Kennwerte von WÄRMEPUMPEN

[H.-P. Ambros]

Die Maßzahl für den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist die Jahresarbeitszahl b (Verhältnis von abgegebener Wärmemenge (Heizwärme) zur zugeführten Energie (Antriebsenergie)):

b = QWP / Wel

Die Leistungszahl e definiert das momentane Verhältnis von Heizleistung zu Verdichterleistung, wobei die Verdichterleistung in der Heizleistung enthalten ist, da auch sie einen Beitrag zur Wärmeerzeugung bringt. Da die Wärmepumpe weitgehend einem Carnot-Prozeß entspricht, kann die Leistungszahl e CP (idealisiert) auch durch die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle TQ (°K) und Wärmenutzer TN (°K) dargestellt werden:

e CP = TN/(TN - TQ)

Aufgrund elektrischer, mechanischer und thermischer Verluste ist erfahrungsgemäß ein Wirkungsgrad von ca. 50 % anzusetzen um von e CP zur tatsächlichen Leistungszahl e zu gelangen. Es wird deutlich, daß bei sinkender Temperaturdifferenz zwischen Wärmenutzer und Wärmequelle die Leistungszahl steigt. Dies bedeutet einerseits, daß die Wärmequelle mit dem höchsten Temperaturniveau gewählt werden sollte (Grundwasser > Erdreich > Atmosphäre), und andererseits die Wärmenutzung (Heizkreisvorlauftemperatur) so niedrig wie möglich gewählt werden sollte.
Gelegentlich wird auch ein Primärenergiefaktor berechnet, indem die Jahresarbeitszahl auf den Wirkungsgrad der eingesetzten Fremdenergieerzeugung bezogen wird. So ergäbe sich für eine Elektrowärmepumpe, die mit Strom aus einem Kraftwerk mit 40 % Wirkungsgrad versorgt würde, bereits bei einer Jahresarbeitszahl von 3 ein Primärenergiefaktor von 1,2.