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Was ist ein guter COP-Wert für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Der Leistungskoeffizient (COP) bezeichnet das Verhältnis der erzeugten Heiz- oder Kühlleistung einer Wärmepumpe zum eingesetzten Energieaufwand. Der ideale COP-Wert für Wärmepumpensysteme beginnt bei 2,0. Für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt der ideale COP-Wert bei 2,0, während er bei einer Erdwärmepumpe bei 3,1 liegt. Allerdings kann der COP von Wärmepumpen auch Werte von über 4,0 erreichen. In diesem Leitfaden werden wir den idealen COP für verschiedene Wärmepumpentypen sowie die praktische Bedeutung des COP erläutern.

Was ist der ideale COP für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Wenn Sie eine Wärmepumpe mit geschlossenem Kreislaufsystem verwenden, liegt der ideale COP-Wert im Bereich von 3,5 bis 4,2. Der maximale COP sollte über 4,7 liegen.

Der ideale COP-Wert für eine direkte Erdwärme-Wärmepumpe (Direct Exchange Geothermal Heat Pump) liegt bei 4,1, mit einem maximalen Wert von über 5,0.

COP sollte nicht mit der Effizienzbewertung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe verwechselt werden. Der SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) für Luft-Wasser-Wärmepumpen beträgt in den nördlichen Regionen der USA 13 und in den südlichen Regionen 14. Der minimale HSPF (Heating Seasonal Performance Factor) für die Heizeffizienz liegt bei 8,5.

Außerdem können Erdwärmepumpen je nach Kreislauftyp und Wasser-zu-Luft- oder Wasser-zu-Wasser-Konfiguration in verschiedene Kategorien unterteilt werden. Informationen zu deren Effizienz finden Sie auf der Website Energy.gov. Im Laufe der Jahre werden die effizientesten Modelle immer mit einem „+“-Zeichen gekennzeichnet.

Können Wärmepumpen anhand ihres COP verglichen werden?

Da die Umweltbedingungen während des Betriebs stark variieren können (und sich auch im Laufe des Jahres ändern), ist der COP nicht die geeignete Grundlage, um verschiedene Wärmepumpentypen zu vergleichen. Dafür sollten Sie auf den SPF (Seasonal Performance Factor) zurückgreifen. Wenn jedoch ähnliche Wärmepumpen unter den gleichen Betriebsbedingungen direkt verglichen werden, ist der COP ein sehr guter Maßstab zur Beurteilung der Effizienz.

Warum ist der Leistungskoeffizient beim Kauf einer Wärmepumpe wichtig?

Da Wärmepumpen kostenlose Umweltheizung nutzen, müssen Sie nur den Strom bezahlen, der während des Betriebs verbraucht wird (es sei denn, Sie erzeugen eigenen Strom durch Photovoltaikanlagen).

Das Verständnis des COP ist entscheidend, da es Ihnen hilft, die Betriebseffizienz der Wärmepumpe zu bewerten. Dieser Wert dient auch als Indikator für die Umweltfreundlichkeit Ihres Heizsystems. Je höher der COP, desto weniger Strom verbraucht die Wärmepumpe. Dies spart Energie und reduziert CO2-Emissionen. Nicht zuletzt führt es auch zu niedrigeren Heizkosten.

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Was ist ein guter COP Wert für Luftquelle Wärmepumpe

Wie wird der COP einer Luft-Wasser-Wärmepumpe berechnet?

Die Wärmeabgabe einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird durch die zugeführte Energie dividiert, um den COP zu berechnen.

COP = Wärmeabgabe / Energieinput

Verstehen des Leistungskoeffizienten

Wie bereits erwähnt, ist der COP eine Leistungsbewertung. Er zeigt die Effektivität einer Luft-Wasser-Wärmepumpe bei der Wärmeübertragung, indem er die Wärmeabgabe durch den Energieinput teilt. Beachten Sie, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen Wärme aus einem Niedrigtemperaturbereich in einen Hochtemperaturbereich bewegen.

Dies widerspricht den Gesetzen der Thermodynamik, da Wärme eigentlich von Bereichen mit hoher Temperatur zu Bereichen mit niedriger Temperatur fließen sollte. In diesem Zusammenhang erfordert der „Bergauf“-Wärmeübertrag entgegen dem thermodynamischen Gesetz Arbeit. Daher zeigt der COP die Effizienz der Luft-Wasser-Wärmepumpe bei dieser Arbeit. Er gibt die Leistung an, die erforderlich ist, damit die Ausrüstung eine bestimmte Menge an Wärme bei einer bestimmten Temperatur bewegt.

Wenn Sie wissen möchten, wie viel Wärme eine Wärmepumpe mit einer bestimmten Menge an Energieinput übertragen kann, dann ist der COP der Wert, den Sie suchen. Zum Beispiel liefert eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem COP-Wert von 2,5 Wärme, die 2,5-mal so hoch ist wie die verbrauchte Energie.

Wie bestimmt man den COP-Wert einer Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Einfach ausgedrückt, können Sie den COP einer Einheit mit der Formel berechnen, bei der der COP gleich der Wärmeabgabe geteilt durch den Energieinput ist. Die Einheit zur Messung der übertragenen Wärme ist BTU (British Thermal Units) pro Stunde, während die Energie in Watt gemessen wird. 1 BTU entspricht 0,293 Watt.

Zum Beispiel, wenn die Wärmeabgabe einer Luft-Wasser-Wärmepumpe etwa 60.000 BTUs beträgt und ihre Betriebsleistung 42.000 Watt beträgt, können Sie den COP wie folgt berechnen:

Wärmeabgabe in Watt: 60.000 BTU * 0,293 = 17.580 Watt

COP = 17.580 Watt / 4.200 Watt ≈ 4,18

Wie kann man den COP einer Luft-Wasser-Wärmepumpe maximieren?

Obwohl der COP durch den Hersteller und das Modell der Luft-Wasser-Wärmepumpe durch das EffizienzdDesign festgelegt wird, gibt es Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um sicherzustellen, dass die Wärmepumpe so effizient wie möglich arbeitet (und ihr höchstes COP-Potenzial erreicht):

Isolieren Sie Ihr Zuhause: Eine ordnungsgemäße Isolierung Ihres Hauses kann helfen, Wärme länger drinnen zu halten, wodurch die Anforderungen an die Wärmepumpe verringert werden, die gewünschte Innentemperatur zu erreichen, und somit weniger Energie verbraucht wird.

Verwenden Sie ein programmierbares Thermostat: Ein programmierbares Thermostat kann ebenfalls helfen, den COP einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zu verbessern. Sie können Heizzeiten und -temperaturen einstellen, sodass die Wärmepumpe nicht hart arbeiten muss, um hohe Benutzeranforderungen zu erfüllen, wenn Sie abwesend sind oder schlafen.

Wartung der Wärmepumpe: Die Wartung durch qualifizierte Techniker ist entscheidend, normalerweise mindestens einmal im Jahr. Dies hilft sicherzustellen, dass die Wärmepumpe mit höchster Effizienz arbeitet und keine unnötige Energie verbraucht.

Wählen Sie ein effizienteres Heizsystem: Die Inneneinheit ist ebenso wichtig wie die Wärmepumpe in Bezug auf Effizienz und COP. Da ASHP-Systeme bei niedrigeren Temperaturen als andere Heizsysteme arbeiten, ist es besonders wichtig, dass die interne Heizung so effizient wie möglich Wärme abgibt. Für Luft-Wasser-Wärmepumpen kann die Verwendung von Fußbodenheizung und modernen Heizkörpern mit größeren Oberflächen zur Verbesserung der Gesamteffizienz beitragen.

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Methoden zur Steigerung der Wärmefreisetzungseffizienz

Der COP einer Luft-Wasser-Wärmepumpe kann erhöht werden, indem der Temperaturunterschied zwischen kaltem und heißem Bereich während des Betriebs der Einheit verringert wird. Da die Luft-Wasser-Wärmepumpe sowohl im Heiz- als auch im Kühlmodus arbeitet, muss die Austrittstemperatur gesenkt werden. Der neue Wert sollte etwa 30 °C betragen. Überdimensionierte Rohre, Fußbodenheizung, Wände oder Decken sollten verwendet werden, um Geräusche zu reduzieren. Auf der anderen Seite sollte die Eintrittstemperatur erhöht werden. In dieser Hinsicht sollte Grundwasser anstelle von Luft verwendet werden.

Durch Vergrößerung der Größe des internen Wärmetauschers kann die Wärmepumpe verbessert werden. Dies erhöht die Effizienz, während der Energieverbrauch des Kompressors gesenkt wird, da der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren der Geräte und dem Kompressor verringert wird.

Im Vergleich zu Einflusseffekten haben Zweifach- und Dreifacheffekte sehr hohe Effizienzen, mit einem COP von mehr als 1. Sie benötigen Hochdruck- und überhitzten Dampf, aber der Dampfkonsum zur Kühlung einer Tonne für 60 Minuten bleibt relativ gering.

 

Faktoren, die die Leistung des Leistungskoeffizienten (COP) beeinflussen

Luft-Wasser-Wärmepumpen nehmen im Sommer Wärme auf und geben sie in den Boden oder in Wasser ab. Luftquelle funktioniert auch auf die gleiche Weise in Außenluft. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind leicht in der Lage, Wärme zu entziehen und freizusetzen. Dies liegt daran, dass die Bodentemperatur im Winter höher und im Sommer niedriger ist.

Dennoch gibt es einige Faktoren, die ihre Leistung beeinträchtigen können, wie zum Beispiel:

Typ der Luft-Wasser-Schleife  

Open-Loop-Wärmepumpen haben normalerweise den höchsten COP. Auf der anderen Seite ist der COP von Closed-Loop-Wärmepumpen relativ höher, aber nicht so hoch wie bei Open-Loop-Wärmepumpen.

Nutzung  

Wie viele Erdwärmepumpen ist ihr optimaler Betriebsmodus die Kühlung statt das Heizen.

 

Betrieb bei höherer oder niedrigerer Stufe?  

Erdwärmepumpen haben duale Kompressorfähigkeiten. Der Betrieb nur mit der unteren Stufe verbraucht weniger Energie. Daher ist der COP der Wärmepumpe höher, wenn sie in der unteren Stufe betrieben wird.

Außentemperatur  

Die Außentemperatur hat einen erheblichen Einfluss. Zum Beispiel, wenn die Wärmepumpe Innenluft konditioniert und die Außentemperaturen 80°F und 70°F betragen, gibt es einen Temperaturunterschied von 10 Grad im Innenraum. Bei 80°F ist die Wärmeabgabe einfach. Wenn jedoch die Außentemperatur 110°F erreicht, muss die Wärmepumpe mehr Druck ausüben, mehr Energie verbrauchen und der COP sinkt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der ideale COP für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe über 4,0 liegen sollte. Was ist die Lastart der Luft-Wasser-Wärmepumpe? Arbeitet sie im Kühlmodus oder Heizmodus? Wird die höhere oder niedrigere Stufe verwendet? Im Allgemeinen kann der COP einer Wärmepumpe unter optimalen Betriebsbedingungen 4,7 oder mehr erreichen.

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