Arbeitszahl (Jahresarbeitszahl, JAZ)

Die Arbeitszahl (oder Jahresarbeitszahl) wird zur Beschreibung der Energieeffizienz von Wärmepumpen verwendet. In der üblichen Definition wird die Jahresarbeitszahl als Quotient aus Wärmeabgabe und aufgenommener elektrischer Energie bei Betrieb über ein ganzes Jahr (bzw. über die Heizperiode) angegeben:

JAZ = Q_ab / Q_el = Abgegebene Wärme / zugeführte elektrische Energie

Nicht enthalten sind in dieser Definition alle "Neben"verbräuche, wie z.B. Verteilenergie (Ventilatoren oder Umwälzpumpen), Abtauvorrichtungen (z.B. Heizstäbe) und Soleumwälzpumpen. Auch Verluste von etwaigen Speichern sind nicht enthalten. Auf diese Art ist eine in Prospekten angegebene hohe Arbeitszahl erklärbar, die jedoch nicht für das Gesamtsystem relevant ist. Man sollte sich jedenfalls davor hüten, den berechneten Wärmebedarf des Hauses durch 4 oder 5 zu dividieren, um auf den notwendigen Stromverbrauch zu schließen.

Für die oft angewendete mindestens zu erreichende Untergrenze von JAZ=3 wird die über eine Heizperiode benötigte elektrische Energie herangezogen, die notwendig ist, um das betrachtete Gebäude zu beheizen. Diese Grenze wird oft als sinnvolle und notwendige Untergrenze verwendet, da die Erzeugung und der Transport von elektrischer Energie bis zum Endverbraucher einen Wirkungsgrad von etwa 30% hat. Bei einer noch niedrigeren JAZ wäre es nämlich dann energetisch besser, den Brennstoff direkt im Haus zu verfeuern als im Kraftwerk zu verstromen (abhängig von der Herkunft des Stromes in der Heizperiode, "Winterstrommix").

Leider wird eine gute (hohe) Jahresarbeitszahl fast immer mit einem energetisch gut funktionierenden Gesamtsystem gleichgesetzt, was nicht immer stimmen muss. So kann die Arbeitszahl erhöht werden, indem zur Warmwasserbereitung ein Elektro-Heizstab verwendet wird. Dadurch arbeitet die Wärmepumpe auf ein niedrigeres Temperaturniveau (zB. 30° statt 55°C) und die Arbeitszahl verbessert sich. Ob dadurch der gesamte Energieverbrauch des Haushalts reduziert wird, lässt sich aber nicht beantworten.

Auch bei Lüftungswärmepumpen kann die Arbeitszahl der Wärmepumpe erhöht werden, indem auf einen integrierten Wärmetauscher zwischen Fort- und Zuluft verzichtet wird (dann arbeitet dann die Wärmepumpe auf ein niedrigeres Temperaturniveau). Auch hier lässt sich dadurch nicht auf eine Energieersparnis schließen.

Leistungszahl (COP, Wirkungsgrad)

Im Unterschied zur Jahresarbeitszahl sagt die Leistungszahl (Coeffizient of Performance, COP) aus, wie gut die Wärmepumpe im optimalen Betriebspunkt arbeitet, also nicht über das ganze Jahr gemessen. Die Leistungszahl ist also ein Qualiltätsmerkmal für eine Wärmepumpe bzw. einen Wärmepumpentyp, hat aber nur begrenzte Aussagekraft über den zu erwarteten Energiebedarf. Eine Leistungszahl von zB. 5 heißt also nicht, dass Sie nur ein Fünftel des Heizwärmebedarfs in Form von elektrischer Energie zuführen müssen (da die Wärmepumpe ja nur selten im optimalen Betriebspunkt arbeitet). Die erreichbare Jahresarbeitszahl wird also immer niedriger sein als die Leistungszahl.