Wärmepumpe: Schlechte Arbeitszahl (COP) – Ursachen, Messung & Optimierung der Effizienz?
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Wärmepumpe: Schlechte Arbeitszahl (COP) – Ursachen, Messung & Optimierung der Effizienz?

Hallo,
ich habe eine Direktverdampfende WP. Ich war bis jetzt mit der Anlage nicht zu Frieden, zu hoher Verbrauch und schlechte Regelung.
Daraufhin habe ich mir nachträglich einen Wärmemengenzähler einbauen lassen und musste feststellen das z.B. die WP 39 kW abgibt und 10,7 kWh aufnimmt, Kältemitteleingang=2,1 ° und Ausgang=-1,4 °. Damit komme ich auf eine Arbeitszahl von 3,64. Die Anlage wird aber beworben mit einer Arbeitszahl von 4,5 bis 5.
Die beworbene Arbeitszahl bezieht sich auf E0/35. Da aber bei den jetzigen Temperaturen die VL Temp. unter 35 ° eingestellt ist, stellt sich bei mir die Frage, warum ich so eine schlechte Arbeitszahl habe. Wo ist bei meiner WP der Wurm drinnen.
Gruß Tilo
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  • Tilo
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    Eine schlechte Arbeitszahl (COP) bei einer Wärmepumpe deutet auf Ineffizienz hin. Ich empfehle folgende Schritte zur Ursachenforschung und Optimierung:

    • Überprüfung der Wärmequelle: Ist die Wärmequelle (Luft, Erdreich, Grundwasser) ausreichend? Zu niedrige Temperaturen der Wärmequelle senken den COP.
    • Analyse der Heizkreistemperaturen: Hohe Vorlauftemperaturen im Heizkreis verschlechtern den COP. Optimieren Sie die Heizkörper oder Fußbodenheizung, um mit niedrigeren Vorlauftemperaturen auszukommen.
    • Kontrolle des Kältemittelkreislaufs: Ein Kältemittelverlust oder eine falsche Kältemittelmenge kann die Effizienz beeinträchtigen. Lassen Sie den Kältemittelkreislauf von einem Fachmann überprüfen.
    • Überprüfung der Regelung: Ist die Regelung der Wärmepumpe optimal eingestellt? Eine falsche Regelung kann zu unnötig hohem Verbrauch führen.
    • Wärmemengenzähler-Daten analysieren: Die vom Wärmemengenzähler gelieferten Daten (abgegebene Wärme vs. aufgenommene elektrische Energie) geben Aufschluss über die tatsächliche Arbeitszahl. Vergleichen Sie diese Werte mit den Herstellerangaben.

    🔴 Gefahr: Ein ineffizient arbeitende Wärmepumpe kann zu deutlich höheren Heizkosten führen und die Lebensdauer der Anlage verkürzen.

    👉 Handlungsempfehlung: Lassen Sie die Wärmepumpe von einem qualifizierten Heizungsfachbetrieb überprüfen und optimieren. Die Überprüfung sollte die oben genannten Punkte umfassen.

    📖 Wichtige Begriffe kurz erklärt

    Arbeitszahl (COP)
    Die Arbeitszahl (Coefficient of Performance, COP) ist ein Maß für die Effizienz einer Wärmepumpe. Sie gibt das Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung an. Ein höherer COP Wert bedeutet eine höhere Effizienz.
    Verwandte Begriffe: Leistungszahl, Effizienz, Wärmepumpe.
    Wärmemengenzähler
    Ein Wärmemengenzähler ist ein Messgerät, das die von einem Heizsystem (z.B. einer Wärmepumpe) abgegebene Wärmemenge erfasst. Er misst die Durchflussmenge des Heizmediums und die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf.
    Verwandte Begriffe: Energiemessung, Heizkostenverteilung, Durchflussmesser.
    Vorlauftemperatur
    Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizwassers, das vom Wärmeerzeuger (z.B. Wärmepumpe) zu den Heizkörpern oder der Fußbodenheizung transportiert wird.
    Verwandte Begriffe: Rücklauftemperatur, Heizkreis, Heizsystem.
    Direktverdampfung
    Direktverdampfung ist ein Verfahren bei Wärmepumpen, bei dem das Kältemittel direkt im Erdreich oder Grundwasser verdampft, ohne einen zwischengeschalteten Wärmetauscher.
    Verwandte Begriffe: Wärmepumpe, Kältemittel, Verdampfer.
    Kältemittel
    Ein Kältemittel ist eine spezielle Flüssigkeit, die in Wärmepumpen und Kälteanlagen verwendet wird, um Wärme aufzunehmen und abzugeben. Es durchläuft einen Kreislauf aus Verdampfung, Verdichtung, Kondensation und Entspannung.
    Verwandte Begriffe: Wärmepumpe, Kälteanlage, Verdichter.
    Regelung (Wärmepumpe)
    Die Regelung einer Wärmepumpe steuert und überwacht den Betrieb der Anlage. Sie passt die Leistung der Wärmepumpe an den aktuellen Wärmebedarf an und optimiert den Betrieb hinsichtlich Effizienz und Komfort.
    Verwandte Begriffe: Steuerung, Thermostat, Heizkurve.
    Heizkreis
    Ein Heizkreis ist ein geschlossenes System von Rohren, durch das ein Heizmedium (meist Wasser) zirkuliert, um Wärme von einem Wärmeerzeuger (z.B. Wärmepumpe) zu den Heizkörpern oder der Fußbodenheizung zu transportieren.
    Verwandte Begriffe: Heizsystem, Vorlauf, Rücklauf.

    ❓ Häufige Fragen (FAQ)

    1. Was bedeutet eine schlechte Arbeitszahl (COP) bei einer Wärmepumpe?
      Eine schlechte Arbeitszahl bedeutet, dass die Wärmepumpe im Verhältnis zur aufgenommenen elektrischen Energie wenig Wärme abgibt. Dies führt zu höheren Heizkosten und einer geringeren Energieeffizienz.
    2. Welche Ursachen kann eine schlechte Arbeitszahl haben?
      Mögliche Ursachen sind eine zu niedrige Temperatur der Wärmequelle, zu hohe Vorlauftemperaturen im Heizkreis, Probleme im Kältemittelkreislauf (z.B. Kältemittelverlust), eine falsche Regelung oder ein Defekt an der Wärmepumpe.
    3. Wie kann ich die Arbeitszahl meiner Wärmepumpe verbessern?
      Durch Optimierung der Wärmequelle, Senkung der Vorlauftemperaturen, Überprüfung des Kältemittelkreislaufs, Anpassung der Regelung und gegebenenfalls durch Reparatur oder Austausch defekter Komponenten.
    4. Was ist ein Wärmemengenzähler und wozu dient er?
      Ein Wärmemengenzähler misst die von der Wärmepumpe abgegebene Wärmemenge und den dafür benötigten Stromverbrauch. Dadurch kann die tatsächliche Arbeitszahl der Wärmepumpe ermittelt und die Effizienz überwacht werden.
    5. Wie oft sollte ich meine Wärmepumpe warten lassen?
      Ich empfehle eine jährliche Wartung durch einen Fachbetrieb, um die optimale Funktion und Effizienz der Wärmepumpe sicherzustellen und mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen.
    6. Kann eine Fußbodenheizung die Arbeitszahl verbessern?
      Ja, eine Fußbodenheizung ermöglicht niedrigere Vorlauftemperaturen, was die Arbeitszahl der Wärmepumpe verbessert.
    7. Was bedeutet Direktverdampfung bei einer Wärmepumpe?
      Bei einer Direktverdampfungs-Wärmepumpe verdampft das Kältemittel direkt im Erdreich oder im Grundwasser, ohne einen Zwischenkreislauf mit einem Wärmeträgerfluid.
    8. Welche Rolle spielt die Regelung der Wärmepumpe für die Effizienz?
      Eine optimal eingestellte Regelung sorgt dafür, dass die Wärmepumpe nur dann läuft, wenn Wärme benötigt wird, und dass die Vorlauftemperatur bedarfsgerecht angepasst wird. Dies trägt wesentlich zur Effizienz bei.

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  2. Kollektor-Dimensionierung: Tiefe, Länge & Fläche

    Foto von Stephan Langbein

    Wie tief liegt der Kollektor,
    wie lang ist dieser und welche Fläche steht dem Kollektor zur Verfügung? Wenn ich Ihre Angabe: Kältemitteleingang=2,1 ° und Ausgang=-1,4 ° richtig interpretiere, haben Sie ein Delta von 3.5 Grad, das Sie nutzen (bisschen wenig). Welches Modell verwenden Sie?

  3. Ochsner GMDW 9: Kollektor-Details – Fläche & Tiefe

    Ochsner GMDW 9
    Hallo,
    der Kollektor besteht aus 4 Ringen a 75 m, er liegt auf einer Fläche von 228 m² und in einer Tiefe von 1 m bis 1,5 m. Die Kollektorfläche liegt im Süden und ist unbeschattet.
    Gruß Tilo

  4. Wärmepumpe: Kollektor zu klein – Dimensionierung optimieren!

    Ganz schlicht,
    ohne die genauen Details zu kennen aus der Erfahrung: Die Wärmequelle ist zu klein dimensioniert. Bei einer Heizleistung von knapp 9 kW und einer Kälteleistung von um 2 kW legen wir immer mind. 7 Kreise a 75 m auf eine etwas größere Fläche. Dann steigt die Quellentemperatur und Ihre Leistungszahl (und auch Arbeitszahl) wird deutlich besser.
    Nie an der Quelle sparen. Lieber 5 % zu groß; bei richtiger Dimensionierung kaum erhöhter Druckverlust, also auch keine erhöhte Stromaufnahme der Quellenpumpe.
    Mit sonnigem Gruß ... Lb

  5. VDI 4640: Erdkollektor-Auslegung – Wärmeentzug berechnen

    VDI 4640
    Hallo zusammen,
    zunächst vorab festgestellt, dass Erdkollektoren nach VDIAbk. 4640 ausgelegt werden, d.h. je nach Bodenbeschaffenheit hat man einen Wärmeentzug von 10-40 W/m². Die Jahresentzugsleistung je Quadratmeter Entzugsfläche (50-70 kWh/m²a) ist abhängig von der Laufzeit der Wärmepumpe (1800 h oder 2400 h/ mit bzw. ohne Warmwasserbereitung).
    Grundsätzlich kann man bei der Direktverdampfung anhand der Temperaturdifferenzen nicht feststellen, welche Energie durch das Kältemittel aufgenommen wird. Zur genauen Bewertung muss noch der Druck des Kältemittels, sowie das Kältemittel selbst (R407 c) hinzuziehen.
    Ihre Angaben bitte prüfen:
    Bitte überprüfen Sie die bisherigen technischen Daten, denn die eingesetzte Wärmepumpe Ochsner GMDW 9 hat laut den technischen Daten von Ochsner eine Heizleistung von 8,5 kW (Ihre Angabe: 39 kW), sowie eine Stromaufnahme von 2,1 kW (Ihre Angabe: 10,7 kW) bei E4/W35 => Leistungszahl/COP ca. 4 (!) und nicht 4,5 bis 5!
    Auf diese Wärmepumpe mit diesen technischen könnte der Kollektor (je nach Erdreich) durchaus passend sein. Ebenfalls könnte die von Ihnen berechnete Leistungszahl mit 3,64 möglich sein, da Ihr Erdreich gemäß den gemessenen Temperaturen eine Temperatur von ca. 0 ° haben könnte. Bei einer geringeren Erdreichtemperatur wird auch die Leistungszahl kleiner!
    Noch eine Information zur Direktverdampfung: Bei der Direktverdampfung hat man im Gegensatz zu meinen Kollegen keine Quellenpumpe, bei der Direktverdampfung ist der Kompressor selbst die Quellenpumpe. Damit hat die Direktverdampfung einen erheblichen energetischen Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Sole-Wärmepumpe! Bei Direktverdampfungswärmepumpen entspricht ist der COP Wert deutlich höher als bei Sole-Wärmepumpen.
    Eine weitere Information zur Wärmequelle: Bei der Direktverdampfung muss der Kollektor zur Wärmepumpe genau passend ausgelegt werden, da der Kollektor bei der Direktverdampfung zum Kältekreislauf gehört. Eine Erhöhung der Schleifen kann im Gegensatz zu meinen Kollegen zum einem Kompressorschaden führen. Richtig ist, dass eine größere Entzugfläche grundsätzlich Vorteile hat. Bei der Direktverdampfung sollte man jedoch mit der Anzahl und Länge der Entzugskreise nicht gegen die Empfehlungen des Herstellers verstoßen (Gewährleistung, Garantie!)
    Nähere Informationen zu Wärmepumpen finden Sie in unserem Prospekt "Wärmepumpe: allf, Informationen ... " bzw. in unserem Prospekt "Direktverdampfung: Der moderne Erdkollektor" auf unserer Homepage.
    Beachten Sie auch unsere Heliotherm-Wärmepumpen mit hervorragenden Leistungs- bzw. COP-Werten.
    Mit freundlichen Grüßen
    Dipl. -Ing. (FH) Oliver Nick
    • Name:
    • Herr Oliv-080-Nic

  6. Arbeitszahl (COP): Messwerte & Laufzeit der Wärmepumpe

    Hallo bei den Werten bin ich falsch verstanden ...
    Hallo,
    bei den Werten bin ich falsch verstanden worden. Die 39 kW Abgabe bezog sich auf eine Laufzeit der WP von ca. 4 h und die 10,7 kWh Verbrauch sind der Endverbrauch als abgelesener Werte am Stromzähler. In der Zwischenzeit habe ich die Arbeitszahl über einen etwas längeren Zeitraum gemessen.
    WP ca. 44 h gelaufen 17 Tage
    in dem entsprechenden Zeitraum abgegebene Wärmemenge 374 kW
    Verbrauch am Stromzähler gesamt 105 kWh
    Arbeitszahl gesamt 3,56
    Das Warmwasser wird extra über eine zweite WP (Abluft) erzeugt.
    Der Verbrauch wurde extra erfasst und oben schon rausgerechnet.
    Die Heizungs-WP lief vom Juli bis jetzt 1554 h
    Der Boden ist nasser schwerer Lehm.
    Ich habe mir noch mal die Unterlagen von Ochsner rausgesucht und da wird die Direktverdampfer WP mit einer Leistungszahl von 4,5 bis 5 beworben bei E0/35.
    Ich hoffe meine Angaben sind jetzt umfassender.
    Gruß Tilo

  7. Wärmemengenzähler & Stromzähler: Messdaten präzise erfassen

    Die Leistungszahlen
    Hallo,
    dann sollten wir vor meinem nächsten Kommentar noch folgendes genau klären:
    1. Wärmemengenzähler: Was wird mit dem Wärmemengenzähler gemessen? Nur Heizung? Warmwasserbereitung und Heizung?
    2. Stromzähler: Ist der installierte Stromzähler der Stromzähler des Energieversorgers bzw. welche Verbraucher werden über diesen Stromzähler gemessen.
    Diese Aussagen sind wichtig, da ansonsten keine Beurteilung Ihrer Angaben möglich ist.
    Vielen Dank im Voraus
    MfG Oliver Nick
    PS: Eine Beschreibung der einzelnen Leitstungszahlen einer Wärmepumpe finden Sie in unserem Prospekt: "Wärmepumpe  -  allgemeine Informationen"
    • Name:
    • Herr Oliv-080-Nic

  8. Wärmemengenzähler: Nur Heizung WP – Warmwasser separat

    Hallo Herr Nic der Wärmemengenzähler erfasst nur die ...
    Hallo Herr Nic,
    der Wärmemengenzähler erfasst nur die Heizung WP, das Warmwasser wird über eine zweite WP, die Europa 312 aufbereitet.
    An den Stromzähler sind nur die beiden Verbraucher dran. Ich habe den Verbrauch der Europa 312 bis jetzt immer per Hand erfasst, um den wirklichen Verbrauch der Heizungs WP bestimmen zu können.
    Ich haben Ihnen meinen Verbrauch als Exeldatei per E-Mail zugeschickt.
    Gruß Tilo

  9. Fußbodenheizung: Umwälzmenge – Vergleichswerte & Ochsner WP

    Wieviel m³ Wasser wird in einer Stunde umgewälzt
    Hallo,
    Gibt es eigentlich Vergleichswerte, wie viel m³ Wasser in einer Stunde eine Fußbodenheizung bei einer beheizte Wohnfläche von 135 m² umwälzt (Verlegeabstand ca. 10-15 cm). Ich habe bei mir 1800 m³/h gemessen und nun wurde mir gesagt, dass bei Ochsner für den WP Betrieb nur mit ca. 900 m³/h gerechnet wird.
    Danke schon im Voraus
    Gruß Tilo

  10. Fußbodenheizung: Umwälzmenge – Auslegung & Arbeitspunkt

    Fußbodenheizung-Umwälzwasser
    Hallo Thilo,
    die EXCEL-Datei ist leider nicht angekommen.
    Zur umgewälzten Wassermenge kann man feststellen, dass es (eigentlich) keine Vergleichewerte, da diese Wassermenge von der Auslegung, vom momentanen Arbeitpunkt und vom Typ bzw. Art der Fußbodenheizung abhängt:
    Auslegung der Fußbodenheizung: Die Fußbodenheizung wird auf "Volllast" ausgelegt, dass heißt z.B. welche Wassermenge und welche Temperaturspreizung am bei -12 °C oder -14 °C hat.
    Arbeitspunkt der Fußbodenheizung: Je nach Außentemperatur und Zustand der Thermostatventile hat die Fußbodenheizung einen speziellen Arbeitspunkt.
    Am Beispiel Ihrer genannten Werte: Heizleistung 8,5 kW, Spreizung der Fußbodenheizung: 5 K werden wir nachfolgend die Wassermenge berechnen, die bei Volllast notwendig ist:
    (Anmerk. : Die Spreizung der Fußbodenheizung hängt von der Auslegung der Fußbodenheizung ab, eine Wärmepumpe hat i.d.R. eine Spreizung (= Temperaturdifferenz zwischen Heizungsvorlauf und -Rücklauf) von ca. 3 bis 8 K!)
    Mit der Formel: Q = m * c *dT (Wärmemenge bei der Auslegungstemperatur, z.B. -12 °C: Q=8,5 kW*1 h=8,5 kWh=8500 Wh, spezifische Wärmekapazität von Wasser c=1,163 Wh/kg/K; Spreizung dT=5 K) kann man die Wassermenge m berechnen:
    bei 5 K-Spreizung ergibt sich folgende Wassermenge:
    m = Q/ (c*dT) = 8500 / (1,163 * 5) = 1461 kg ~ 1461 l ~1,461 m³!
    Da die Leistung in einer Stunde abgegeben wird, muss oben berechnete Wassermenge bei der genannten Spreizung und der angenommenen Wärmemenge in einer Stunde umgewälzt werden.
    Die angegebene Wassermenge von 900 m³/h und 1800 m³/h ist also zu hoch, vielleicht handelt es sich um einen Ablesefehler?
    Bei 0,9 m³/h ~ 900 kg/h bzw. 1,8 m³/h ~ 1800 kg/h Stunde ergibt sich folgende Wassermenge (bei einer Spreizung von 5 K und einer Wärmemenge von 8500 Wh):
    dT (900) = Q/ (m*c) = 8500 / (900*1,163) = 8,12 K
    dT (1800) = Q (m*c) = 8500 / (1800*1,163) = 4,00 K
    Dies ergibt realistische Temperaturdifferenzen von 4 bzw. 8 K, die für eine Fußbodenheizung typisch sind.
    Ich hoffe ich konnte etwas weiterhelfen.
    Mit freundlichen Grüßen
    Oliver Nick
    • Name:
    • Herr Oliv-080-Nic
  11. 📌 Zusammenfassung der Diskussionsbeiträge - Stand: 08.01.2026
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    Wärmepumpe: COP verbessern – Ursachen & Optimierung

    💡 Kernaussagen: Die Diskussion dreht sich um die Optimierung der Arbeitszahl (COP) einer Direktverdampfungs-Wärmepumpe. Hauptursachen für eine schlechte Arbeitszahl sind eine fehlerhafte Dimensionierung des Erdkollektors, ungenaue Messung der relevanten Daten und eine ineffiziente Regelung. Die korrekte Auslegung nach VDIAbk. 4640 ist entscheidend.

    ⚠️️ Wichtiger Hinweis: Laut Wärmepumpe: Kollektor zu klein – Dimensionierung optimieren! sollte man bei der Dimensionierung des Kollektors nicht sparen, da dies die Leistungszahl maßgeblich beeinflusst.

    ✅ Zusatzinfo: Die korrekte Erfassung der Messdaten durch Wärmemengenzähler und Stromzähler ist essentiell für die Beurteilung der Effizienz, wie in Wärmemengenzähler & Stromzähler: Messdaten präzise erfassen betont wird.

    📊 Fakten/Zahlen: Ein Teilnehmer misst eine Arbeitszahl von 3,64 bei seiner Wärmepumpe. Die Diskussion zielt darauf ab, diese durch Optimierung des Systems zu verbessern. Die Auslegung des Erdkollektors nach VDI 4640 spielt hierbei eine zentrale Rolle, wie im Beitrag VDI 4640: Erdkollektor-Auslegung – Wärmeentzug berechnen erläutert wird. Die Jahresentzugsleistung je Quadratmeter Entzugsfläche (50-70 kWh/m²a) ist abhängig von der Laufzeit der Wärmepumpe.

    🔧 Praktische Umsetzung: Es wird empfohlen, die Dimensionierung des Erdkollektors zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen. Zudem sollte die Umwälzmenge der Fußbodenheizung kontrolliert und optimiert werden, wie im Beitrag Fußbodenheizung: Umwälzmenge – Vergleichswerte & Ochsner WP diskutiert. Die korrekte Einstellung der Regelung ist ebenfalls entscheidend für eine hohe Effizienz.

    👉 Handlungsempfehlung: Überprüfen Sie die Auslegung Ihres Erdkollektors gemäß VDI 4640 und stellen Sie sicher, dass die Messdaten von Wärmemengenzähler und Stromzähler korrekt erfasst werden. Optimieren Sie die Umwälzmenge Ihrer Fußbodenheizung und passen Sie die Regelung Ihrer Wärmepumpe entsprechend an. Beachten Sie die Hinweise zur Kollektor-Dimensionierung aus dem Beitrag Wärmepumpe: Kollektor zu klein – Dimensionierung optimieren!.

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