Wärmepumpe Jahresarbeitszahl: wichtigste Kennzahl für die Effizienz

Wie effizient arbeitet eine Wärmepumpe? Bei dieser Frage ist die Jahresarbeitszahl - kurz JAZ - die entscheidende Kennzahl. Im Vergleich zu anderen Werten trifft sie eine Aussage über das gesamte Heizungssystem und nicht nur über die Wärmepumpe allein.

Warum die Jahresarbeitszahl bei der Wärmepumpe die wichtigste Kennzahl ist und wie sie sich genau von den anderen Werten unterscheidet, liest du in diesem Artikel. Zudem erfährst du, durch welche Maßnahmen du die Jahresarbeitszahl deiner Wärmepumpe erhöhen kannst.

Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe: einfach erklärt

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe - kurz JAZ - ist die wichtigste Kennzahl, um die Effizienz zu beurteilen. Sie beschreibt das Verhältnis vom zugeführten Strom zu der gelieferten Wärme.

Anders als COP und SCOP berücksichtigt sie das gesamte Heizsystem und nicht nur die Wärmepumpe an sich. Zudem wird dein individuelles Nutzungsverhalten einkalkuliert. Die Berechnung erfolgt unter realen Bedingungen für den Zeitraum eines Jahres und nicht standardisiert im Labor.

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe kannst du erst berechnen, wenn du das Gerät installiert hast. Für die Berechnung ziehst du die realen Daten eines Jahres heran.

Eine Wärmepumpe mit einer hohen Jahresarbeitszahl arbeitet effizienter als ein Gerät mit einer niedrigen JAZ. Das hat Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit deiner Wärmepumpe. Je effizienter diese arbeitet, desto geringer fallen die Stromkosten aus. Eine moderne Wärmepumpe hat eine JAZ zwischen 3 und 5.

Diese Grafik veranschaulicht den geringen Bedarf einer Wärmepumpe an elektrischer Energie.

Ein Vergleich von Wärmepumpen anhand der Jahresarbeitszahl hilft dir, dich für das passende Modell zu entscheiden. Du kannst herausfinden,

• ob sich eine teurere Wärmepumpe lohnt, weil die Betriebskosten geringer ausfallen,

• nach wie vielen Jahren sich die Anschaffung amortisiert und

• wie umweltfreundlich eine Wärmepumpe arbeitet.

Unterschiede zu COP, SCOP und ETAs

Neben der Jahresarbeitszahl gibt es weitere Kennzahlen, die Aufschluss über die Effizienz einer Wärmepumpe geben. Das sind

• COP (Coefficient of Performance)

• SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

• ETAs (jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz)

Diese Werte sagen nur etwas über die Effizienz einer Wärmepumpe aus. Die JAZ einer Wärmepumpe gibt an, wie effizient dein komplettes Heizsystem ist. Die Berechnung erfolgt unter realen Bedingungen und nicht im Labor. Auf das Ergebnis haben mehrere Faktoren Einfluss.

COP: Leistungszahl auf Basis von Laborbedingungen

Beginnen wir mit der Kennzahl COP. Sie beschreibt - genau wie die JAZ - das Verhältnis von abgegebener Wärme zu aufgenommenem Strom. 

Diesen Wert geben Hersteller bei den technischen Daten von Wärmepumpen an. Es ist ein guter Wert, um verschiedene Modelle vor dem Kauf miteinander zu vergleichen. Mit einem COP-Wert von 3 bis 5 liegst du richtig.

Die Daten ergeben sich nicht aus dem realen Betrieb, sondern aus bestimmten, standardisierten Laborbedingungen. Sie werden für einen bestimmten Zeitpunkt im Betrieb erstellt. Welcher das ist, kannst du an der Kennzeichnung erkennen. Die Zahlenwerte stehen für die Quelltemperatur. Die Buchstaben spiegeln die Quelle wider:

• A - Luft

• B - Erdreich

• W - Wasser

Beispiel: Bei der Bezeichnung COP A5 W35 handelt es sich um die Leistungszahl, wenn die Temperatur der Außenluft 5° C und die Vorlauftemperatur 35° C beträgt.

SCOP: Leistungszahl mit saisonaler Berücksichtigung

Die Kennzahl SCOP ist noch etwas genauer als der COP-Wert. Sie ist näher an der Realität, da sie saisonale Schwankungen einkalkuliert. Bei dieser Kennzahl werden die 4 Jahreszeiten einberechnet und daraus die durchschnittliche Außentemperatur ermittelt. Die folgenden Temperaturen werden angenommen:

• Frühling: 7° C

• Sommer: 12° C

• Herbst: 2° C

• Winter: -7° C

ETAs: Auswirkung auf die Umwelt

Es gibt eine weitere Kennzahl, die Aufschluss über die Effizienz einer Wärmepumpe gibt: die jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz - kurz ETAs. Sie trifft eine Aussage über die Auswirkungen auf die Umwelt. Im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie der EU gilt dieser Wert als verbindliche Angabe bei der Wärmepumpen-Effizienz. Diese Kennzahl ist relevant, wenn es um die Förderung einer Wärmepumpe geht.

Für die Berechnung ist neben dem SCOP-Wert der Primärenergiefaktor des europäischen Strommix notwendig. Aktuell beträgt der 2,5. Die ETAs berechnet sich nach der folgenden Formel:

ETAs = SCOP : 2,5 x 100

Beispiel: Hat deine Wärmepumpe einen SCOP von 3, ergibt sich eine ETAs von 120 Prozent. Sie kann aus einer kWh Primärenergie 1,2 kWh Heizwärme erzeugen. 

Voraussetzungen für Förderung einer Wärmepumpe

Unter bestimmten Voraussetzungen erhältst du beim Einbau einer Wärmepumpe eine staatliche Förderung. Aufgrund gesetzlicher Änderungen haben sich diese in den letzten Jahren verändert.

Für Wärmepumpen, die bis Ende 2020 eingebaut wurden, war die Jahresarbeitszahl das ausschlaggebende Förderkriterium. Um eine Förderung zu erhalten, musstest du mindestens eine JAZ von 3,5 - 3,8 einhalten.

Im Zuge der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) kam als Kennzahl die ETAs ins Spiel – die jahreszeitbedingte Raumheizungseffizienz. Damit sind seit 2021 JAZ und COP nicht mehr das alleinige Kriterium für die Förderung einer Wärmepumpe. 

Seit 2023 erhältst du nur noch eine Förderung, wenn sich dein Gebäude dafür eignet. Die Jahresarbeitszahl muss mindestens 2,7 betragen - ab 2024 sogar 3,0. Bei Wärmepumpen im Neubau ist eine Förderung der Wärmepumpe nur bei einem Effizienzhaus-Standard möglich.

Tipp: Das BAFA stellt Interessierten eine Liste mit allen förderfähigen Wärmepumpen zur Verfügung. 

Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe berechnen

Um die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe zu berechnen, müssen zunächst die Voraussetzungen stimmen. Es ist sowohl ein Stromzähler als auch ein Wärmemengenzähler notwendig. Der Hausstromzähler eignet sich nicht, um die Jahresarbeitszahl zu bestimmen. Dieser misst nicht den exakten Stromverbrauch der Wärmepumpe.

Der Wärmemengenzähler erfasst die Wärmemenge, die an das Heizungs- und Brauchwasser abgegeben wird. Der Stromzähler erfasst den Strom, den die Wärmepumpe verbraucht.

Methoden zur Berechnung der JAZ

Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe berechnen Fachleute anhand der VDI-Richtlinie 4650. Die Ergebnisse dienen zum Vergleich verschiedener Wärmepumpen mit Blick auf die Jahresarbeitszahl, wenn noch keine realen Daten vorliegen. 

Bedenke: Diese Werte müssen nicht der realistischen Jahresarbeitszahl einer Luftwärmepumpe oder eines anderen Wärmepumpentyps entsprechen. Der Grund ist der SCOP, der als Grundlage für die Berechnung herangezogen wird und auf Standardklimadaten und -temperaturen beruht.

Neben dieser Methode berechnen Experten die Jahresarbeitszahl mit realen Messwerten - dem sogenannten Seasonal Performance Factor - kurz SPF. Sie betrachten den Stromverbrauch für die Steuerung, Verdichtung und Erschließung der Wärmequelle.

Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe mit eigenen Werten berechnen

Hast du eine Wärmepumpe installiert, kannst du selbst die JAZ der Wärmepumpe berechnen und deine eigenen Messdaten heranziehen. Aus denen ergibt sich ein realistischer Wert für die Jahresarbeitszahl. So gehst du vor:

Du liest die Werte an den Messgeräten regelmäßig ab und notierst sie dir. Daraus ermittelst du die Heizwärme, die abgegeben wurde, sowie den Stromverbrauch. Diese Werte wendest du auf die folgende Formel an:

JAZ = Heizwärme in kWh/a : Stromverbrauch in kWh/a

Beispiel: Beträgt der Energieverbrauch jährlich 18.000 kWh und der Stromverbrauch 4.000 kWh pro Jahr, ergibt sich für die Wärmepumpe eine Jahresarbeitszahl von 4,5.

Willst du den Stromverbrauch bestimmen und kennst die Jahresarbeitszahl, nutzt du folgende Formel:

Stromverbrauch pro Jahr = Heizleistung : JAZ x Heizstunden pro Jahr

Möchtest du die Jahreszahl genauer bestimmen und verschiedene Parameter einkalkulieren, kannst du den JAZ-Rechner vom Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V. nutzen. In den kannst du Daten, wie Vorlauftemperatur, Wärmequelle und Wärmepumpen-Modell, angeben.

JAZ abhängig vom Wärmepumpentyp

Abhängig davon, für welche Art der Wärmepumpe du dich entscheidest, kann es zu Unterschieden bei der Jahresarbeitszahl kommen. Gute Werte für moderne Wärmepumpen liegen zwischen 3 und 5. Manche erreichen sogar mehr als 5. 

Die Jahresarbeitszahl für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt etwas höher als die JAZ für eine Luftwärmepumpe. Die folgende Tabelle mit den JAZ für Wärmepumpen gibt dir einen Überblick, welcher Wärmepumpentyp die höchsten Werte erzielt.

Das beeinflusst die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl hängt nicht nur vom Wärmepumpentyp ab, sondern von zahlreichen weiteren Faktoren. Dazu zählen:

• Vorlauftemperatur

• Quelltemperatur

• Gebäudedämmung

• Nutzungsverhalten

Vorlauftemperatur

Der Unterschied zwischen der Wärmequellentemperatur und der Systemtemperatur der Heizung sollte möglichst gering ausfallen. Wichtig ist ein großflächiges Heizsystem, wie eine Wand- oder Fußbodenheizung. So kann die nötige Wärme mit einer niedrigen Temperatur übertragen werden. 

Bedenke: Bei einer Vorlauftemperatur von 35° C arbeiten Wärmepumpen am effizientesten. Steigt die Temperatur, erhöht sich der Stromverbrauch und das Gerät arbeitet ineffizienter.

Quelltemperatur

Die Quelltemperatur hängt mit der Vorlauftemperatur eng zusammen. Vor dem Hintergrund des möglichst geringen Temperaturunterschieds erzielen Wasser-Wasser-Wärmepumpen die besten Jahresarbeitszahlen. Die Temperatur des Grundwassers ist das ganze Jahr über konstant, sodass die Temperaturdifferenz ganzjährig auf dem gleichen Niveau bleibt.

Die Jahresarbeitszahl einer Luftwärmepumpe fällt in der Praxis geringer aus, da im Winter die Außentemperaturen niedriger sind und sich der Temperaturunterschied erhöht. Sind die anderen Einflussfaktoren gegeben, kannst du auch bei einer Luftwärmepumpe eine gute Jahresarbeitszahl erzielen.

Gebäudedämmung

Bei gut gedämmten Häusern, wie im Neubau, besteht ein geringer Wärmebedarf. Das wirkt sich positiv auf die Effizienz und die Jahresarbeitszahl aus. 

In Bestandsgebäuden und Altbauten sieht das anders aus. Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe im Altbau fällt niedriger aus. Wie effizient das Heizsystem arbeitet, hängt von den individuellen Voraussetzungen ab. Oft liegt die Arbeitszahl einer Luftwärmepumpe bei durchschnittlich 3.

Individuelles Nutzungsverhalten

Dein eigenes Verhalten beeinflusst die Jahresarbeitszahl. Um eine möglichst hohe JAZ bei der Wärmepumpe zu erreichen, helfen die folgenden beiden Tipps:

• Richtig lüften: Du solltest alle Räume im Haus mehrmals am Tag stoßlüften. Öffne das Fenster für mehrere Minuten - im Winter reichen bereits 5 Minuten, im Sommer sollten es 20 Minuten sein. 

• Einzelne Räume richtig beheizen: Lass die Räume nicht zu stark auskühlen und überhitze sie nicht. Wähle eine angenehme Temperatur, die an die Witterungsverhältnisse angepasst ist.

Maßnahmen zur Verbesserung der JAZ

Möchtest du bei der Wärmepumpe die Jahresarbeitszahl verbessern, kannst du an einigen Stellschrauben drehen. Liegt der Wert unter der theoretisch ermittelten Arbeitszahl, lohnt sich eine Optimierung. 

Optimierungsmöglichkeiten an der Wärmepumpe

Dir stehen einige Optionen zur Verfügung, die du direkt an der Wärmepumpe regulieren kannst. Die folgenden Einstellungen kannst du vornehmen:

• Heizkurve einstellen: Ist die Heizkurve optimal eingestellt, resultiert das in einer geringen Vorlauftemperatur und einem niedrigen Stromverbrauch. Das wirkt sich insgesamt positiv auf die Betriebskosten aus. Normalerweise hat dein Techniker die Heizkurve bei der Inbetriebnahme bereits optimal geregelt. Bei jeder Wartung sollte er überprüfen, ob diese noch richtig eingestellt ist. 

• Hydraulischer Abgleich: Durch einen hydraulischen Abgleich werden alle Räume mit der Wärme versorgt, die sie benötigen. Es kommt zu einer niedrigeren Vorlauftemperatur. Wenn du selbst kein Heizungsprofi bist, überlasse den hydraulischen Abgleich deinem Techniker. 

• Temperaturhub absenken: Je geringer der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur ist, umso weniger muss der Verdichter bei gleicher Wärmeabgabe leisten und desto geringer ist der Stromverbrauch. Gleichzeitig steigen die Jahresarbeitszahl und Effizienz einer Wärmepumpe.

Um die Jahresarbeitszahl zu optimieren, bieten sich smarte Thermostate, wie beispielsweise von Viessmann, an. Diese nehmen die Optimierung der Heizkennlinie und der Anlagenhydraulik automatisch vor. Diese Funktion bietet einen höheren Komfort bei der Einstellung der Temperatur und senkt den Heizenergieverbrauch.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, am Heizsystem und Gebäude zu optimieren:

• Heizflächen austauschen: Kleine Heizflächen sind nicht optimal für eine hohe Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe. Um die nötige Wärme zu übertragen, sind in dem Fall hohe Temperaturen notwendig. Ein Austausch durch größere Heizkörper oder Niedertemperaturheizkörper kann sinnvoll sein, um die Effizienz zu erhöhen.

• Gebäudehülle optimieren: Am Gebäude selbst kannst du Verbesserungen vornehmen, die sich positiv auf die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe auswirken. Durch bauliche Maßnahmen, wie der Dämmung von Wänden und Dächern, sinkt der gesamte Wärmebedarf im Gebäude.

Wahl der richtigen Wärmepumpenart

Eine Maßnahme, die du vor dem Kauf einer Wärmepumpe treffen kannst: Informiere dich vor dem Kauf gut über verschiedene Wärmepumpenarten und vergleiche mehrere Modelle mit Blick auf die Jahresarbeitszahl. 

Bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt der Vorteil in einem geringen Anschaffungspreis. Aufgrund niedriger Außentemperaturen kommt es im Winter zu einem höheren Stromverbrauch. Aus diesem Grund ist die JAZ einer Luft-Wasser-Wärmepumpe im Vergleich zur Sole-Wasser-Wärmepumpe geringer.

Bei Sole- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen bleibt die Quelltemperatur das ganze Jahr über konstant und liegt an kalten Tagen höher als die Lufttemperaturen. Das resultiert in einer höheren Jahresarbeitszahl. Diese Wärmepumpenart ist in der Anschaffung teurer.

Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe unterliegt zahlreichen Faktoren

Bei der Frage nach der Effizienz einer Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl die entscheidende Kennzahl. Du solltest sie immer im Blick haben, um ein optimal arbeitendes Heizungssystem zu betreiben. 

Hast du die Wärmepumpe mindestens ein Jahr in Betrieb, kannst du die Jahresarbeitszahl ganz einfach selbst mit deinen eigenen Werten berechnen. Sollten die Werte zu gering ausfallen, stehen dir verschiedene Optimierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Beispielsweise lohnt sich ein Blick auf den Temperaturunterschied und die Heizkurve. Bauliche Voraussetzungen, wie die Heizflächen und die Gebäudehülle, können die Jahresarbeitszahl ebenfalls beeinflussen. 

Tipp: Frage deinen Heizungstechniker, wie du die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe unter deinen konkreten Voraussetzungen optimieren kannst. Bei der Einstellung der Heizkurve und des hydraulischen Abgleichs solltest du einen Profi beauftragen.