 und 5. Für Luft-Wasser-Wärmepumpen kann ein Wert von ca. 3,5 veranschlagt werden, wobei die hocheffizienten Geräte von Buderus wie die Logatherm WLW196i AR auch COP-Werte von deutlich über 4 erreichen. Ein guter COP-Wert für Grundwasserwärmepumpen liegt bei bzw. über 5.
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Die Leistungszahl (COP, Coefficient of Performance) wird unter Laborbedingungen ermittelt. Zwar stellt der COP-Wert somit keine „realistische“ (also auf reale Einsatzbedingungen bezogene) Kenngröße für die Effizienz von Wärmepumpen dar. Dennoch bietet er eine grundlegende Orientierungshilfe beim Vergleichen der Leistung und Effizienz von Wärmepumpen-Modellen. Schließlich gibt der COP Aufschluss über das Verhältnis zwischen nötiger Energiezufuhr und erzeugter Wärme. So hilft Ihnen der COP-Wert, vor dem Kauf verschiedene Wärmepumpen miteinander zu vergleichen. Ein noch etwas aussagekräftigerer Vergleichswert ist der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), da er die durchschnittliche Effizienz einer Wärmepumpe bei mehreren unterschiedlichen Temperaturen der Wärmequelle angibt.
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Wie der COP beschreibt auch die Jahresarbeitszahl (JAZ) das Verhältnis zwischen aufgenommener elektrischer Energie und erzeugter Wärme. Beim COP handelt es sich um einen theoretischen Wert, der unter konstanten Testbedingungen in einem bestimmten Betriebszustand gemessen wird. Er gilt ausschließlich für die Wärmepumpe. Im Gegensatz dazu wird die JAZ unter realen Bedingungen über einen Zeitraum von einem Jahr gemessen. Sie bezieht sich auf die gesamte Wärmepumpenanlage und berücksichtigt auch saisonale Schwankungen bei der Wärmequellentemperatur sowie unterschiedliche Betriebszustände.
Die tatsächliche Effizienz einer Wärmepumpenanlage hängt von mehreren Faktoren ab – beispielsweise der Dämmung der Gebäudehülle, dem Wärmeverteilsystem und der benötigten Vorlauftemperatur. So kann eine Wärmepumpe mit einem hohen COP-Wert in der Praxis eine vergleichsweise niedrige JAZ erreichen, wenn die Betriebsbedingungen nicht optimal sind.