Jahresarbeitszahl

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Acronym: JAZ

Definition: Verhältnis der Mengen der innerhalb eines Jahres abgegebenen Nutzwärme und der Antriebsenergie einer Wärmepumpe

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe gibt an, wie viel mal mehr Nutzwärme innerhalb eines ganzen Jahres das Gerät abgibt, als Antriebsenergie bzw. elektrische Energie benötigt wird. Mit anderen Worten ist die Jahresarbeitszahl die im Jahresmittel erreichte Leistungszahl. Auch der Strombedarf eines Elektroheizstabs für die elektrische Notheizung an besonders kalten Tagen kann in die Jahresarbeitszahl einbezogen werden.

Von Wärmepumpenheizungen typischerweise erreichte Jahresarbeitszahlen liegen zwischen 2,5 und 3,5. Luft-Wasser-Wärmepumpen liegen häufig (aber nicht immer) am unteren Ende dieser Spanne. Besonders gute Wärmepumpen erreichen Werte oberhalb von 4 oder sogar mehr als 5.

Optimierung der Jahresarbeitszahl

Im Sinne einer maximalen Energieeffizienz bzw. eines minimalen Primärenergiebedarfs von Wärmepumpenanlagen strebt man eine möglichst hohe Jahresarbeitszahl an. Damit werden auch negative ökologische Wirkungen z. B. der benötigten Stromerzeugung minimiert.

Die folgenden Aspekte sind wichtig für die Optimierung der Jahresarbeitszahl:

• Die Wärmepumpe soll unter den typischen Einsatzbedingungen möglichst hohe Leistungszahlen erreichen. Dies bedingt die Wahl eines geeigneten Wärmepumpenmodells und eines geeigneten Wärmereservoirs, insbesondere mit Blick auf die benötigte Temperatur der Nutzwärme, die Temperatur des genutzten Wärmereservoirs sowie der benötigten Heizleistung.
• Eine monovalent betriebene Heizungswärmepumpe (die also nicht z. B. durch einen Heizkessel unterstützt werden kann) sollte in der Regel so ausgelegt werden, dass ihre Wärmeleistung bei recht tiefen Außentemperaturen gerade noch ausreicht. Eine zu niedrige Dimensionierung kann den zu häufigen Einsatz eines Elektroheizstabs (als Notheizung) notwendig machen, was ineffizient ist. Andererseits führt eine zu große Dimensionierung zu reduzierter Effizienz bei höheren Außentemperaturen. Für die zusätzliche Warmwasser-Bereitung ist ein (häufig kleiner) Zuschlag der Leistungen notwendig.
• Bei einer Zentralheizungsanlage ist die Fußbodenheizung in aller Regel ideal. Auch hier gibt es Unterschiede: Trocken verlegte Systeme können einen schlechteren Wärmeübergang aufweisen und somit höhere Vorlauftemperaturen erfordern.
• Die Auslegung der gesamten Heizungsanlage ist ebenfalls sehr wichtig. Beispielsweise kann der schädliche Taktbetrieb vor allem bei nicht modulierenden Wärmepumpen durch den Einsatz eines Pufferspeichers reduziert werden. Allerdings kann je nach Situation ein Pufferspeicher die Effizienz der Anlage auch reduzieren, insbesondere wegen seiner Wärmeverluste. Ein anderer Aspekt sind thermostatische Raumtemperaturregelungen, die einerseits den Wärmebedarf minimieren, andererseits aber negative Auswirkungen auf die Effizienz der Wärmepumpenanlage haben können (z. B. zu häufiges Takten, ungenügender Wasserdurchfluss, Notwendigkeit eines verlustbehafteten Pufferspeichers, höhere Vorlauftemperatur).

Die Entscheidungen über solche Aspekte sind teils schwierig (sehr viel komplizierter als bei Verwendung eines Heizkessels) und überfordern viele Heizungsbauer, die nicht sehr gute Schulungen genossen haben. Deswegen sind leider viele Wärmepumpenanlagen im Einsatz, die wegen ihrer Art und Auslegung oder teils auch wegen ungünstiger Einstellung eine deutlich niedrigere Energieeffizienz aufweisen, als sie eigentlich möglich wäre.

Wenn eine Wärmepumpen-Heizungsanlage auch für die Bereitung von Warmwasser verwendet wird, kann dies die Jahresarbeitszahl etwas reduzieren – vor allem wenn der Heizwärmebedarf niedrig ist und eine Fußbodenheizung verwendet wird. Jedoch ist die Verwendung eines Elektroboilers sicher weniger effizient. Hiermit mag zwar die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe selbst ansteigen, aber die eigentlich relevante Jahresarbeitszahl des Gesamtsystems nimmt ab, weil die Leistungszahl eines Elektroboilers 1 ist, während jede Wärmepumpe deutlich höhere Werte bringt.

Literatur

Siehe auch: Leistungszahl, Wärmepumpe, Energieeffizienz, Zentralheizung

Kategorien: Grundbegriffe, Energieeffizienz