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Grundlagen

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe

Der Wirkungsgrad ist einer der wichtigsten Kennzahlen zur Beurteilung der Effizienz einer Wärmepumpe. Wie sie den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe bestimmen und welche Wirkungsgrade üblich sind, erfahren Sie hier.
Waermepumpe

So berechnet sich der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe gibt an, welcher Anteil der der Wärmepumpe zugeführten Energie tatsächlich nutzbar ist.

Wirkungsgrad = Nutzleistung / zugeführte Leistung

Zugeführte Leistung

Mit der zugeführten Leistung ist die Leistung gemeint, die der Wärmepumpe zugeführt wird, damit sie die erforderliche Heizleistung erzeugen kann. Der Großteil der Energie stammt hierbei aus der Umwelt. Luftwärmepumpen etwa entziehen der Umgebungsluft Wärme. Die restliche Leistung ist Strom, den die Wärmepumpe benötigt, um der Umwelt überhaupt Wärme entziehen zu können. Moderne Wärmepumpe können aus einer Einheit Strom 4 Einheiten Wärme erzeugen. Das bedeutet, um 5 kWh Wärme zu erzeugen, benötigen sie eine kWh Strom und 4 kWh Umgebungswärme.

Nutzleistung

Die erzeugte Wärme kann jedoch nicht vollständig genutzt werden. Ein Teil der Wärme geht zwangsläufig verloren. Übrig bleibt lediglich die tatsächliche nutzbare Leistung, auch Nutzleistung genannt.

Bedeuten JAZ, COP und Wirkungsgrad das gleiche?

Oft ist mit dem Wirkungsgrad einer Wärmepumpe die Jahresarbeitszahl (JAZ) oder auch der Coefficient of Performance (COP) gemeint. Das ist jedoch nicht korrekt. Zwar messen der Wirkungsgrad, die JAZ und der COP alle die Effizienz einer Wärmepumpe, trotzdem handelt es sich um 3 voneinander abweichende Messwerte.

Während der Wirkungsgrad in Prozent angegeben wird und Auskunft darüber gibt wie viel der Wärmepumpe insgesamt zugeführten Energie (auch Umgebungsenergie) tatsächlich in nutzbare Leistung umgewandelt werden kann, beziehen sich COP und JAZ darauf, wie viel Strom für die Erzeugung einer bestimmten Wärmemenge aufgewendet werden muss.

Die JAZ ist hierbei die realistische Kenngröße, denn sie ist ein Jahresdurchschnittswert der Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe. Der COP hingegen macht lediglich eine Aussage über die momentane Leistungsfähigkeit.

Diese Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist von zahlreichen Faktoren abhängig. Ein wichtiger Einflussfaktor ist die Vorlauftemperatur Ihres Heizsystems. Setzen Sie eine Fußbodenheizung ein, die mit einer Vorlauftemperatur von nur 35 Grad betrieben werden kann, wird nur wenig Energie benötigt und die Wärmepumpe erreicht eine hohe Effizienz. Ein Altbau hingegen, der mit Radiatoren ausgestattet ist, die 60 Grad Vorlauftemperatur benötigen, erzielt deutlich niedrigere Wirkungsgrade.

Ebenfalls großen Einfluss nimmt die von der Wärmepumpe zu überwindende Temperaturdifferenz. Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist die Differenz zwischen Außentemperatur und gewünschter Raumtemperatur entscheidend. Ist es Außen -10 Grad und innen 20 Grad ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe niedriger und es muss im Verhältnis deutlich mehr Energie aufgewendet werden als wenn der Temperaturunterschied zwischen Außen- und erwünschter Innentemperatur nur 10 Grad beträgt.

Schließlich nimmt natürlich auch das verwendete Kältemittel Einfluss auf den Wirkungsgrad. Ein Kältemittel, das schnell verdampft und wenig Wärmeverluste verursacht, trägt zu hohen Wirkungsgraden bei.

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