COP (Coefficient of Performance)

Der COP (Coefficient of Performance) ist eine Kennzahl für die Effizienz einer Wärmepumpe. Auf Deutsch wird der Begriff auch als Leistungszahl bezeichnet. Der COP gibt an, wie viel Wärme eine Wärmepumpe im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Leistung unter bestimmten Betriebsbedingungen bereitstellt.

Ein COP von 4 bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe unter den angegebenen Bedingungen aus einer Einheit elektrischer Leistung vier Einheiten Wärmeleistung bereitstellt. Der übrige Anteil stammt aus der genutzten Umweltwärme, beispielsweise aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser.

Wichtig ist: Der COP ist kein Jahreswert. Er wird für festgelegte Betriebsbedingungen ermittelt und beschreibt damit die Effizienz der Wärmepumpe an einem bestimmten Betriebspunkt. Dadurch eignet er sich vor allem dazu, verschiedene Wärmepumpen unter vergleichbaren Bedingungen gegenüberzustellen.

Der COP wird berechnet, indem die abgegebene Wärmeleistung durch die aufgenommene elektrische Leistung der Wärmepumpe geteilt wird.

Die vereinfachte COP-Formel lautet:

COP = abgegebene Wärmeleistung ÷ aufgenommene elektrische Leistung

Ein vereinfachtes Beispiel:

Eine Wärmepumpe nimmt 1 kW elektrische Leistung auf und stellt unter den betrachteten Bedingungen 4 kW Wärmeleistung bereit.

4 kW ÷ 1 kW = COP 4

Ein höherer COP bedeutet somit, dass die Wärmepumpe unter den betrachteten Bedingungen mehr Wärme im Verhältnis zur benötigten elektrischen Leistung bereitstellt.

Der COP einer Wärmepumpe hängt stark von den Temperaturen der Wärmequelle und des Heizsystems ab. Deshalb kann ein COP-Wert nur sinnvoll beurteilt oder mit einem anderen Gerät verglichen werden, wenn die zugrunde liegenden Bedingungen bekannt sind.

Bei Wärmepumpen begegnen einem deshalb Angaben wie:

A2/W35

Diese Bezeichnung beschreibt die Bedingungen, unter denen der COP ermittelt wurde:

• A steht für Außenluft (Air).

• 2 bezeichnet in diesem Beispiel eine Außenlufttemperatur von 2 °C.

• W steht für Wasser.

• 35 bezeichnet eine Heizwassertemperatur von 35 °C.

Ein COP-Wert allein ist deshalb nur eingeschränkt aussagekräftig. Für einen sinnvollen Vergleich sollte immer darauf geachtet werden, bei welchen Temperaturen der Wert ermittelt wurde.

Ein guter COP-Wert lässt sich nicht mit einer einzigen Zahl für alle Wärmepumpen festlegen. Entscheidend sind unter anderem die Art der Wärmepumpe sowie die Temperaturen von Wärmequelle und Heizsystem.

Bei Datenblattwerten werden beispielsweise für Luft-Wasser-Wärmepumpen unter bestimmten Prüfbedingungen COP-Werte im Bereich von ungefähr 3,5 bis 4,5 genannt. Sole-Wasser-Wärmepumpen können unter entsprechenden Prüfbedingungen auch höhere Werte erreichen. Diese Angaben sind jedoch lediglich Orientierungswerte und müssen immer zusammen mit dem jeweiligen Betriebspunkt betrachtet werden.

Grundsätzlich gilt: Je höher der COP unter identischen Prüfbedingungen ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe an diesem Betriebspunkt.

Die Frage „Welcher COP-Wert ist gut?“ sollte deshalb nicht mit einem einzelnen Grenzwert beantwortet werden, sondern immer im Zusammenhang mit der jeweiligen Wärmepumpentechnik und den angegebenen Temperaturen.

Der COP-Wert einer Wärmepumpe wird maßgeblich vom Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und benötigter Heiztemperatur beeinflusst. Je geringer dieser Temperaturunterschied ausfällt, desto günstiger sind grundsätzlich die Bedingungen für einen effizienten Betrieb.

Wichtige Einflussfaktoren sind:

• Temperatur der Wärmequelle: Außenluft, Erdreich oder Grundwasser haben unterschiedliche Temperaturniveaus.

• Vorlauftemperatur: Je niedriger die benötigte Heizwassertemperatur ist, desto günstiger sind die Voraussetzungen für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb.

• Heizflächen: Fußbodenheizungen oder ausreichend große Heizkörper können niedrigere Vorlauftemperaturen ermöglichen.

• Betriebspunkt: Derselbe Wärmepumpentyp kann bei unterschiedlichen Temperaturen verschiedene COP-Werte erreichen.

Deshalb ist der COP kein unveränderlicher Wert, der die Effizienz einer Wärmepumpe in jeder Situation gleichermaßen beschreibt.

COP und Jahresarbeitszahl (JAZ) beschreiben beide die Effizienz einer Wärmepumpe, betrachten sie aber unter unterschiedlichen Bedingungen und Zeiträumen.

Der COP ist eine Momentaufnahme unter festgelegten Betriebsbedingungen. Er eignet sich deshalb vor allem dazu, Geräte bei gleichen Bedingungen miteinander zu vergleichen.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) betrachtet dagegen die im Betrieb bereitgestellte Wärmemenge im Verhältnis zum eingesetzten Strom über einen längeren Zeitraum. Dadurch berücksichtigt sie die tatsächlichen Bedingungen des jeweiligen Wärmepumpensystems wesentlich stärker.

Vereinfacht gesagt:

• COP: Effizienz an einem bestimmten Betriebspunkt

• JAZ: Effizienz der Anlage über einen längeren Betriebszeitraum

Neben COP und JAZ gibt es mit dem SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) eine weitere Kennzahl für die Effizienz von Wärmepumpen.

Während der COP einen einzelnen festgelegten Betriebspunkt betrachtet, bildet der SCOP die Effizienz über unterschiedliche Betriebsbedingungen einer Heizperiode ab. Er wird unter standardisierten Bedingungen bestimmt und ermöglicht damit eine saisonale Bewertung beziehungsweise einen Vergleich verschiedener Geräte.

Damit lässt sich vereinfacht unterscheiden:

• COP: einzelner Betriebspunkt

• SCOP: saisonale Betrachtung unter Normbedingungen

• JAZ: tatsächlicher beziehungsweise anlagenspezifischer Betrieb über einen längeren Zeitraum

Der COP hilft dabei, die Effizienz verschiedener Wärmepumpen unter vergleichbaren Betriebsbedingungen einzuordnen. Ein höherer COP bedeutet bei identischen Bedingungen, dass mehr Wärmeleistung im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Leistung bereitgestellt wird.

Der COP sollte deshalb jedoch nicht allein über die Wahl einer Wärmepumpe entscheiden. Für den späteren Stromverbrauch spielen zusätzlich das Gebäude, die Auslegung der Heizungsanlage, die Vorlauftemperatur und die tatsächlichen Betriebsbedingungen eine wichtige Rolle.

Gerade deshalb lohnt sich neben dem COP auch ein Blick auf SCOP und Jahresarbeitszahl.