Jahresarbeitszahl verrät Effizienz der Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl ist eine Kennziffer für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie lässt sich aus dem Verhältnis von zugeführter und abgeführter Energie bestimmen und ist abhängig von der Art der Wärmequelle. Was bei der Berechnung der Jahresarbeitszahl zu beachten ist und was die Ergebnisse über die Heizkosten aussagen, erklären wir in den folgenden Abschnitten.

Die Jahresarbeitszahl berechnen

Geht es um die Berechnung der dimensionslosen Kennziffer, sind alle über ein Jahr zugeführten und abgeführten Energiemengen der Wärmepumpe ins Verhältnis zu setzen. Mathematisch ausgedrückt ergibt sich die Jahresarbeitszahl (kurz: JAZ) also aus der Gleichung JAZ = Qab / Qzu (Jahresarbeitszahl = abgeführte Energie geteilt durch zugeführte Energie).

In der Praxis werden dazu mindestens zwei zusätzliche Messgeräte benötigt. Ein Wärmemengenzähler zur Aufzeichnung der abgegebenen thermischen Energie und ein Stromzähler. Dieser ist neben dem Hausstromzähler nötig, um den Stromverbrauch der Wärmepumpenheizung nachweisen zu können.

Stromzähler misst Stromverbrauch der Wärmepumpe zur Berechnung der Jahresarbeitszahl

Unterschiedliche Systemgrenzen für die Bewertung

Auf der Seite der aufgenommenen elektrischen Energie erfolgt die Bewertung heute mit unterschiedlichen Systemgrenzen. So berechnen Experten die Jahresarbeitszahl zum Beispiel auf Basis des:

  • Stromverbrauchs aus Steuerung, Verdichtung und der Erschließung der Wärmequelle (Ventilatoren, Solepumpen, Wasserpumpen)
  • gesamten Stromverbrauchs der Wärmepumpe, einschließlich der Verluste über Speicher und Verteilung der Heizung
  • Wärmepumpen-Stromverbrauchs, der Wärmeverluste, des Bedarfs für einen Elektroheizstab sowie des Strombedarfs der Umwälzpumpe der Heizungsanlage

Während sich über die erste Systemgrenze allein die Effizienz der Wärmepumpenheizung bestimmen lässt, berücksichtigen die beiden anderen auch die Effizienz der Heizungsanlage. In der Praxis erfolgt die Berechnung in der Regel allein über das Heizgerät. In die Ermittlung der Jahresarbeitszahl fließt dabei der aufgenommene Strom für Steuerung, Verdichtung und Wärmequellenerschließung ein.

Jahresarbeitszahl und Leistungszahl

Neben der JAZ geben viele Hersteller die Effizienz einer Wärmepumpenheizung auch mit der Leistungszahl an. Diese heißt auf Englisch coefficient-of-performance und wird mit COP abgekürzt.

Während sich beide Werte aus dem Verhältnis von ab- und zugeführter Energie bestimmen lassen, bietet der COP-Wert nur eine Momentaufnahme. Denn er gilt für einen bestimmten Zustand, wie einer Lufttemperatur von zehn und einer Vorlauftemperatur von 35 Grad Celsius. In der Praxis trifft dieser jedoch nicht immer zu, weshalb die Werte meist niedriger ausfallen. Welche Ausgangsgrößen der Leistungszahl zugrunde liegen, erkennt man übrigens an der Bezeichnung, wie zum Beispiel COP 10/35. Dabei steht die erste Zahl für die Quell- und die Zweite für die Vorlauftemperatur.

In die Jahresarbeitszahl fließen die Gewinne und Verbräuche eines ganzen Jahres ein. Sie bewertet die Arbeit der Wärmepumpenheizung praktisch und lässt daher auch Aussagen zur Wirtschaftlichkeit zu.

Aussage über Effizienz und Heizkosten

Als Kennziffer ohne Einheit sagt die Jahresarbeitszahl auf den ersten Blick nicht viel über den Verbrauch der Heizung aus. In der Praxis gilt aber: Je höher der Betrag, desto besser ist es. Denn dann ist weniger Strom zur Beheizung nötig und die Heizkosten sinken. Bei effizienten Wärmepumpenanlagen liegt die JAZ in einem Bereich von 3,0 bis 4,5. Dabei gibt sie etwa viermal mehr Energie ab, als sie kostenpflichtig aus dem Stromnetz bezieht.

Voraussetzungen für eine hohe Jahresarbeitszahl

Damit die Kennziffer im Betrieb hoch ist, sind einige Voraussetzungen zu erfüllen. So sollte die Temperaturdifferenz zwischen Umweltwärmequelle und den Systemtemperaturen der Heizung klein sein. Möglich ist das durch:

  • den Einbau in energiesparend gebaute oder sanierte Gebäude
  • die Kombination mit einer Niedertemperatur-Flächenheizung oder groß ausgelegten Heizkörpern
  • die Wahl einer Wärmequelle mit hohen Temperaturen wie Erdreich oder Wasser
  • eine Kombination mit Solarthermie zur Warmwasserbereitung

Fördervoraussetzung: JAZ über 3,5

Geht es um die Förderung einer Wärmepumpenheizung, fordert das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) das Erreichen einer Mindest-JAZ. Die Werte sind abhängig von der Art der Wärmequelle und ergeben sich wie folgt:

  • Sole/Wasser-Wärmepumpen für Wohngebäude müssen eine JAZ von 3,8 oder besser erreichen.
  • Wasser/Wasser-Wärmepumpen für Wohngebäude müssen ebenfalls eine JAZ von mindestens 3,8 erreichen.
  • Luft/Wasser-Wärmepumpen werden nur gefördert, wenn die Jahresarbeitszahl über einem Wert von 3,5 liegt.
Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe in der Praxis arbeitet. Sie wird aus dem Verhältnis der Ab- und zugeführten Energie eines Jahres berechnet und ist nicht mit der Leistungszahl (COP) zu verwechseln. Eine hohe JAZ ist Voraussetzung für niedrige Heizkosten und staatliche Förderprogramme.

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