Jahresarbeitszahl (JAZ): Berechnung und was sie aussagt

Geht es um die Beurteilung der Effizienz von Wärmepumpen, bildet die Jahresarbeitszahl (JAZ) eine der wichtigsten Kennzahlen. Sie beschreibt das Verhältnis von abgegebener Heizwärme zum verbrauchten Strom. Je höher die JAZ, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Der folgende Artikel beschreibt, wie sich die Jahresarbeitszahl berechnen lässt, welche Rolle die Wärmepumpenart spielt und was ein guter Wert ist.

Inhalt der Seite

Was die JAZ aussagt

Die Jahresarbeitszahl berechnen: Schritt für Schritt erklärt

Was ist eine gute JAZ?

Wärmepumpenarten im Vergleich

Wärmepumpen im Altbau

Was die JAZ aussagt

Die Jahresarbeitszahl beschreibt das Verhältnis der Strommenge zu der daraus gewonnenen Heizwärme. Besitzt eine Wärmepumpe eine JAZ von 4, bedeutet das, dass sie aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Heizwärme erzeugt. Liegt die JAZ bei 3,5, erzeugt die Wärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom dreieinhalb Kilowattstunden Wärme. Je höher also der Wert, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.

Innerhalb eines Jahres schwankt die Effizienz einer Wärmepumpenheizung. Das Verhältnis von gewonnener Wärmeenergie zum eingesetzten Strom ist umso attraktiver, je geringer das Gefälle zwischen der gewünschten Raumtemperatur und der aktuellen Außentemperatur ausfällt. Im Sommer arbeitet die Wärmepumpe also effizienter als im Winter. Um diese Schwankungen auszugleichen und die Effizienz über das gesamte Jahr messbar zu machen, bezieht sich die Jahresarbeitszahl auf den Jahresdurchschnitt.

Damit unterscheidet sich die JAZ vom COP (Coefficient of Performance), der zur Leistungsbeurteilung von Wärmepumpen ebenfalls häufig herangezogen wird. Letzterer misst, ähnlich wie die JAZ auch, das Verhältnis vom eingesetzten Strom zur daraus gewonnenen Wärmeenergie. Anders als die Jahresarbeitszahl beschreibt der COP lediglich die momentane Effizienz unter Testbedingungen, nicht den Durchschnitt über das gesamte Jahr.

Die Jahresarbeitszahl berechnen: Schritt für Schritt erklärt

Die JAZ drückt also das Verhältnis von benötigtem Strom zur daraus gewonnenen Heizwärme aus. Um sie zu berechnen, sind demnach zwei Messgrößen entscheidend. Zum einen der benötigte Strom, zum anderen die gewonnene Wärmeenergie. Die gewonnene Wärmeenergie lässt sich mittels Wärmemengenzähler messen. Dieser erfasst die an das Heizungs- und Brauchwasser abgegebene Wärmemenge. Um den Stromverbrauch der Wärmepumpe zu erfassen, wird ein separater Stromzähler benötigt. Der Hausstromzähler ist dazu nicht ausreichend, da hier auch der Verbrauch anderer Elektrogeräte im Haushalt erfasst wird.

Liegen nun die Messwerte für den jährlichen Stromverbrauch der Wärmepumpe und die gewonnene Heizwärme vor, lässt sich die JAZ mittels folgender Formel berechnen:

JAZ = Gelieferte Wärme in Kilowattstunden / Verbrauchter Strom in Kilowattstunden

Beispiel: Der Wärmemengenzähler misst, dass die Wärmepumpe über das gesamte Jahr 10.000 Kilowattstunden (kWh) Wärme für Heizung und Warmwasser erzeugt hat. Dafür hat sie laut Stromzähler 2.500 kWh Strom verbraucht. Die Rechnung lautet demnach: 10.000 kWh erzeugte Heizwärme geteilt durch 2.500 kWh verbrauchter Strom ergibt eine JAZ von 4. Die Wärmepumpe kommt somit auf eine Jahresarbeitszahl von 4.

Was ist eine gute JAZ?

Grundsätzlich gilt: Je höher die Jahresarbeitszahl, desto besser. Gute Wärmepumpen kommen auf einen Wert von mindestens 3, ein Wert ab 4 gilt als sehr gut. Moderne Wärmepumpen kommen auf Werte zwischen 3 und 5. Welche JAZ realistisch ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Entscheidend ist hier neben der Dämmung des Gebäudes und der optimalen Einstellung der Anlage auch die Art der Wärmeverteilung. So arbeiten Wärmepumpen mit großflächigen Wärmeverteilern wie einer Fußbodenheizung effizienter als mit Heizkörpern.

Wärmepumpenarten im Vergleich

Ein wichtiger Einflussfaktor auf die Effizienz ist die genutzte Energiequelle. Je nach Wärmepumpenart gewinnt die Wärmepumpe Wärmeenergie aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich. Dabei können Erd- und Grundwasserwärmepumpen deutlich höhere Jahresarbeitszahlen erzielen als Luft-Wasser-Wärmepumpen. Das liegt daran, dass die Wärme im Erdreich und Grundwasser deutlich konstanter vorhanden ist als die Wärme in der Außenluft. Gerade im Winter benötigt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe deutlich mehr Strom, um die Umgebungsluft auf ein höheres Temperaturniveau zu heben. Dadurch sinkt die Effizienz der Anlage. Die folgende Tabelle zeigt, welche JAZ sich je nach Wärmepumpenart erzielen lässt.

Wärmepumpenart	Realistische JAZ	Hinweis
Luft-Wasser-Wärmepumpe	2,5 bis 3,8	Einfach zu installieren, dafür aber weniger effizient bei Kälte. Eine gute Dämmung und niedrige Vorlauftemperatur steigern die Effizienz.
Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärme)	3,5 bis 4,5	Konstante Erdwärme führt zu stabiler Effizienz. Erdsonden oder Flächenkollektor führen jedoch zu höheren Anschaffungskosten.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe (Grundwasser)	4,0 bis 5,0	Sehr effizient, aber aufwendige Genehmigung und Brunnen nötig.

Wärmepumpen im Altbau

Welche Jahresarbeitszahl eine Wärmepumpe erreichen kann, hängt neben der Wärmepumpenart vor allem von den Voraussetzungen der Immobilie ab. Entscheidend ist hier die Vorlauftemperatur. Das ist die Temperatur des Heizungswassers, bevor es in den Heizkreislauf gelangt. Altbauten besitzen meist Heizkörper, die eine höhere Vorlauftemperatur benötigen (55 °C) als eine Fußbodenheizung (35 °C).

Das und der geringere Dämmstandard führen dazu, dass Wärmepumpen im Altbau meist eine geringere JAZ erzielen als in Neubauten. Dennoch sind Wärmepumpen auch in Altbauten meist eine lohnenswerte Investition. Zu diesem Ergebnis kommt auch ein Feldtest des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, wonach Wärmepumpen auch in Altbauten 27 bis 61 Prozent weniger CO2 ausstoßen als Gasbrennwertheizungen.