Was ist die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe?
Die Jahresarbeitszahl, kurz JAZ, beschreibt die Effizienz des gesamten Heizsystems über ein Jahr und ist die wichtigste Größe zur Angabe der Effizienz einer Wärmepumpe. Konkret misst die Jahresarbeitszahl das Verhältnis von zugeführter Energie (Strom) zu erzeugter Energie (abgegebener Wärme). Die Jahresarbeitszahl wird im Gegensatz zu anderen Wärmepumpen-Kennzahlen unter realen Bedingungen und über die Dauer eines gesamten Jahres gemessen. Zusätzlich wird die Effizienz des gesamten Heizsystems und des Gebäudes sowie das individuelle Nutzungsverhalten in die Berechnung der JAZ miteinbezogen. Daher kann die Jahresarbeitszahl nicht im Vorhinein von den Herstellern angegeben werden, sondern wird erst nach Kauf und Installation ermittelt.
Wie erfolgt die Berechnung der Jahresarbeitszahl?
Zur Ermittlung der Jahresarbeitszahl werden ein Stromzähler sowie Wärmemengenzähler benötigt. Wärmemengenzähler erfassen die ans Heizungs- und Brauchwasser abgegebene Wärmemenge, während der Stromzähler den von der Wärmepumpe verbrauchten Strom erfasst. Der Hausstromzähler selbst ist für die Ermittlung der Jahresarbeitszahl nicht ausreichend, da dieser nicht den konkreten Stromverbrauch der Wärmepumpe misst.
Wurde der Stromverbrauch sowie die abgegebene Wärmemenge der Wärmepumpe gemessen, kann die Berechnung der Jahresarbeitszahl mittels der VDI-Richtlinie 4650 Blatt 1 erfolgen. Folgende Formel wird hierfür verwendet:
JAZ = kWh/a (Heizwärme) : kWh/a (Strom)
Da die Jahresarbeitszahl für ein gesamtes Jahr ermittelt wird, erfolgt die Angabe der verbrauchten Kilowattstunden per anno. Zusätzlich wird bei der Berechnung zumeist die Jahresarbeitszahl für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung getrennt voneinander ermittelt und im Anschluss entsprechend ihrem jeweiligen Anteil gewichtet.
Hier ein Beispiel:
Bei einem Gebäude mit 16.000 kWh (Heiz)Energieverbrauch pro Jahr werden 4.000 kWh Strom eingesetzt um eine Wärmepumpe zu betreiben. Daraus lässt sich schließen, dass die Differenz zwischen Heizenergieverbrauch und Stromverbrauch aus der Umwelt gewonnen wird. Um nun die JAZ zu berechnen wird der Heizenergieverbrauch durch den Stromverbrauch dividiert. Also 16.000/4.000 = 4 – das ist die Jahresarbeitszahl.
Einflussfaktoren auf die Jahresarbeitszahl
Grundsätzlich gilt: Je höher die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe, desto effizienter arbeitet diese. Werden folgende Einflussfaktoren auf die Jahresarbeitszahl beachtet, kann diese erhöht werden und die Heizkosten sinken:
Vorlauftemperatur: Wärmepumpen arbeiten am effizientesten mit einer niedrigen Vorlauftemperatur. Ideal sind etwa 35°C, weshalb sich Flächenheizungen (Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung) am besten eignen. Werden höhere Vorlauftemperaturen benötigt, erhöht sich der Stromverbrauch und die Effizienz sinkt.
Wärmequelle: Die verwendete Wärmequelle kann einen erheblichen Einfluss auf die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe haben, da der Temperaturunterschied zwischen der Quelle und der Vorlauftemperatur möglichst gering sein sollte. Die besten Jahresarbeitszahlen erreichen daher Wasser/Wasser-Wärmepumpen, da diese ganzjährig hohe Quellentemperaturen haben. Luft-Wärmepumpen hingegen haben üblicherweise eine geringere Jahresarbeitszahl, da die als Wärmequelle genutzte Außenluft im Winter deutlich abkühlt und somit der Temperaturunterschied zur Vorlauftemperatur steigt.
Gebäudedämmung: Die Dämmung Ihres Zuhauses beeinflusst die Jahresarbeitszahl, da gut gedämmte Gebäude generell weniger Wärmebedarf haben.
Außentemperatur: Das Klima hat ebenfalls einen Einfluss auf die Jahresarbeitszahl, da in kälteren Gegenden der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur größer ausfällt als in milderen Gegenden.
Individuelles Nutzungsverhalten: Falsches Lüften, überhitze Räume oder auch das Auskühlen einzelner Räume erhöhen den gesamten Wärmebedarf und beeinflussen somit die Jahresarbeitszahl. Daher empfiehlt sich eine witterungsgeführte Heizungssteuerung zur Erreichung einer möglichst hohen JAZ.
Moderne Wärmepumpen erreichen typischerweise eine Jahresarbeitszahl zwischen 3 und 5. Je höher die JAZ, desto weniger Stromkosten und CO2-Emissionen kommen auf Sie zu.
COP, SCOP und JAZ: was sind die Unterschiede?
Der COP (coefficient of performance) ist ebenso wie die Jahresarbeitszahl eine Leistungskennzahl der Wärmepumpe und setzt die aufgewendete elektrische Energie zur Nutzwärme ins Verhältnis. Im Gegensatz zur JAZ, wird der COP jedoch nicht im tatsächlichen Betrieb gemessen, sondern unter bestimmten und standardisierten Normbedingungen im Labor. Der SCOP (seasonal coefficient of performance) ist eine Erweiterung des COP und wir an vier Betriebspunkten gemessen. Somit wird – im Gegensatz zum COP - die durchschnittlichen Außentemperatur der vier Jahreszeiten bei der Ermittlung des SCOP miteinbezogen.
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