Ratgeber Wärmepumpen

JAZ: Was ist die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe?

Erfahren Sie in unserem neuesten Blogbeitrag alles über Wärmepumpen und ihre faszinierende Funktionsweise. Wir erklären, wie diese cleveren Geräte Wärme aus der Umgebung aufnehmen und auf ein höheres Temperaturniveau heben. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) spielt dabei eine entscheidende Rolle, da sie die Effizienz über das gesamte Jahr hinweg misst. Eine hohe JAZ bedeutet kostensparenden Betrieb. Entdecken Sie, warum die JAZ für die Auswahl einer Wärmepumpe so wichtig ist und wie sie berechnet wird. Außerdem geben wir praktische Tipps zur Optimierung der JAZ und zum Energiesparen. Vergleichen Sie zudem die Jahresarbeitszahlen verschiedener Wärmepumpenarten und verstehen Sie den Unterschied zwischen COP, SCOP und JAZ. Machen Sie Ihre Heizung effizienter und nachhaltiger.

Einführung in das Thema der Wärmepumpen und deren Funktionsweise

Sie haben sich sicher schon mal gefragt, was genau eine Wärmepumpe ist und wie sie funktioniert, oder? Eine Wärmepumpe ist ein cleveres Gerät, das Wärme aus der Umgebung aufnimmt und sie auf ein höheres Temperaturniveau hebt. Das klingt ziemlich cool, oder? Doch wie misst man die Effizienz einer Wärmepumpe? Hier kommt die Jahresarbeitszahl ins Spiel. Diese Zahl zeigt an, wie effizient die Wärmepumpe über ein Jahr hinweg arbeitet. Eine hohe Jahresarbeitszahl bedeutet, dass die Pumpe effizient arbeitet, während eine niedrige Zahl darauf hinweist, dass die Pumpe mehr Energie verbraucht als sie erzeugt. Also, je höher die Jahresarbeitszahl, desto besser!

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe gibt an, wie effizient sie über ein Jahr hinweg arbeitet. Sie berechnet sich aus dem Verhältnis von gelieferter Wärme zu aufgewendeter Antriebsenergie. Also, je höher diese Zahl, desto effizienter arbeitet Ihre Wärmepumpe und desto mehr Energie und Kosten sparen Sie!

Definition der Jahresarbeitszahl und warum sie wichtig ist

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist eine dimensionslose Kennzahl, die die Effizienz einer Wärmepumpe über ein Jahr hinweg angibt. Sie ist definiert als das Verhältnis der über das Jahr abgegebenen Heizenergie zur aufgenommenen elektrischen Energie. Die Jahresarbeitszahl ist die wichtigste Kennzahl zur Auswahl einer Wärmepumpe, da sie einen direkten Einfluss auf die Kosten des Betriebes hat. Je höher die Jahresarbeitszahl, desto effizienter ist die Wärmepumpe und desto niedriger sind die Stromkosten.

Die Jahresarbeitszahl wird unter realen Bedingungen gemessen, d. h. unter Berücksichtigung der schwankenden Temperaturen im Jahresverlauf. Dadurch ist die Jahresarbeitszahl eine realistischere Aussage über die Effizienz einer Wärmepumpe als andere Kennzahlen, die unter Laborbedingungen gemessen werden.

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Jahresarbeitszahl, darunter:

  • Die Art der Wärmequelle: Luftwärmepumpen haben in der Regel eine niedrigere Jahresarbeitszahl als Erdwärmepumpen oder Grundwasserwärmepumpen.
  • Die Vorlauftemperatur: Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto höher ist die Jahresarbeitszahl.
  • Das Nutzungsverhalten: Ein effizientes Heizsystem und ein bewusster Umgang mit der Wärmepumpe können die Jahresarbeitszahl verbessern.

Die Mindestjahresarbeitszahl für Wärmepumpen, die in Deutschland gefördert werden, liegt bei 3,5. In der Praxis können Jahresarbeitszahlen von bis zu 5,5 erreicht werden.

Die Jahresarbeitszahl ist eine wichtige Kennzahl für die Auswahl einer Wärmepumpe. Sie sollte bei der Entscheidung für oder gegen eine Wärmepumpe berücksichtigt werden.

Erklärung, wie die Jahresarbeitszahl berechnet wird

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) wird unter realen Bedingungen gemessen, d. h. unter Berücksichtigung der schwankenden Temperaturen im Jahresverlauf. Dadurch ist die JAZ eine realistischere Aussage über die Effizienz einer Wärmepumpe als andere Kennzahlen, die unter Laborbedingungen gemessen werden.

Die Berechnung der JAZ erfolgt in zwei Schritten:

  1. Ermittlung der Heizenergie: Die Heizenergie wird über einen Zeitraum von einem Jahr gemessen. Dazu wird ein Wärmemengenzähler am Heizkreislauf der Wärmepumpe angeschlossen. Der Wärmemengenzähler misst den Durchfluss und die Temperatur des Heizwassers und berechnet daraus die Wärmemenge.
  2. Ermittlung des Stromverbrauchs: Der Stromverbrauch wird ebenfalls über einen Zeitraum von einem Jahr gemessen. Dazu wird ein Stromzähler an der Wärmepumpe angeschlossen. Der Stromzähler misst den Stromverbrauch der Wärmepumpe.

Die Jahresarbeitszahl ergibt sich dann aus dem Quotienten aus Heizenergie und Stromverbrauch:

JAZ = Qab / Qzu

  • Qab: Abgegebene Wärmeenergie (in kWh)
  • Qzu: Zugeführte elektrische Energie (in kWh)

Beispiel:

Die Heizenergie einer Wärmepumpe beträgt im Jahr 16.000 kWh. Der Stromverbrauch der Wärmepumpe beträgt im Jahr 4.000 kWh. Die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe beträgt dann:

JAZ = 16.000 kWh / 4.000 kWh = 4,0

Einflussfaktoren auf die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe ist eine wichtige Kennzahl, die die Effizienz der Wärmepumpe über ein Jahr hinweg angibt. Sie ist definiert als das Verhältnis der über das Jahr abgegebenen Heizenergie zur aufgenommenen elektrischen Energie.

Die Jahresarbeitszahl wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter:

  1. Die Art der Wärmequelle: Luftwärmepumpen haben in der Regel eine niedrigere Jahresarbeitszahl als Erdwärmepumpen oder Grundwasserwärmepumpen.
  2. Die Vorlauftemperatur: Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto höher ist die Jahresarbeitszahl.
  3. Das Nutzungsverhalten: Ein effizientes Heizsystem und ein bewusster Umgang mit der Wärmepumpe können die Jahresarbeitszahl verbessern.

Art der Wärmequelle

Die Art der Wärmequelle hat den größten Einfluss auf die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe. Luftwärmepumpen nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Im Winter ist die Außenluft jedoch relativ kalt, so dass die Wärmepumpe mehr Strom verbrauchen muss, um die gewünschte Vorlauftemperatur zu erreichen. Erdwärmepumpen und Grundwasserwärmepumpen nutzen hingegen eine unterirdische Wärmequelle, die ganzjährig eine höhere Temperatur aufweist. Dadurch können sie mit einer geringeren Strommenge die gewünschte Vorlauftemperatur erreichen und erzielen so eine höhere Jahresarbeitszahl.

Vorlauftemperatur

Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizwassers, das durch die Heizkörper oder Flächenheizungen fließt. Je höher die Vorlauftemperatur, desto mehr Strom muss die Wärmepumpe verbrauchen, um diese zu erreichen. Daher ist es sinnvoll, die Vorlauftemperatur so niedrig wie möglich zu halten. In der Praxis werden Vorlauftemperaturen von 35 bis 45 Grad Celsius empfohlen.

Nutzungsverhalten

Auch das Nutzungsverhalten kann die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe beeinflussen. Ein effizientes Heizsystem und ein bewusster Umgang mit der Wärmepumpe können die Jahresarbeitszahl verbessern.

Effizientes Heizsystem

Ein effizientes Heizsystem sorgt dafür, dass die Wärmepumpe die gewünschte Raumtemperatur mit minimalem Stromverbrauch erreichen kann. Dazu gehören unter anderem:

  • Eine gut gedämmte Gebäudehülle
  • Eine effiziente Heizungsanlage
  • Ein hydraulisch abgeglichenes Heizsystem

Bewusster Umgang mit der Wärmepumpe

Ein bewusster Umgang mit der Wärmepumpe kann ebenfalls dazu beitragen, die Jahresarbeitszahl zu verbessern. Dazu gehören unter anderem:

  • Eine regelmäßige Wartung und Reinigung der Wärmepumpe
  • Das Vermeiden von unnötigen Wärmeverlusten, z. B. durch geschlossene Fenster und Türen
  • Die Nutzung der Wärmepumpe auch zur Warmwasserbereitung

Durch die Beachtung dieser Faktoren kann die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe deutlich verbessert werden.

Bedeutung der Jahresarbeitszahl für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe ist ein Schlüsselfaktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Sie zeigt an, wie viel nutzbare Wärme eine Wärmepumpe im Jahresdurchschnitt erzeugt, im Verhältnis zur aufgewendeten Energie. Eine hohe Jahresarbeitszahl bedeutet, dass die Wärmepumpe effizient arbeitet und somit kostensparend ist. Daher ist es wichtig, beim Kauf einer Wärmepumpe auf die Jahresarbeitszahl zu achten. Doch bedenken Sie, diese Zahl kann je nach Einsatzbedingungen und Wärmepumpentyp variieren. Ideal ist eine Jahresarbeitszahl von 3 oder mehr, was bedeutet, dass die Wärmepumpe dreimal mehr Wärme erzeugt als sie Strom verbraucht.

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe beschreibt also das Verhältnis von abgegebener Wärme zu aufgenommener Energie. Bei einer höheren Jahresarbeitszahl ist die Effizienz der Wärmepumpe besser.

Die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe ist ein Schlüsselfaktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

Vergleich der Jahresarbeitszahlen verschiedener Wärmepumpenarten

Die Jahresarbeitszahlen (JAZ) sind ein entscheidender Parameter, um die Effizienz verschiedener Wärmepumpenarten zu bewerten. Die JAZ gibt an, wie viel Wärme eine Wärmepumpe im Verhältnis zu ihrem Energieverbrauch über das gesamte Jahr hinweg liefert. Hier sind die Jahresarbeitszahlen für verschiedene Wärmepumpenarten:

  • Luft-Wasser-Wärmepumpen: Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperaturen der Außenluft im Winter liegt die Jahresarbeitszahl bei Luftwärmepumpen im unteren Bereich. Dennoch können sie in gemäßigten Klimazonen effizient arbeiten und sind oft eine kostengünstige Option.
  • Sole-Wasser-Wärmepumpen: Erdwärmepumpen hingegen nutzen die konstante Temperatur des Bodens als Wärmequelle. Da die Erdtemperatur unterhalb der Frostgrenze liegt, können Erdwärmepumpen effizienter arbeiten, insbesondere in Regionen mit strengen Winterbedingungen. Die höhere Jahresarbeitszahl spiegelt die konstante Verfügbarkeit der Erdwärme wider.

Die Unterschiede in den Jahresarbeitszahlen lassen sich durch die Temperaturunterschiede der jeweiligen Wärmequellen erklären. Während Luftwärmepumpen von den saisonalen Schwankungen der Außentemperatur beeinflusst werden, profitieren Erdwärmepumpen und Grundwasserwärmepumpen von einer konstanteren und wärmeren Quelle, was ihre Effizienz steigert.

Bei der Auswahl einer Wärmepumpenart ist es wichtig, die klimatischen Bedingungen der Region zu berücksichtigen, um die optimale Effizienz und Leistung zu erzielen. Der Faktor der Umweltverträglichkeit und Energieeffizienz macht Wärmepumpen zu einer nachhaltigen Option für die Beheizung von Gebäuden.

COP, SCOP und JAZ: was sind die Unterschiede?

COP (Coefficient of Performance), SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) und JAZ (Jahresarbeitszahl) sind allesamt Kennzahlen, die die Effizienz von Wärmepumpen quantifizieren. Hier sind die Unterschiede zwischen diesen Begriffen:

  1. COP (Coefficient of Performance): Der COP ist das Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärmeleistung und der aufgenommenen elektrischen Leistung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Es ist eine Momentaufnahme und berücksichtigt nicht die saisonalen Schwankungen oder unterschiedlichen Betriebsbedingungen.
  2. SCOP (Seasonal Coefficient of Performance): Der SCOP ist eine erweiterte Version des COP, die die saisonalen Schwankungen in Betracht zieht. Der SCOP berücksichtigt den gesamten Betriebszeitraum einer Wärmepumpe über eine Heizsaison hinweg und bezieht Faktoren wie unterschiedliche Außentemperaturen, Teillastbetrieb und andere saisonale Variablen mit ein. Es gibt eine realistischere Einschätzung der Effizienz einer Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum.
  3. JAZ (Jahresarbeitszahl): Die Jahresarbeitszahl ist im Wesentlichen äquivalent zum SCOP und wird oft synonym verwendet. Wie der SCOP betrachtet die JAZ die Leistung einer Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum, normalerweise über ein Jahr. Sie berücksichtigt die saisonalen Schwankungen und unterschiedlichen Betriebsbedingungen, um eine umfassendere Bewertung der Effizienz zu ermöglichen.

In der Praxis werden diese Begriffe oft austauschbar verwendet, insbesondere wenn es um die Effizienz von Wärmepumpen geht. Der Fokus liegt darauf, die Leistung der Wärmepumpe unter realen Bedingungen über einen längeren Zeitraum zu bewerten, um genaue Informationen über ihre Effizienz zu erhalten. Daher sind der SCOP und die JAZ im Kontext von Wärmepumpen oft aussagekräftiger als der einfache COP.

Der SCOP ist zieht die saisonale Temperaturschwankungen in die Berechnung mit ein.

Tipps zur Optimierung der Jahresarbeitszahl und zum Energiesparen

Die Optimierung der Jahresarbeitszahl (JAZ) und das Energiesparen bei Wärmepumpen können dazu beitragen, die Effizienz des Systems zu steigern und die Betriebskosten zu senken. Hier sind einige Tipps:

  1. Richtige Dimensionierung: Stellen Sie sicher, dass die Wärmepumpe richtig dimensioniert ist. Eine Überdimensionierung kann zu ineffizientem Betrieb führen, während eine Unterdimensionierung zu häufigem Ein- und Ausschalten und damit zu einem höheren Energieverbrauch führen kann.
  2. Gute Dämmung: Eine gut isolierte Gebäudehülle minimiert Wärmeverluste und ermöglicht es der Wärmepumpe effizienter zu arbeiten. Investieren Sie daher in eine qualitativ hochwertige Dämmung von Dach, Wänden und Fenstern.
  3. Niedrige Vorlauftemperaturen: Reduzieren Sie die Vorlauftemperaturen, wenn möglich. Niedrigere Temperaturen verbessern die Effizienz der Wärmepumpe, insbesondere bei Luftwärmepumpen.
  4. Optimale Einstellungen: Passen Sie die Einstellungen der Wärmepumpe an die jeweiligen Bedingungen an. Moderne Wärmepumpen haben oft verschiedene Betriebsmodi, die auf die aktuellen Anforderungen abgestimmt werden können.
  5. Regelmäßige Wartung: Führen Sie regelmäßige Wartungsarbeiten durch, um sicherzustellen, dass die Wärmepumpe optimal funktioniert. Dies umfasst die Überprüfung von Kältemittelfüllständen, die Reinigung von Filtern und die Inspektion der gesamten Anlage.
  6. Nutzung von Solarthermie: Integrieren Sie Solarthermie in Ihr Heizsystem, um die Wärmepumpe bei der Bereitstellung von Warmwasser zu entlasten. Dadurch kann die Jahresarbeitszahl weiter verbessert werden.
  7. Thermostate und Regelungstechnik: Installieren Sie programmierbare Thermostate und intelligente Regelungstechnik, um den Energieverbrauch zu optimieren. Dadurch können Sie die Heizung an Ihre persönlichen Bedürfnisse anpassen und unnötiges Heizen vermeiden.
  8. Berücksichtigung von Außenbedingungen: Verfolgen Sie die Wettervorhersage und passen Sie die Einstellungen der Wärmepumpe entsprechend an. Dies kann besonders bei Luftwärmepumpen den Einfluss von Außentemperaturschwankungen minimieren.
  9. Boden- oder Luftkollektoren optimieren: Bei Erdwärmepumpen können optimierte Bodenkollektoren oder eine effiziente Nutzung von Luftkollektoren die Effizienz steigern.
  10. Bewusster Energieverbrauch: Sensibilisieren Sie die Bewohner des Gebäudes für einen bewussten Energieverbrauch. Ein sparsamer Umgang mit Wärme trägt zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei.

Indem Sie diese Tipps befolgen, können Sie nicht nur die Jahresarbeitszahl Ihrer Wärmepumpe optimieren, sondern auch Ihre Energiekosten langfristig senken.

Über den Autor

Thomas Regli ist der Gründer und Namensgeber von Regli sowie Pionier und Experte der Thermodynamik mit jahrzehntelanger Expertise in den Bereichen Kältetechnik, Heizungstechnologie und Hydraulik. Als Erfinder der NovaAir Wärmepumpe hat er bereits 2017 einen entscheidenden Meilenstein in der Entwicklung hocheffizienter Wärmepumpen mit R290 Propan erreicht.

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