COP

Was ist der COP einer Wärmepumpe?

Der COP (Coefficient of Performance), auch Leistungszahl genannt, beschreibt die Effizienz einer Wärmepumpe an einem bestimmten Betriebspunkt. Er gibt das Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärmeleistung und der dafür benötigten elektrischen Leistung an. Ein COP von 4 bedeutet beispielsweise, dass eine Wärmepumpe mit 1 kW elektrischer Leistung 4 kW Wärmeleistung bereitstellt. Die zusätzliche Energie stammt aus der Umwelt, etwa aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser.

Grundsätzlich gilt: Je höher der COP, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe unter den jeweiligen Betriebsbedingungen.

Wie wird der COP einer Wärmepumpe berechnet?

Der COP einer Wärmepumpe ergibt sich aus dem Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur aufgenommenen elektrischen Leistung.

Die Formel lautet:

COP = abgegebene Wärmeleistung ÷ aufgenommene elektrische Leistung

Ein Beispiel: Eine Wärmepumpe gibt 8 kW Wärmeleistung ab und benötigt dafür 2 kW elektrische Leistung. Daraus ergibt sich ein COP von 4 (8 kW ÷ 2 kW = 4).

Der COP ist eine dimensionslose Kennzahl, da sich die Einheiten im Zähler und Nenner herauskürzen. Er beschreibt die Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe unter den Bedingungen, unter denen er gemessen wurde.

Welcher COP ist bei einer Wärmepumpe gut?

Ein COP zwischen 3 und 5 kann bei vielen Wärmepumpen als grober Orientierungsbereich für einen guten Wert dienen. Wie die Leistungszahl zu bewerten ist, hängt vom Wärmepumpentyp und den jeweiligen Betriebsbedingungen ab. Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen am üblichen Prüfpunkt A7/W35 (7 °C Außenluft, 35 °C Vorlauf) häufig Werte zwischen 4 und 5,5, bei A-7/W35 oft nur noch etwa 3.

Als grobe Orientierung gelten folgende Werte:

• COP unter 3: Kann auf ungünstige Betriebsbedingungen hindeuten, etwa niedrige Temperaturen der Wärmequelle oder hohe Vorlauftemperaturen.
• COP von 3 bis 4: Ein solider Wert, wie ihn viele Luft-Wasser-Wärmepumpen bei mittleren Außentemperaturen erreichen.
• COP von 4 bis 5: Ein guter Wert, der insbesondere bei günstigen Temperaturbedingungen erreicht werden kann.
• COP über 5: Ein hoher Wert, der vor allem bei geringen Temperaturunterschieden zwischen Wärmequelle und Heizsystem möglich ist.

Diese Werte sind Richtwerte und keine allgemeingültigen Qualitätsklassen. Für einen aussagekräftigen Vergleich müssen die zugrunde liegenden Prüfbedingungen übereinstimmen.

Welche Faktoren beeinflussen den COP einer Wärmepumpe?

Der COP hängt vor allem von den Temperaturen der Wärmequelle und des Heizsystems ab. Darüber hinaus beeinflussen die Warmwasserbereitung, die Anlagenplanung und die Regelung die Effizienz der Wärmepumpe.

Die wichtigsten Einflussfaktoren sind:

• Temperatur der Wärmequelle: Je höher die Temperatur der aufgenommenen Umweltwärme, desto weniger Energie muss die Wärmepumpe in der Regel für die Temperaturerhöhung aufwenden.
• Vorlauftemperatur und Heizsystem: Fußboden- und Wandheizungen arbeiten meist mit niedrigeren Vorlauftemperaturen als klassische Heizkörper. Das begünstigt einen höheren COP.
• Warmwasserbereitung: Für die Erwärmung von Trinkwasser sind häufig höhere Temperaturen erforderlich als für die Raumheizung. Deshalb kann der COP bei der Warmwasserbereitung niedriger ausfallen.
• Abtauvorgänge: Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen kann sich bei kalter, feuchter Witterung Eis am Verdampfer bilden. Das Abtauen benötigt zusätzliche Energie und kann die Effizienz reduzieren.
• Anlagenplanung und Regelung: Eine passend dimensionierte Wärmepumpe, ein hydraulisch abgeglichenes Heizsystem und eine geeignete Regelung unterstützen einen effizienten Betrieb.

Auch beim Vergleich verschiedener Wärmepumpen ist der Betriebspunkt entscheidend. Die Kennzeichnung A7/W35 steht beispielsweise für eine Außenlufttemperatur von 7 °C und eine Wasseraustrittstemperatur von 35 °C. Nur COP-Werte, die unter vergleichbaren Prüfbedingungen ermittelt wurden, lassen sich sinnvoll gegenüberstellen.

Was ist der Unterschied zwischen COP und SCOP?

Der COP und der SCOP beschreiben beide die Effizienz einer Wärmepumpe, unterscheiden sich jedoch im Betrachtungszeitraum. Während der COP die Leistungszahl an einem bestimmten Betriebspunkt angibt, bewertet der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) die Effizienz über eine gesamte Heizperiode unter festgelegten Bedingungen.

Der Unterschied im Überblick:

• COP: Gibt das Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung an einem bestimmten Betriebspunkt an.
• SCOP: Berücksichtigt unterschiedliche Betriebsbedingungen innerhalb einer Heizperiode und ermöglicht dadurch eine saisonale Bewertung der Effizienz.

Ein hoher COP zeigt, dass eine Wärmepumpe unter den jeweiligen Prüfbedingungen effizient arbeitet. Der SCOP liefert dagegen eine umfassendere Einschätzung ihrer Effizienz über die Heizperiode. Beide Werte sind hilfreich, um Wärmepumpen zu vergleichen. Dabei sollten die zugrunde liegenden Prüfverfahren und Bedingungen berücksichtigt werden.

Der SCOP ist nicht mit der Jahresarbeitszahl (JAZ) gleichzusetzen. Die JAZ beschreibt das tatsächliche Verhältnis von erzeugter Wärme zu eingesetzter elektrischer Energie im realen Betrieb über ein Jahr.

Welche Rolle spielt der COP bei einer Wärmepumpe mit Photovoltaik?

Eine Photovoltaikanlage kann den Strombedarf einer Wärmepumpe teilweise durch selbst erzeugten Solarstrom decken. Das kann die Stromkosten senken, verändert den COP als technische Kennzahl jedoch nicht automatisch.

Entscheidend ist, wie viel des erzeugten Solarstroms direkt für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden kann. Eine intelligente Steuerung und die zeitliche Abstimmung von Stromerzeugung und Wärmebedarf können dabei helfen, den Eigenverbrauch zu erhöhen.