Wirkungsgrad der Wärmepumpe: Das sollten Sie wissen

Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe einfach erklärt

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt Auskunft über deren Effizienz, indem er das Verhältnis zwischen der erzeugten Heizleistung und der dafür aufgewendeten Energie beschreibt.

Formel: abgegebene Wärmeleistung : aufgewendete Energie = Wirkungsgrad

In der Vergangenheit lag der Wirkungsgrad einer Heizung im Idealfall bei max. 100 %. Denn das bedeutet, dass genauso viel Energie erzeugt wird wie aufgewendet wird. Da Wärmepumpen äußerst effizient sind und Wirkungsgrade zwischen durchschnittlich 300 und 500 % erzielen, erzeugen sie 3–5-mal mehr Energie, als sie verbrauchen.

Wie kann der Wirkungsgrad von Wärmepumpen über 100 % betragen?

Der Wirkungsgrad dient zur Ermittlung der Energiekosten eines Heizsystems. Daher wird nur kostenpflichtige Energie in die Rechnung einbezogen.

Wärmepumpen nutzen rund 75 % kostenfreie Umweltenergie zur Wärmegewinnung, was ihren Wirkungsgrad signifikant erhöht. Lediglich zur Komprimierung des Kältemittels wird ein elektrischer Kompressor und somit kostenpflichtiger Strom benötigt. Dabei gilt: Je niedriger der Kompressionsgrad, desto geringer ist der Stromverbrauch der Wärmepumpe.

Wirkungsgrad Wärmepumpe: Beispiel Luft-Wasser-Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Auch wenn es draußen sehr kalt ist, arbeiten sie nach wie vor mit einem vielfach höheren Wirkungsgrad als Gas- oder Ölheizungen. Moderne Wärmepumpenanlagen benötigen an kalten Wintertagen zwar etwas mehr Strom, verlieren jedoch selbst in frostigen Wintern über das Jahr hinweg nicht an Wirkungsgrad. Auch bei extrem niedrigen Temperaturen sorgen sie weiterhin zuverlässig für Wärme.

Ab einer bestimmten Minustemperatur muss allerdings der integrierte Heizstab unterstützend zum Einsatz kommen. Dieser Prozess erhöht den Stromverbrauch, macht allerdings nur rund 1–2 % des jährlichen Energiebedarfs aus. Damit kann der Wirkungsgrad einer Luft-Wasser-Wärmepumpe selbst an sehr kalten Tagen bei etwa 250 % liegen.

Damit eine Luft-Wasser-Wärmepumpe so effizient wie möglich arbeiten kann, muss sie in erster Linie korrekt dimensioniert und installiert werden. Vor allem die Heizlastberechnung sollte nur nach vorgeschriebener DIN-Norm und von einem Fachmann bei Ihnen vor Ort durchgeführt werden. Auch die regelmäßige Wartung der Wärmepumpe trägt dazu bei, dass der maximal mögliche Wirkungsgrad über viele Jahre erhalten bleibt.

Hinweis: Die Luft-Wasser-Wärmepumpen von thermondo arbeiten bis zu einer Temperatur von –28 °C noch effizient! Dass unsere Wärmepumpen sogar bei Minusgraden zuverlässig und ohne zu hohen Stromverbrauch heizen, hat auch unser hauseigener Wärmepumpen-Test ergeben, in dem wir mehrere Luft-Wasser-Wärmepumpen miteinander verglichen haben.

Wirkungsgrad Wärmepumpe: Effizienz wird von folgenden Faktoren bestimmt

Für den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe spielen drei Faktoren eine wichtige Rolle:

• Kältemittel

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe wird maßgeblich vom eingesetzten Kältemittel beeinflusst. Denn ein Kältemittel, das rasch verdampft und kaum Wärme verliert, trägt zu einer höheren Effizienz der Wärmepumpe bei. Viele Wärmepumpenhersteller setzen inzwischen verstärkt natürliche Kältemittel ein, bspw. Propan (auch „R290“), da diese nach heutigem Stand eine noch höhere Energieeffizienz erzielen und außerdem umweltfreundlicher sind.
Die Effizienz der Wärmepumpe bzw. des Kältemittels spielt besonders dann eine wichtige Rolle, wenn eine Wärmepumpe im Altbau oder in weniger gut isolierten Bestandsgebäuden eingesetzt wird, da sie dort mehr Energie aufwenden muss als bspw. in einem Effizienzhaus.

• Temperaturdifferenz

Die Differenz zwischen der Temperatur im Hausinneren und dem Außenbereich wirkt sich ebenfalls auf den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe aus. Sind die Außentemperaturen sehr niedrig, muss sie mehr Energie aufwenden, um die gewünschte Wärme im Innenraum aufrechtzuerhalten.

Infolgedessen kann die Effizienz der Wärmepumpe bei sehr niedrigen Temperaturen abnehmen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass moderne Anlagen speziell für den Einsatz in kälteren Klimazonen entwickelt wurden und auch bei niedrigen Temperaturen eine hervorragende Leistung erbringen.

Ein Beweis dafür ist Skandinavien, das mit der höchsten Wärmepumpenquote in Europa zeigt, wie effektiv diese Technologie auch in kalten Regionen genutzt werden kann.

• Vorlauftemperatur

Die Vorlauftemperatur nimmt ebenfalls Einfluss auf den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe. Eine niedrige Vorlauftemperatur von 35 °C, die ähnlich niedrig wie die einer Fußbodenheizung ist, führt zu einer noch höheren Effizienz der Wärmepumpe, da weniger Energie aufgebracht werden muss.

Im Gegensatz dazu erzielt eine höhere Vorlauftemperatur von 60 °C bei kleineren Heizkörpern in einem Altbau etwas niedrigere Wirkungsgrade.

Moderne Wärmepumpen heizen auch ohne Fußbodenheizung sehr effizient und erreichen hohe Wirkungsgrade. Die Kombination aus Fußbodenheizung und Wärmepumpe schafft lediglich optimale Bedingungen für die höchste Effizienz.

Gut zu wissen: Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist nicht konstant und kann sich im Laufe der Zeit verändern. Eine regelmäßige Heizungswartung kann dazu beitragen, die Effizienz zu verbessern und die Lebensdauer der Wärmepumpe zu verlängern.

Wirkungsgrad Wärmepumpe: Wichtig zur Ermittlung des Stromverbrauchs

Wenn Sie darüber nachdenken, eine Wärmepumpe anzuschaffen, und einen Überblick zum möglichen Stromverbrauch bekommen möchten, können Sie dafür Ihre vorherigen Verbräuche nutzen. Dabei ist es besonders wichtig, den hohen Wirkungsgrad der Wärmepumpe bei der Berechnung zu berücksichtigen.

Wenn Sie derzeit bspw. eine Gasheizung nutzen, die einen Jahresenergieverbrauch von 15.000 kWh aufweist, wird die neue Wärmepumpe mit einem Wirkungsgrad von 300–500 % ca. 3.000–5.000 kWh Strom pro Jahr benötigen. Allerdings ist dies nur ein grober Richtwert, da u. a. die Gebäudeeffizienz und die verwendeten Heizkörper den Stromverbrauch beeinflussen können.

Formel: Wärmebedarf in kWh : Wirkungsgrad = Energieverbrauch in kWh

Dies ist ein wesentlicher Vorteil, da Wärmepumpen im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen weniger Energie verbrauchen, um dieselbe Menge Wärme zu erzeugen.

Verschiedene Leistungszahlen der Wärmepumpe

Neben dem Wirkungsgrad für Wärmepumpen gibt es noch weitere Leistungszahlen, die Auskunft darüber geben, ob eine Wärmepumpe effizient ist. Zwar werden folgende Kennziffern oftmals mit dem Wirkungsgrad gleichgesetzt, dies ist allerdings nicht ganz korrekt. Denn es handelt sich um andere Messgrößen, die für unterschiedliche Zwecke hinzugezogen werden können.

• Jahresarbeitszahl (JAZ):

Die Jahresarbeitszahl ist eine wichtige Kennziffer zur Effizienz von Wärmepumpen. Nicht zuletzt, weil sie eine bestimmte JAZ erfüllen müssen, um von der Heizungsförderung zu profitieren. Dafür muss sie so ausgelegt sein, dass sie ab 2024 eine errechnete JAZ von mindestens 3,0 erreicht.

Um die Jahresarbeitszahl zu ermitteln, muss die erzeugte Wärmemenge durch die dafür eingesetzte Strommenge geteilt werden. Je höher die Jahresarbeitszahl, desto geringer fallen die Heizkosten aus.

Um zu ermitteln, wie viel Strom Ihre Wärmepumpe pro Jahr verbraucht, können Sie die Jahresarbeitszahl nutzen. Dafür sollte die Anlage mindestens ein Jahr im Betrieb sein. Nach diesem Zeitraum kann die tatsächliche JAZ bestimmt und in folgende Formel eingesetzt werden:

Heizleistung : Jahresarbeitszahl × Heizstunden = Stromverbrauch pro Jahr

Gut zu wissen: Unsere Luft-Wasser-Wärmepumpe erfüllt die Fördervoraussetzungen zur JAZ.

• Coefficient of Performance (COP)

Auch der COP (Coefficient of Performance) gibt an, wie sparsam und effizient eine Wärmepumpe arbeitet. Allerdings wird dieser unter vergleichbaren Betriebs- bzw. Laborbedingungen bestimmt. Wie bei der JAZ wird zur Berechnung das Verhältnis aus der durch die Wärmepumpe erzeugten Wärme zu der dazu benötigten Menge Strom ermittelt. Allerdings wird der COP unter konstanten Testbedingungen ermittelt und spiegelt daher nur eine Momentaufnahme dar.

Der COP beziffert die Leistungszahl einer Wärmepumpe und sollte vom Hersteller auf einem Datenblatt vermerkt werden. Somit können Käufer auch vor dem Kauf die Effizienz verschiedener Wärmepumpen miteinander vergleichen.

• Seasonal Coefficient of Performance (SCOP)

Etwas genauer als der COP ist der SCOP, da bei seiner Ermittlung noch klimatische Verhältnisse hinzugezogen werden. Er wird aus dem COP-Wert in Abhängigkeit von der Außentemperatur ermittelt. Falls Ihnen der SCOP für die Kaufentscheidung einer Wärmepumpe zur Verfügung steht, ist dies also ein Vorteil. Effiziente Wärmepumpen sollten einen SCOP von 3,5–5 aufweisen. Dabei ist es wichtig, die Außentemperatur, unter der der SCOP ermittelt wurde, zu beachten. Denn diese sollte für eine authentische Effizienzangabe möglichst niedrig sein.

Gut zu wissen: Die Luft-Wasser-Wärmepumpe von thermondo weist einen SCOP von 3,75–5,23 auf.

• Jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz (ETAs/ηs-Wert):

Auch die jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz spielt für die staatliche Heizungsförderung eine Rolle, für die eine Wärmepumpe eine gewisse Prozentzahl aufweisen muss. Für die Ermittlung der ETAs muss der Primärenergiefaktor durch den SCOP geteilt werden. Der Primärenergiefaktor liegt in Europa einheitlich bei 2,5. Die ETAs wird in Prozent angegeben und sollte möglichst hoch sein.

Wichtig: Auch die Luft-Wasser-Wärmepumpe von thermondo erfüllt die Anforderung zur ETAs.

Wirkungsgrad Wärmepumpe: Fazit

Dank ihres hohen Wirkungsgrads gelten Wärmepumpen als besonders effizient. Denn ihre moderne und umweltfreundliche Technologie ermöglicht eine sparsame Wärmegewinnung. Durch den Einsatz einer Wärmepumpe können Sie daher nicht nur Ihre Energiekosten senken, sondern auch einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Zudem sind sie mit ihr vor steigenden CO₂-Steuern geschützt und erfüllen alle gesetzlichen Anforderungen.

Luft-Wasser-Wärmepumpe mit hohem Wirkungsgrad

Wollen Sie auch eine Heizung, die effizient und zukunftssicher ist? Wir helfen Ihnen gerne bei jedem Schritt des Umstiegs auf unsere LG Luft-Wasser-Wärmepumpe. Diese ist auch in Altbauten äußerst wirkungsvoll und liefert selbst bei Minusgraden volle Heizleistung, was sich positiv auf den Stromverbrauch auswirkt. Wir bieten Ihnen eine umfassende Begleitung von der Beratung bis hin zur regelmäßigen Wartung und eventuellen Reparaturen.

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