Zusammenhang der Berechnung der Jahresarbeitszahl (JAZ) von Wärmepumpenanlagen (WPAnlagen)
I. d. R. arbeitet die Branche nur mit dem COP (Leistungszahl in einem "Heizperioden/BetriebszeitTemperaturgemittelten" Auslegungspunkt; und zwar LuftWasser bei A2/W35, SoleWasser B0/W35, WasserWasser W10/W35), der bei Zutreffen dieser Mittelung dann etwa der Jahresarbeitszahl (JAZ) entspricht. Eine Abweichung des Temperaturhubs in der Praxis bedeutet dann natürlich eine andere Jahresarbeitszahl (JAZ), siehe [S.9 http://wwwtest.rz.fhulm.de/labore/mlabor/ger/Pruefstaende/Waermepumpe/PDF/WPCOP,JAZ.pdf]. Von anderer Seite wurden bereits umfänglichere Berechnungsverfahren entwickelt, die auf statistischen Ermittlungen wesentlicher Einflussfaktoren basieren:
- VDI 4650: Kurzverfahren zur Berechnung der Jahresarbeitszahl (JAZ) von Wärmepumpenanlagen (WPAnlagen) Elektrowärmepumpen zur Raumheizung (unter Einbeziehung der Prüfstandsmessung nach DIN EN 255, gilt nur für monovalente Anlagen <=100kW) des des Verein Dt. Ingenieure bzw. des Dt. Instituts für Normung
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Unterschieden werden auch so genannte Systemgrenzen A und B: A) Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe für Raumheizung ohne Hilfsenergie bzw. B) Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpenheizanlage für Raumheizung, Trinkwassererwärmung und Hilfsenergie (hier werden u.a. die Verluste am Verflüssiger für Speicherung, Verteilung und Übergabe nach EnEV oder der WPUmwälzpumpe bei der el. Energieaufnahme einbezogen).
Die Jahresarbeitszahl (JAZ) entspricht dabei A) dem Kehrwert der Jahresaufwandszahl ewp nach VDI 4650 oder eHg nach DIN V 4701 bzw. B) dem Quotienten aus Primärenergiefaktor und Anlagenaufwandszahl ep nach VDI 4650 oder ep nach DIN V 4701 [S.58 http://www.wm.badenwuerttemberg.de/sixcms/media.php/1106/Waermepumpen.pdf] (DIN V 4701: Energetische Bewertung heiz und raumlufttechnischer Anlagen) - Rechenmethode für den Jahresnutzungsgrad von WPKompaktgeräten des Schweizer Bundesamtes für Energie BFE in Verbindung mit Schweizer Hochschulen/Instituten basierend auf dem Projekt FAWA. Im Auftrag des BFE wird die Rechenmethode für kombinierte Wärmepumpensysteme weiterentwickelt und im europäischen Normenentwurf prEN 153164.2 im Rahmen der EPBD [www.buildingsplatform.org] angewendet. In Zusammenhang mit FAWA steht auch ein Schweizer EXCELProgramm WPesti.
- Prüfmethoden und Berechnung von JAZ für Wärmepumpen mit kombinierter Heizungs und Warmwasserbereitung des Österreichischen Forschungs und Prüfzentrum Arsenal GmbH im Zuge des Annex 28 des Executive Committee der IEA 2002
Leider machen Hersteller öffentlich keine Angaben zu den benötigten "Einflussfaktoren":
- Der Hersteller Dimplex bietet innerhalb seines Wärmepumpenportales eine Betrachtung zur JAZ mit hinterlegten (also unsichtbaren) Werten. "Der Betriebskostenrechner ermittelt die Jahresarbeitszahl einer WärmepumpenHeizungsanlage in Anlehnung an die VDI 4650 und berechnet aus den eingegebenen und hinterlegten Werten die zu erwartenden Betriebskosten bei üblichem Benutzerverhalten, 20 °C Raum und 45 °C Warmwassertemperatur. Außerhalb Deutschlands und bei Normaußentemperaturen über 10 °C müssen die Jahresvollbenutzungsstunden und Korrekturfaktoren für die Wärmequelle manuell eingegeben werden. Diese dienen als Basis für die Berechnung." [www.dimplex.de/online-planer/wp-rechner/index.php]
- Der Hersteller Vaillant bietet ein Arbeitsblatt zur überschlägigen Bestimmung der JAZ einer WPAnlage, zeigt aber im gleichen Katalog auch nicht die nötigen Werte. "Die JAZ der installierten WPAnlage wird mit Hilfe des vereinfachten Berechnungskurzverfahrens anhand der Korrekturfaktoren F(Betrieb) und F(Verflüssiger) nach VDI 4650 sowie der Leistungszahl(en) nach EN 255 wie folgt bestimmt")
Während die so gesehen schlecht ermittelbare JAZ für eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eigentlich notwendig ist, ist sie bei den zuhauf angebotenen Wirtschaftlichkeitsvergleichen nicht zu entdecken. Dagegen reicht für den Gerätevergleich (oder nur den Kompressorvergleich) selbstredend der COP, der bei Prüfstandsmessungen bisher nach EN 255 ermittelt wurde und inzwischen häufig nach EN 14511. Bei vielen Herstellern ist von firmeninternen Messungen auszugehen, während herstellerneutrale Tests von folgenden Einrichtungen angeboten werden:
- Wärmepumpentestzentrum Buchs, früher: WinterthurTöss (Schweiz)
- Wärmepumpentestzentrum (insbesondere DirektverdampferWP) des Österreichischen Forschungs und Prüfzentrum Arsenal GmbH Wien (Österreich)
- Teststand für Lüftungsgeräte mit Wärmepumpe des FraunhoferInstituts für Solare Energiesysteme München
- Prüfstand für Wärmepumpen (insbesondere Brauchwasserwärmepumpen) der TÜV SÜD Industrie Service GmbH (Center of Competence Kälte und Klimatechnik) München
- Europäisches Testzentrum für Wohnungslüftungsgeräte e.V. Dortmund
Auf den COP sind auch die bekannten Zertifikate ausgerichtet:
- Energieeffizienzklassen nach internationalem Standard von A bis G
- Ecolabel der EHPA (European Heat Pump Association) v.06.04.07 (Tests nach EN 14511)
- Internationales Wärmepumpen Gütesiegel "Geprüfte Qualität"
Quellen zu zehn verschiedenen Feldtests bzgl. der JAZ zeichnen ein heterogenes Bild (Monitorings zu einzelnen Referenzanlagen unterstreichen das):
- Die viel bemühte JAZ 4 erreichen i. d. R. gerade so die erdgekoppelten Anlagen, wenig besser die grundwassergekoppelten. Einen größeren Einfluß scheint der Verzicht auf Wärmetauscher im Kältekreis bei den Direktverdampfern (selten sogar in Verbindung mit Direktkondensation) zu haben. Ggf. beruhen zu hohe Erwartungen auf ausschließlicher Betrachtung der Systemgrenze A (s. o.) oder Nichtberücksichtigung des mehrjährigen Einschwingverhaltens der Quelle bei erdgekoppelten Anlagen. Ein aktueller breit unterstützter Feldtest läuft derzeit beim FraunhoferInstituts für Solare Energiesysteme mit 100 WP von 20062010.
