Was sagt der COP-Wert bei Wärmepumpen aus?

Die Nutzung von Umweltwärme für die eigene Heizung gilt als der Schlüssel zur Energiegewinnung der Zukunft. Allerdings sind auch diese Systeme nur dann sinnvoll, wenn ihre Heizeffizienz gut oder sogar sehr gut ausfällt. Denn die Nutzbarmachung von Umweltenergie verlangt Hilfsenergie – also elektrischen Strom. Und selbstverständlich muss auch dieser auf die eine oder andere Art erzeugt werden. Wichtig ist eine möglichst hohe Heizeffizienz. Transparent und nachvollziehbar lässt sich diese Effizienz durch den COP-Wert bei Wärmepumpen bestimmen. Erfahren Sie hier, was dieser Wert ist und wie er errechnet wird.

Wärmepumpen kurz erklärt

Das Mittel der Wahl, um Umweltwärme nutzbar zu machen, sind Wärmepumpen. Diese Form der Heizung greift auf die in der Umgebungsluft, um Grundwasser oder den tieferen Erdschichten enthaltene Wärmeenergie zurück und führt sie der Heiztechnik zu. Unabhängig von der Energiequelle ist jedes Wärmepumpensystem auf Pumpen und Kompressoren angewiesen, um das gewünschte, technisch nutzbare Temperaturniveau zu erreichen. Hierzu kommt ein dem Kühlschrankprinzip vergleichbares System aus Kompression und Dekompression zum Einsatz, über das in Abhängigkeit vom Hilfsenergieeinsatz nahezu beliebige Temperaturlevel erzeugt werden können. Grundsätzlich gilt dabei der Zusammenhang: Je höher die Ausgangstemperatur und je niedriger die Zieltemperatur sind, umso geringer ist der Hilfsenergieeinsatz je gewonnener Wärmemenge. Das bedeutet im Klartext: Die Anlage weist einen vorteilhafteren COP-Wert auf und ist damit insgesamt effizienter. Dieser Wert, der „Coefficient of Performance“, beschreibt also den Leistungskoeffizienten.

Heizen mit Umweltwärme oder doch nicht?

Jede Wärmepumpe nutzt Umweltwärme. Wie wirkungsvoll das geschieht, hängt von den Rahmenbedingungen ab. Besonders eindrücklich lässt sich das anhand einer Heizung mit Nutzung der Außenluft beschreiben. Gerade im Winter, wenn die Heiztechnik besonders gefordert ist, ist die Lufttemperatur besonders niedrig. Der Aufwand zur Erzeugung der nötigen Heizwärme ist deshalb besonders hoch. Gerade in Phasen mit extrem tiefen Außentemperaturen kommen selbst leistungsfähige Systeme in Grenzbereiche, in denen von einer Umweltwärmenutzung nur noch mitnichten gesprochen werden kann.

Je geringer die Effizienz eines Systems schon von Grund auf ist, umso rascher wird die Zone erreicht, in der die Wärmeerzeugung zu immer größeren Teilen elektrisch erfolgt. Deshalb lohnt ein Blick auf den Wirkungsgrad. Er zeigt rasch, ob ein System nur in extremen Ausnahmesituationen oder bereits im winterlichen Standard von der Umweltwärme immer stärker in Richtung elektrischer Energie tendiert. Hinzu kommt, dass eine mögliche Heizungsförderung, also finanzielle Unterstützungen bei der Anschaffung, in aller Regel an konkrete Mindestanforderungen bei der Effizienz gebunden sind.

Das bedeutet der Wirkungsgrad einer Heizung

Ganz konkret beschreit der Wirkungsgrad in Bezug auf eine Heizung das Verhältnis von eingesetzter Energie zu unter Ausnutzung dieser Energie gewonnener Heizwärme. Damit formuliert sie direkt die Heizeffizienz eines Systems. Oder anders formuliert: Wie viel heißes Heizwasser entsteht durch den Einsatz von wie viel Strom. Besonders aussagekräftig ist dieses Verhältnis deshalb, weil auf beiden Seiten der Betrachtung letztlich Energie steht. Die Energieform als elektrischer Strom oder Entropie, also Wärme des Heizwassers, ist dabei unerheblich. Denn alle energetischen Größen lassen sich in die Basiseinheit Watt und damit auch die gängige Kenngröße für Elektrizität Kilowattstunde (kWh) umrechnen. So existiert nicht nur eine greifbare Größe. Sie ist allgemein verständlich und dient als Wegbereiter für den noch aussagekräftigeren COP-Wert.

Der COP-Wert bei Wärmepumpen: Effizienz messbar gemacht

Während das bereits beschriebene Leistungsverhältnis von Aufwand und Gewinn immer zwei Zahlenwerte einbezieht, führt der Leistungskoeffizient diese Betrachtung zur Heizeffizienz zu Ende. Die eingesetzte Formel lautet COP = Q / W. Q steht für die gewonnene Energie, die von der Heizung an den Heizkreislauf abgegeben wird. W steht dagegen für die eingesetzte Energie. Je höher Q ausfällt und je niedriger W ist, umso höher ist das resultierende Ergebnis der Gleichung und umso höher ist die Effizienz der Wärmepumpe oder kurz der Wirkungsgrad. Ob ein System effizient heizen kann, lässt sich deshalb im unmittelbaren Vergleich der Koeffizienten einzelner Systeme feststellen. Je höher der Wert ist, umso besser.

So lässt sich der COP-Wert der Wärmepumpe berechnen

Obwohl das Berechnen des reinen Verhältnisses von Energieaufwand zu Energiegewinn einfach ist, bedarf es einer genauen Bemessung der jeweiligen Energiemengen, um zu einer tatsächlich praktisch belastbaren Kenngröße zu gelangen. Wollen Sie den COP-Wert einer Wärmepumpe berechnen, müssen Sie deshalb bei Seiten der Formel technisch verifizieren. Der Energieaufwand kann dabei besonders leicht bestimmt werden. Über einen einfachen Stromzähler zwischen Hauptversorgung und Heiztechnik lässt sich der benötigte Strom direkt bestimmen und ablesen. Die erbrachte Leistung vom Wärmepumpensystem kann dagegen über einen Wärmemengenzähler eruiert werden. Idealerweise sitzt dieser direkt am Ausgang des Systems hin zu den Heizkreisen, sodass die gesamte Heizwassermenge an einem zentralen Messorgan erfasst und ausgewertet wird. Das Ergebnis ist die gesamte ausgegebene Wärmemenge, die üblicherweise über einen Speicher in die Wohnräume geführt wird. Nun liegen alle Grundlagen vor, um den Leistungskoeffizienten zu errechnen.

Kann man den COP-Wert bei Wärmepumpen beeinflussen?

Wirft man einen Blick auf den COP-Wert der eigenen Heizung, stellt sich bei weniger vorteilhaften Zahlenwerten rasch die Frage, ob dieser Wert nachträglich verbessert werden kann. Ganz allgemein gilt ein Wärmepumpensystem wegen des Verzichts auf endliche Ressourcen ohnehin als nachhaltig und umweltverträglich. Da die Leistungsfähigkeit eines Systems aber über die Bauart und die eingesetzten Bauteile definiert wird, ist ein einmal entstandener Wert nicht mehr veränderbar. Das bedeutet, weniger vorteilhafte Wärmepumpensysteme sind gegenüber effizienteren Modellen immer im Nachteil. Andererseits überzeugen selbst leistungsschwächere Typen gegenüber klassischen Heizungsanlagen mit Öl- oder Gasbetrieb allemal.

Schlechter COP-Wert: was tun?

Weißt eine Heizung einen schlechten COP-Wert auf, bedeutet das aber noch lange keinen Weltuntergang. Denn der COP-Wert gibt in erster Linie eine rechnerische Kenngröße aus, die sich unter Normbedingungen für eine bestimmte Heiztechnik ergibt. So wird die Heizenergieabgabe etwa bestimmt über den theoretischen Temperaturbedarf einer angebundenen Fußbodenheizung mit Kennwerten 35/25 Grad Celsius. Rechnerisch fließt die Vorlauftemperatur von 35 Grad Celsius ein. Liegt diese Temperatur in der Realität wegen geringeren Wärmebedarfs niedriger, steigt die tatsächliche Leistungsfähigkeit gegenüber dem errechneten COP an. Das bedeutet, mit allen Maßnahmen zur Energieeinsparung, die sich auf den Heizwärmebedarf auswirken, steigern Sie die faktische Leistung Ihrer Anlage.

Mit dem COP-Wert die Effizienz einer Wärmepumpe sofort erkennen

Der COP-Wert gibt die Effizienz einer Wärmepumpe an. Damit lässt sich jede Heizung direkt mit anderen Systemen vergleichen, sodass Sie mit der richtigen Wahl beim Wärmepumpensystem immer sparsam und effizient heizen. Hinzu kommt die Möglichkeit einer Heizungsförderung, wenn der Leistungskoeffizient bestimmte Mindestvorgaben übersteigt. Der Kennwert dient damit der eindeutigen und objektiven Bewertung einer Wärmepumpe und damit letztlich der Wahl der „richtigen“ Anlage für Ihr Gebäude.