Was sagt der COP-Wert einer Wärmepumpe aus?

Der COP einer Wärmepumpe ist eine der wichtigsten Kennzahlen, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit deines Heizsystems zu bewerten. Aber was ist der COP genau, wie wird er berechnet und wie wirken sich Faktoren wie die Außentemperatur oder die Heizsysteme darauf aus? Antworten auf diese Fragen erhältst du hier. Zudem erfährst du, warum der COP-Wert allein nicht ausreicht, um die Effizienz einer Wärmepumpe vollständig zu beurteilen.

Was ist der COP bei Wärmepumpen?

Der COP (Coefficient of Performance) ist eine zentrale Kennzahl, um die Effizienz von Wärmepumpen zu beschreiben. Der Wert gibt das Verhältnis der erzeugten Wärme zur dafür aufgewendeten elektrischen Energie an. Einfach ausgedrückt zeigt der COP-Wert also an, wie gut eine Wärmepumpe Energie in nutzbare Wärme umwandelt.

Ein Beispiel macht dies deutlich: Eine Wärmepumpe mit einem COP-Wert von 4 erzeugt vier Einheiten Wärme, während sie nur eine Einheit Strom verbraucht. Dies bedeutet, dass sie die eingesetzte elektrische Energie vervielfacht und so äußerst effizient arbeitet.

Warum ist der COP-Wert so wichtig?

Das Besondere an Wärmepumpen ist, dass sie keine fossilen Brennstoffe benötigen. Ihre Heizkosten hängen allein vom Stromverbrauch ab. Und je höher der COP-Wert ist, desto weniger Strom benötigt die Wärmepumpe, um eine bestimmte Menge Wärme zu erzeugen.

Effiziente Wärmepumpen erreichen in der Regel COP-Werte zwischen 1,5 und 6,5. Werte darunter deuten auf eine geringere Wirtschaftlichkeit hin. Sehr hohe Werte können meist nur unter optimalen Bedingungen erreicht werden. So kannst du mit Hilfe des COP-Werts einschätzen, wie effizient eine Wärmepumpe in einem bestimmten Betriebszustand arbeitet.

Den COP-Wert einer Wärmepumpe berechnen: So funktioniert’s

Die Berechnung ist einfach und basiert auf zwei zentralen Variablen: der erzeugten Heizleistung und dem Stromverbrauch. Diese Werte werden miteinander ins Verhältnis gesetzt, um die Effizienz der Wärmepumpe zu ermitteln. Die Formel lautet:

COP = erzeugte Wärme ÷ eingesetzte elektrische Energie

Die Variablen bei der Berechnung sind:

• Erzeugte Wärme: Dies ist die Menge an Wärme, die die Wärmepumpe bereitstellt. Sie wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen und hängt unter anderem von der Wärmequelle (z. B. Luft, Erde oder Wasser) und der Effizienz des Wärmetauschers ab.
  
  
• Eingesetzte elektrische Energie: Dies ist die Strommenge, die benötigt wird, um die Wärmepumpe zu betreiben. Auch dieser Wert wird in Kilowattstunden angegeben.

Beispielrechnung: Stell dir vor, eine Wärmepumpe erzeugt zwölf Kilowattstunden Wärme, während sie dafür drei Kilowattstunden Strom verbraucht. Die Berechnung sieht dann folgendermaßen aus:

COP = 12 ÷ 3 = 4

Das bedeutet, dass diese Wärmepumpe aus einer Einheit elektrischer Energie vier Einheiten Wärme erzeugt – sie arbeitet also sehr effizient.

Wie wird der COP für Wärmepumpen ermittelt?

Der COP-Wert wird unter standardisierten Normbedingungen im Labor ermittelt. Dabei werden Tests für verschiedene Betriebspunkte durchgeführt. Diese ergeben sich jeweils aus einer definierten Außen- und Vorlauftemperatur.

Die Bedeutung der Außentemperatur für den COP-Wert

Die Außentemperatur ist besonders relevant für den COP-Wert einer Wärmepumpe. Denn der Temperaturunterschied zwischen Außenluft und gewünschter Heiztemperatur beeinflusst stark, wie viel Energie die Wärmepumpe aufbringen muss: Bei hohen Außentemperaturen steigt die Effizienz und mit ihr der COP. Die Wärmepumpe muss weniger Energie aufwenden, um die Heizwassertemperatur zu erreichen. Im Gegensatz dazu sinken Effizienz und COP bei niedrigen Außentemperaturen. Die Wärmepumpe muss mehr Energie aufbringen, um die erforderliche Temperatur zu erzeugen.

So gibt es für Luft-Wasser-Wärmepumpen sechs Außentemperaturpunkte:

• 15 Grad Celsius
• 7 Grad Celsius
• 2 Grad Celsius
• - 7 Grad Celsius
• - 10 Grad Celsius
• - 15 Grad Celsius

Darum wird die Vorlauftemperatur einbezogen

Neben der Außentemperatur werden definierte Vorlauftemperaturpunkte des Heizsystems einbezogen, in der Regel bei 35 Grad Celsius und 55 Grad Celsius. Denn Wärmepumpen arbeiten bei niedrigen Vorlauftemperaturen, zum Beispiel in Neubauten mit Fußbodenheizung, besonders effizient und erreichen hier entsprechend höhere COP-Werte. Höhere Vorlauftemperaturen, wie sie in älteren Gebäuden mit Heizkörpern benötigt werden, führen dagegen zu einem niedrigeren COP-Wert.

Beispiel: So interpretierst du den COP-Wert

Wurde der COP für - 7 Grad Celsius Außentemperatur und 55 Grad Celsius Vorlauftemperatur ermittelt, findest du im Datenblatt einer Wärmepumpe beispielsweise die Information A-7W55: COP = 1,56. Bei 7 Grad Celsius Außentemperatur und 35 Grad Celsius Außentemperatur könnte im Datenblatt A7W35: COP = 4,80 stehen. So kannst du beim Vergleich verschiedener Wärmepumpen einerseits die richtigen Werte für dein Heizsystem berücksichtigen und gewinnst andererseits einen Eindruck über die Effizienz bei unterschiedlichen Temperaturbedingungen.

Warum der COP-Wert allein nicht ausreicht

Da unterschiedliche Wärmepumpenmodelle unter denselben Bedingungen getestet werden, kannst du ihre Effizienz mit Hilfe des COP-Werts einfach miteinander vergleichen. Allerdings stellt der COP jeweils eine Momentaufnahme, bezogen auf bestimmte Betriebspunkte, dar.

Um die Gesamteffizienz einer Wärmepumpe über das Jahr hinweg einschätzen und vergleichen zu können, müssen die COPs gemittelt werden. Dies geschieht über den sogenannten SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Für dessen Berechnung werden mehrere Temperaturpunkte einbezogen und ein möglichst realistischer Jahreszyklus für die jeweilige Klimazone angenommen, in Europa unterteilt nach Nord-, Mittel- und Südeuropa.

Dennoch weicht der SCOP in den Datenblättern oft etwas von der realen Effizienz ab, beispielsweise weil das Wetter nicht wie angenommen ist und eine korrekte Installation vorausgesetzt werden muss. Um die Effizienz einer Wärmepumpe im Realbetrieb zu beschreiben, wird daher nicht der SCOP, sondern die JAZ (Jahresarbeitszahl) verwendet. Diese errechnet sich aus den real gemessenen Stromverbräuchen sowie den real erzeugten Wärmemengen. Ein guter JAZ-Wert liegt in der Regel bei 3 oder höher, da dieser eine dauerhaft effiziente Arbeitsweise der Wärmepumpe signalisiert.

Im Vergleich: COP, SCOP und JAZ zusammengefasst

Während der COP-Wert die Effizienz einer Wärmepumpe unter definierten Testbedingungen beschreibt, ist der SCOP eine darauf basierende Berechnung der angenommenen jährlichen Gesamteffizienz und die JAZ die gemessene Effizienz über ein Jahr hinweg unter realen Betriebsbedingungen.

Da immer mit saisonalen Temperaturschwankungen zu rechnen ist und auch die individuellen Gegebenheiten sowie das eigene Heizverhalten eine Rolle spielen, bildet die JAZ die Realität am besten ab. Jedoch kann sie im Vorfeld lediglich prognostiziert werden. Insbesondere beim anfänglichen Vergleich von Wärmepumpen sind daher auch COP und SCOP wichtige Kennzahlen.

Tipps: So optimierst du Effizienz und COP

Um den COP-Wert und die Effizienz einer Wärmepumpe zu optimieren, kannst du folgende Maßnahmen ergreifen:

• Vorlauftemperatur reduzieren: Reduziere die Vorlauftemperatur des Heizsystems, wenn möglich.
  
  
• Wärmebedarf senken: Sorge für eine gute Dämmung deines Hauses, um den Wärmebedarf zu senken.
  
  
• Platzierung optimieren: Positioniere die Wärmepumpe an einem geschützten Ort, um extreme Temperaturunterschiede zu vermeiden.

Der COP-Wert ist ein zentraler Indikator für die Effizienz von Wärmepumpen. Er zeigt dir, wie viel Wärme mit einer Einheit Strom erzeugt wird und ermöglicht den Vergleich verschiedener Wärmepumpen. Faktoren wie Außentemperatur, Vorlauftemperatur und das eingesetzte Wärmepumpenmodell beeinflussen den COP erheblich. Allerdings ist der COP-Wert nur eine Momentaufnahme. Für eine umfassendere Bewertung solltest du auch den SCOP und die Jahresarbeitszahl berücksichtigen. Wählst du eine bestimmte Wärmepumpe aus, berücksichtige außerdem die Betriebskosten und deine individuellen Bedürfnisse.