JAZ und COP Wärmepumpe

Was bedeutet COP Wärmepumpe berechnen im Unterschied zur JAZ?

Der COP beschreibt einen einzelnen Betriebspunkt der Wärmepumpe. Er sagt: Wie viel Heizleistung kommt gerade heraus, verglichen mit der elektrischen Leistungsaufnahme in diesem Moment? Deshalb findest du COP-Werte oft in Datenblättern, etwa für einen Prüfpunkt mit bestimmter Quelltemperatur und bestimmter Vorlauftemperatur.

Die Jahresarbeitszahl, kurz JAZ, betrachtet dagegen ein ganzes Jahr. Sie setzt die erzeugte Wärmemenge ins Verhältnis zum Stromverbrauch der Wärmepumpe. Darin stecken Heizbetrieb, Warmwasserbereitung und die tatsächlichen Betriebsbedingungen. Darum ist die JAZ für deine laufenden Kosten meist aussagekräftiger als ein einzelner COP.

Ein Beispiel macht den Unterschied deutlich: Bei einem Datenblattpunkt mit 8 kW Heizleistung und 2,0 kW elektrischer Leistungsaufnahme ergibt sich ein COP von 4,00. Bei gemessenen Jahreswerten mit 12.000 kWh Wärmemenge und 3.500 kWh Stromverbrauch ergibt sich eine JAZ von 3,43. Beide Werte können zur gleichen Anlage passen, beantworten aber verschiedene Fragen.

Der SCOP liegt gedanklich zwischen beiden Größen: Er bewertet saisonale Bedingungen anhand festgelegter Annahmen. Für deine konkrete Anlage sind jedoch eigene Zählerwerte oder eine saubere Schätzung mit Wärmebedarf, Vorlauf, Warmwasser und Strompreis hilfreicher.

Wie funktioniert die Rechnung für COP und Jahresarbeitszahl Wärmepumpe?

Für den COP teilst du die Heizleistung durch die elektrische Leistungsaufnahme. In Worten: Wärmeleistung heraus durch Stromleistung hinein. Aus 8 kW Heizleistung und 2,0 kW elektrischer Leistungsaufnahme wird so ein COP von 4,00. Das bedeutet: Am betrachteten Prüfpunkt liefert die Wärmepumpe deutlich mehr Wärmeleistung, als sie elektrische Leistung aufnimmt.

Für die JAZ teilst du die Wärmemenge eines Jahres durch den Stromverbrauch der Wärmepumpe im selben Zeitraum. Bei 12.000 kWh Wärmemenge und 3.500 kWh Stromverbrauch ergibt sich eine JAZ von 3,43. Die dazugehörigen Stromkosten liegen bei 1.050,00 €, wenn mit 30 ct/kWh gerechnet wird. Die Wärme kostet dann 8,75 ct je kWh. Die gleiche Wärme mit Gas wird im Beispiel mit 1.600,00 € angesetzt, die Ersparnis beträgt 550,00 €.

Für eine Schätzung ohne Zählerwerte nutzt die Rechnung die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizsystem. Je kleiner diese Differenz ist, desto besser arbeitet die Wärmepumpe. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 35 °C Vorlauf, 50 °C Warmwasser, 9 °C Jahresmitteltemperatur, 15.000 kWh Heizwärmebedarf und 2.500 kWh Warmwasserbedarf ergibt sich eine JAZ von 3,75. Der Stromverbrauch liegt bei 4.662 kWh, die Stromkosten bei 1.398,66 €.

Der Carnot-COP zeigt zusätzlich ein theoretisches Maximum aus warmem und kaltem Temperaturniveau. Er ist keine erreichbare Praxiszahl, sondern eine Obergrenze. Bei 35 °C Vorlauf und 2 °C Quelltemperatur liegt der Carnot-COP bei 9,34; ein gemessener COP von 4,00 entspricht in diesem Beispiel einem Gütegrad von 42,8 %.

Welche JAZ ist bei Luft, Erdwärme und Grundwasser realistisch?

Die Wärmepumpenart beeinflusst die JAZ stark, weil die Wärmequelle unterschiedlich warm und stabil ist. Luft-Wasser-Wärmepumpen müssen im Winter oft mit niedriger Quelltemperatur arbeiten. Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdreich, Wasser-Wasser-Wärmepumpen Grundwasser. Dadurch sind bei gleichem Heizsystem meist höhere Werte möglich.

Bei 35 °C Vorlauf zeigt die Schätzung diesen Unterschied deutlich: Luft-Wasser liegt bei 3,75, Sole-Wasser bei 4,28 und Wasser-Wasser bei 5,16. Bei 45 °C Vorlauf sinken die Werte auf 3,06, 3,51 und 4,02. Bei 60 °C Vorlauf liegen sie nur noch bei 2,43, 2,81 und 3,08.

Vorlauf	Luft-Wasser	Sole-Wasser	Wasser-Wasser
30 °C	4,26	4,84	6,06
35 °C	3,75	4,28	5,16
45 °C	3,06	3,51	4,02
60 °C	2,43	2,81	3,08

Ein konkretes Beispiel: Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 35 °C Vorlauf und 50 °C Warmwasser kommt bei 15.000 kWh Heizwärmebedarf und 2.500 kWh Warmwasserbedarf auf eine JAZ von 4,28. Der Stromverbrauch liegt bei 4.088 kWh, die Stromkosten bei 1.226,36 €. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit 30 °C Vorlauf und 45 °C Warmwasser erreicht im Beispiel sogar 6,23, mit 2.810 kWh Stromverbrauch und 843,09 € Stromkosten.

Ab welcher JAZ lohnt sich eine Wärmepumpe gegenüber Gas?

Ob die Wärmepumpe günstiger heizt als Gas, hängt vor allem vom Strompreis, vom Gaspreis und vom Nutzungsgrad der Gasheizung ab. Die Vergleichsrechnung lautet in Worten: Strompreis mal Nutzungsgrad der Gasheizung, geteilt durch Gaspreis. Das Ergebnis ist die JAZ, ab der die Wärmepumpe bei den laufenden Energiekosten günstiger ist.

Bei 30 ct/kWh Strompreis, 12 ct/kWh Gaspreis und 90 % Nutzungsgrad liegt dieser Schwellenwert bei 2,25. Eine Wärmepumpe mit JAZ 3,75 liegt darüber. Im Beispiel mit 15.000 kWh Heizwärmebedarf und 2.500 kWh Warmwasserbedarf entstehen 1.398,66 € Stromkosten pro Jahr. Die gleiche Wärme mit Gas wird mit 2.333,33 € angesetzt, die Ersparnis beträgt 934,68 €.

Ändern sich die Preise, verschiebt sich die Grenze. Bei 28 ct/kWh Strompreis und 11 ct/kWh Gaspreis liegt die Break-even-JAZ bei 2,29. Die gleiche Luft-Wasser-Wärmepumpe mit JAZ 3,75 verursacht dann 1.305,41 € Stromkosten, während Gas mit 2.138,89 € angesetzt wird. Die Ersparnis beträgt 833,47 €.

Wichtig ist: Diese Rechnung vergleicht laufende Energiekosten. Sie ersetzt keine Investitionsrechnung. Anschaffung, Wartung, Umbauten am Heizsystem oder Tarife mit Grundpreis sind darin nicht vollständig abgebildet. Für die Frage, ob die Anlage technisch sinnvoll läuft, ist die JAZ trotzdem ein sehr guter Startpunkt.

Warum Vorlauftemperatur und Warmwasser die JAZ drücken können

Die Vorlauftemperatur ist einer der größten Hebel. Muss die Wärmepumpe heißes Heizungswasser bereitstellen, steigt die Temperaturdifferenz zur Wärmequelle. Dann sinkt der COP im Betrieb und damit meist auch die JAZ. Deshalb sind große Heizflächen, passende Heizkörper und eine niedrige Heizkurve so wertvoll.

Der Effekt ist in den Beispielen klar sichtbar. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 35 °C Vorlauf, 50 °C Warmwasser und 9 °C Jahresmitteltemperatur erreicht eine JAZ von 3,75. Bei 45 °C Vorlauf, 55 °C Warmwasser und 8 °C Jahresmitteltemperatur liegt die JAZ bei 2,95. Der Stromverbrauch steigt in diesem Beispiel auf 5.941 kWh, die Stromkosten auf 1.782,27 €.

Warmwasser ist oft der zweite Bremsfaktor. Es wird meist mit höherer Temperatur bereitet als Heizwasser für Flächenheizung. Im Beispiel mit 35 °C Vorlauf liegt der COP im Heizbetrieb bei 3,98, bei der Warmwasserbereitung aber bei 2,81. Bei 45 °C Vorlauf und 55 °C Warmwasser sinkt der COP für Warmwasser auf 2,52.

Praktisch heißt das: Prüfe zuerst die Heizkurve, die tatsächliche Vorlauftemperatur an kalten Tagen und die Warmwasser-Solltemperatur. Auch hydraulische Themen zählen. Wenn einzelne Räume nur mit sehr hoher Vorlauftemperatur warm werden, kann ein größerer Heizkörper mehr bringen als ein späterer Stromtarifwechsel.

Typische Fehler beim JAZ Wärmepumpe berechnen

Der häufigste Fehler ist ein zu schöner Stromwert. Für die JAZ gehört der gesamte Strom der Wärmepumpe in die Rechnung, möglichst inklusive Heizstab und relevanter Nebenaggregate. Wird nur der Verdichter betrachtet, wirkt die Anlage besser, als sie im Alltag ist.

Auch bei der Wärmemenge musst du sauber bleiben. Wenn die Wärmepumpe Heizung und Warmwasser liefert, sollten beide Wärmemengen zur gleichen Jahresbetrachtung passen. Bei Zählerwerten gilt: gleicher Zeitraum, gleicher Anlagenumfang, keine Mischung aus Schätzung und Teilmessung.

Achte außerdem auf den Unterschied zwischen COP und JAZ. Ein COP aus dem Datenblatt ist kein Jahreswert. Ein Prüfpunkt wie 35 °C Vorlauf und 7 °C Quelltemperatur kann sehr gut aussehen, sagt aber wenig über Frosttage, Warmwasser und Taktverhalten aus. Im Datenblattbeispiel mit 9,5 kW Wärme bei 2 kW Strom liegt der COP bei 4,75. Das ist ein Momentwert.

Beim Kostenvergleich solltest du die Preise passend einsetzen. Ein Beispiel mit 35 ct/kWh Strompreis, 18.000 kWh Heizwärmebedarf und 2.000 kWh Warmwasserbedarf ergibt bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe eine JAZ von 3,82, Stromkosten von 1.833,57 € und eine Break-even-JAZ von 2,63. Mit anderen Energiepreisen kommt ein anderes Ergebnis heraus.

Den Rechner bedienst du am besten, indem du zuerst zwischen Schätzung, Zählerwerten und COP aus Leistung wählst und dann nur die dazu passenden Felder ausfüllst.