JAZ und COP zur Wirtschaftlichkeitsberechnung einer Wärmepumpe
geschrieben am 21. März 2011; Autor: admin
abgelegt unter Wärmepumpen
Für den wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpe ist, neben dem zugrundeliegenden Strompreis, die Jahresarbeitszahl (JAZ) ein entscheidender Kalkulationsfaktor. Um sich die Wärme die in Luft, Wasser oder Erdreich vorhanden ist nutzbar zu machen, muss die Wärme verdichtet werden. Dieser Prozess benötigt Strom, um die gewonnene Wärme weiter aufbereiten zu können und damit für das Heizsystem verwendbar zu machen. Um effizient zu arbeiten, muss das Verhältnis zwischen eingespeistem Strom und dadurch gewonnener Wärme möglichst wirtschaftlich sein. Je mehr Wärme aus einer kWh Strom gewonnen werden kann, desto besser ist das für die Wirtschaftlichkeit – und für die Umwelt.
Vergleichsmöglichkeit schaffen
Um einen konstanten Wert zu ermitteln und einen Vergleich der Wirtschaftlichkeit zwischen den unterschiedlichen Systemen der Wärmepumpen überhaupt möglich zu machen, dient die Jahresarbeitszahl, auch kurz als JAZ bezeichnet, als wichtige Zahl bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit.
Die Jahresarbeitszahl steht in engem Zusammenhang mit der Temperatur der angezapften Wärmequelle. Das kann entweder Luft, Wasser oder Erdwärme sein, wobei die Luft wohl das Medium mit den größten Schwankungen darstellt. Sie ändert sich im Jahresverlauf recht stark und bringt die abgegebene Wärmeleistung der Pumpe ins Schwanken. Um auch hier eine vergleichbare Rechengröße zu erhalten, gilt für das gesamte Wärmepumpenheizsystem die JAZ als Kriterium für die Wirtschaftlichkeit und somit für die Qualität der Wärmepumpe.
JAZ und COP-Wert
Durch die Jahresarbeitszahl wird die über das Jahr benötigte elektrische Energie für die Bereitstellung der Heizenergie ins Verhältnis gebracht. Allerdings gibt dieser Wert nicht den zusätzlichen Energieaufwand, etwa für Solepumpe, Ventilatoren oder Grundwasserpumpen an, sondern bezieht sich lediglich auf das Verhältnis eingespeiste Energie zu damit gewonnener Wärme. Für den zusätzlichen Energieaufwand der Nebenantriebe nutzen die Hersteller von Wärmepumpen den standardisierten COP-Wert (Coefficient of Performance). Er bezieht in einem standardisierten Laborverfahren den zusätzlich nötigen Energieaufwand in die Berechnung mit ein. Dieser Wert steht zwar als weiteres Kriterium für die Güte der Wärmepumpe, ist jedoch nicht zur energetischen Bewertung der gesamten Anlage aussagekräftig. Hierüber gibt die Jahresarbeitszahl Aufschluss.
Ab welcher JAZ wirtschaftlich?
Obschon der Strom für den Antrieb der Wärmepumpe zumeist aus fossilen Energieträgern stammt, liegt die Ökobilanz von Wärmepumpen doch deutlich über der von Gas- und Ölheizungen – vorausgesetzt die Jahresarbeitszahl stimmt. Die Berechnung der JAZ kann durch eine vereinfachte Formel erfolgen, in der die nutzbare Wärmeenergie in kWh pro Jahr durch die zugeführte elektrische Energie in kWh pro Jahr geteilt wird. Ist für die Gewinnung von beispielsweise vier Teilen Heizenergie ein Teil Strom nötig, so entspricht das der Jahresarbeitszahl von 4. Ab einer Jahresarbeitszahl von 3 kann mit einer positiveren Bilanz gerechnet werden, als bei der direkten Beheizung über Verfeuerungsanlagen. In der Regel sollte der JAZ also einen Mindestwert von 3 aufweisen, die Wirtschaftlichkeit bei einem JAZ von 4 ist allerdings anzustreben. Für die Beurteilung der Effizienz sollten jedoch alle Wärmepumpenkennzahlen, unter anderem auch der Wirkungsgrad in die Berechnung mit einfließen. Nur so kann über die tatsächliche Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe eine solide Aussage getroffen werden.
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5 Responses to “JAZ und COP zur Wirtschaftlichkeitsberechnung einer Wärmepumpe”
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Eine sehr gut verständliche Beschreibung der JAZ. Vielen Dank für die gute Erklärung.
Die Schlusssätze des Beitrags sind entscheidend: Eine sinnvolle Ermittlung der Effizienz einer Wärmepumpe braucht weitere Kennzahlen.
Die Wirtschaftlichkeit - als wohl wichtigsten Faktor - einer kompletten Erdwärmeheizung kann man dann auch nur berechnen, wenn man kapital-, betriebs-, und verbrauchsgebundene Kosten berücksichtigt.
Und da kommt eine Erdwärmeheizung bestens weg!
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