Der Wirkungsgrad von Wärmepumpen im direkten Heizungsvergleich

Wärmepumpen werden in der Schweiz immer beliebter. Ob diese wirklich effizient arbeiten, hängt unter anderem vom Wirkungsgrad der Wärmepumpe ab. Als Quelle dienen Erdwärme, Wasser oder Umgebungsluft, die sich jeweils im Wärmepumpen-Wirkungsgrad unterscheiden.

Der Wirkungsgrad von Wärmepumpen bietet Orientierungshilfe.
Bei Interesse an einer Wärmepumpe fürs Heim bietet der Wirkungsgrad von Wärmepumpen Orientierungshilfe. Foto: © Alex Raths / iStock / Thinkstock
  • 4

In den letzten Jahren stieg das Schweizer Interesse an Wärmepumpen, weil viele Eigenheimbesitzer energieeffiziente Heizanlagen suchen. Orientierungshilfe bietet dann der Wirkungsgrad von Wärmepumpen. Je nach Wärmequelle - Erde, Wasser oder Luft - produziert eine Heizanlage aus einer Kilowattstunde Strom drei bis vier Kilowattstunden Wärme. Das entspricht einem Wärmepumpen-Wirkungsgrad von 300 bis 400 Prozent. Je geringer dabei die Energieverluste ausfallen, desto höher ist auch die Energieeffizienz. Den tatsächlichen Wert fasst die Jahresarbeitszahl (JAZ) zusammen und zeigt an, wie viel Energie Verdichter und Pumpe in einem Betriebsjahr benötigen, um Heizwärme herzustellen.

Mit der Jahresarbeitszahl den «realen» Wirkungsgrad von Wärmepumpen bestimmen

Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ist ein flexibler Wert, der von der Vorlauftemperatur, der Dämmung, vom Heizungsystem und vom hydraulischen Abgleich abhängt. Wichtig ist, dass der Unterschied zwischen der Quellentemperatur und der benötigten Heizungstemperatur gering ausfällt. So muss weniger Strom aufgewendet werden, um die gewünschte Raumwärme zu erreichen. Das bestätigt Peter Egli, Leiter der Industrievertretung Hersteller/Lieferanten für Wärmepumpen von der FWS: «Je höher die Wärmequellentemperatur und je tiefer die Nutzungstemperatur (Heizungsseite) sind, umso besser ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpenanlage. Deshalb arbeiten Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen im Jahresdurchschnitt in der Regel etwas effizienter als Luft/Wasser-Wärmepumpen.» Das erklärt sich daraus, dass im Winter die Aussentemperatur häufiger unter Null fällt. Deshalb benötigt eine Luftwärmepumpe mehr Energie, um die Innenräume zu heizen. Ein höherer Stromverbrauch senkt aber den Wärmepumpen-Wirkungsgrad. Diesen Durchschnittswert drückt dann die Jahresarbeitszahl aus.

Weitere Einflussfaktoren auf den Wärmepumpen-Wirkungsgrad

Ausschließlich gut gedämmte Wohnhäuser eignen sich zum Einbau einer Wärmepumpe. Effizient arbeitet eine Wärmepumpe, wenn das Heizsystem eine niedrige Vorlauftemperatur hat. Bei 30 bis 35 Grad ist der Wärmepumpen-Wirkungsgrad am höchsten. Die Anlage kann das Heizwasser bis maximal 55 Grad erwärmen. Deshalb bietet sich eine Fußboden- und Wandstrahlungsheizungen oder großflächige Radiatoren als Heizkörper an. Ein Umbau kann sich auszahlen, denn wer die Heiztemperatur um fünf Grad senkt, erhöht die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe um etwa zehn Prozent. Möchte man jedoch Heiztemperaturen über 60 Grad erreichen, sollte man auf die Pumpentechnologie verzichten.

Kann man eine Ölheizung einfach gegen eine Wärmepumpe austauschen?

Bevor man eine veraltete Ölheizanlage gegen eine Wärmepumpe austauscht, sollte man einen Energieberater hinzuziehen. Früher wurden Heizanlagen oftmals zu gross dimensioniert und hohe Vorlauftemperaturen über 60 Grad eingeplant. Das ist jedoch ein zu hoher Wert für eine Wärmepumpe. Energieberater und Architekten können hingegen die Heizlast des Hauses neu berechnen und die Wärmepumpe entsprechend auslegen.

Hydraulischer Abgleich erhöht den Wärmepumpen-Wirkungsgrad

Jeder, der seine Heizkörper nicht drosselt, wird zum Energieverschwender. Im Regelfall laufen die Heizkörper heiß, die sich in der Nähe der Pumpe befinden. In der oberen Etage kommt meist nur wenig Wärme an. Dann muss man die Heizung hochdrehen, was letztlich auch den Wärmepumpem-Wirkungsgrad senkt. Um Energieverluste zu minimieren, wird ein hydraulischer Abgleich vorgenommen, sodass sich die Wärme optimal im ganzen Haus verteilt.

COP - der thermische Wirkungsgrad von Wärmepumpen

Der thermische Wirkungsgrad von Wärmepumpen wird mit Coefficient of Performance, kurz COP bezeichnet. Dieser Wert ist als Gütekriterium zu verstehen. Jedoch beschreibt er nur den Wirkungsgrad, den man unter standardisierten bzw. optimalen Laborbedingungen festgestellt hatte. Nicht berücksichtigt werden der zusätzlich aufgewendete Strom für Kompressor und Pumpe. Aus diesem Grund ist der eigentliche Wirkungsgrad (COP) meist höher als die oben angeführte Jahresarbeitszahl, die reale Nutzungsbedingungen ausdrückt. Deshalb sollte die Auswahl einer Wärmepumpe nicht allein auf Basis des COP getroffen werden.