Berechnung nach VDI 4650

Theoretische JAZ-Prognose vor Installation

Die VDI-Richtlinie 4650 Blatt 1 definiert standardisiertes Verfahren zur JAZ-Berechnung in Planungsphase vor Wärmepumpen-Installation. Die Berechnung nutzt entweder detaillierte Simulation auf Stundenbasis mit dynamischer Gebäudesimulation oder vereinfachtes Verfahren mit Monatsbilanz-Methode. Das vereinfachte Verfahren gewichtet COP-Werte bei verschiedenen Betriebspunkten nach Häufigkeitsverteilung entsprechend Klimazone.

Die Eingabeparameter umfassen Normaußentemperatur am Standort zwischen minus 10 und minus 16 Grad Celsius für Deutschland, Heizlast des Gebäudes nach DIN EN 12831, Auslegungs-Vorlauftemperatur bei Normaußentemperatur, Jahreswärmebedarf für Heizung und Warmwasser sowie COP-Werte der Wärmepumpe bei A-7/W35, A2/W35, A7/W35, A10/W35 und A7/W55 Betriebspunkten.

Die Warmwasser-Lastprofile kategorisieren Verbrauch nach Haushaltsgröße: Profil M für 1 bis 2 Personen mit 2.000 bis 3.000 Kilowattstunden jährlich, Profil L für 3 bis 4 Personen mit 3.000 bis 4.500 Kilowattstunden, Profil XL für 4 bis 5 Personen mit 4.500 bis 6.000 Kilowattstunden und Profil XXL für über 5 Personen mit über 6.000 Kilowattstunden Warmwasser-Bedarf.

Online-Rechner der Hersteller

Wolf, Viessmann, Ochsner, Weishaupt und Alpha Innotec bieten kostenlose JAZ-Rechner auf Webseiten. Die Berechnung erfolgt nach VDI 4650 und generiert PDF-Dokument als Nachweis für BAFA-Förderantrag. Die Rechner erfordern Postleitzahl für Klimadaten, Gebäudedaten wie Baujahr und Wohnfläche, Angaben zum Heizsystem und gewünschte Wärmepumpen-Modellreihe.

Die berechnete Prognose-JAZ liegt typisch 0,3 bis 0,6 Punkte über realer JAZ durch idealisierende Annahmen. Die Abweichung resultiert aus nicht erfassten Systemverlusten, abweichendem Nutzerverhalten mit häufigeren Komfortsteigerungen und nicht optimaler hydraulischer Einstellung in Praxis. Die VDI-Berechnung dient primär Förderantrag und Vergleich verschiedener Systeme, nicht Garantie für tatsächlich erreichte JAZ.

Die Validierung der Prognose erfolgt durch Messung nach erstem Betriebsjahr. Die Installation separater Wärmemengenzähler kostet 200 bis 400 Euro, separater Stromzähler 150 bis 300 Euro. Die jährliche Ablesung und Dokumentation ermöglicht JAZ-Berechnung und Identifikation von Optimierungs-Potenzial bei Abweichung von Prognose über 0,5 Punkte.

Herstellerspezifische JAZ-Werte

Wolf CHA-10/400V: Praxiswerte 3,4 bis 5,1

Die Wolf CHA-10 erreicht laut VDI 4650-Berechnung Jahresarbeitszahl von 5,2 im Heizbetrieb und 4,1 für Trinkwasser-Erwärmung bei optimalen Bedingungen. Die Gesamt-JAZ beträgt 5,0 bei monovalentem Betrieb mit Fußbodenheizung und 35 Grad Celsius Vorlauftemperatur. Die COP-Werte liegen bei 2,88 für A-7/W35, 4,35 für A2/W35 und 5,72 für A7/W35 nach EN 14511 Prüfnorm.

Praxismessungen in Wärmepumpen-Verbrauchsdatenbank zeigen reale JAZ zwischen 3,36 und 5,12 je nach Gebäude und Betriebsbedingungen über 30 dokumentierte Anlagen. Ein Nutzer erreichte JAZ 4,93 bei 220 Quadratmeter Wohnfläche, Baujahr 1995, mit 14 Zentimeter Fassadendämmung und Fußbodenheizung. Ein unsanierter Altbau Baujahr 1962 mit Heizkörpern erzielte JAZ 3,36 bei 55 Grad Celsius Auslegungs-Vorlauftemperatur.

Die Monatsschwankungen zeigen typisches Muster: JAZ 5,5 bis 6,0 in Übergangsmonaten April, Mai, September, Oktober bei milden 10 bis 15 Grad Celsius Außentemperatur und reduziertem Heizbedarf. JAZ 4,0 bis 4,5 in Winter-Hauptlast Dezember, Januar, Februar bei 0 bis minus 5 Grad Celsius. JAZ 3,0 bis 3,5 in extremen Frostperioden bei minus 10 bis minus 15 Grad Celsius mit häufigen Abtauzyklen und Heizstab-Unterstützung.

Viessmann Vitocal 250-A: Jahres-JAZ 4,8

Die Viessmann Vitocal 250-A AWO-E-AC 251.A16 mit 9,2 Kilowatt Heizleistung erreicht in Praxismessung Jahresarbeitszahl von 4,84 über gesamtes Jahr bei saniertem Einfamilienhaus Baujahr 1978 mit Fußbodenheizung. Die monatlichen JAZ-Werte schwanken zwischen 3,76 im kältesten Monat Januar und 5,10 im Übergangsmonat April bei 12 Grad Celsius durchschnittlicher Außentemperatur.

Die Vitocal 250-A eignet sich speziell für Modernisierung in Bestandsgebäuden durch Hochtemperatur-Fähigkeit bis 70 Grad Celsius Vorlauftemperatur. Der SCOP erreicht 5,67 bei 45 Grad Celsius Vorlauftemperatur nach EN 14825 für durchschnittliche Klimazone. Die Schallleistung beträgt 60 dB(A) bei Nennleistung und 54 dB(A) bei Teillast, geeignet für Aufstellung 5 bis 8 Meter von Grundstücksgrenze.

Einige Anwender berichten Eisbildung-Probleme im Winterbetrieb bei Temperaturen unter minus 8 Grad Celsius. Die Ringheizung zur Eis-Prävention verbraucht 150 bis 300 Watt kontinuierlich bei Frost und senkt System-JAZ um 0,1 bis 0,2 Punkte. Die Wartung umfasst jährliche Inspektion der Abtau-Funktion und Kondensatablauf für 250 bis 400 Euro durch Viessmann-Fachpartner.

Stiebel Eltron WPL-A 07: COP-Bandbreite 2,9 bis 5,4

Die Stiebel Eltron WPL-A 07 HK 230 Premium mit 7 Kilowatt Nennleistung zeigt charakteristische COP-Abhängigkeit von Betriebsbedingungen. Der COP beträgt 5,42 bei milden A7/W35 Bedingungen, fällt auf 4,02 bei A2/W35 und erreicht nur 2,93 bei A-7/W35 Extrembedingungen. Die starke Temperatur-Abhängigkeit führt zu gemittelter JAZ zwischen 3,2 und 4,0 je nach Klimazone und Gebäudestandard.

Die Praxiswerte aus Feldtest zeigen JAZ 3,8 bis 4,2 in Neubau mit Fußbodenheizung und 35 Grad Celsius Vorlauftemperatur. Sanierte Altbauten mit 45 Grad Celsius erreichen JAZ 3,2 bis 3,6. Die WPL-A-Serie nutzt R290-Kältemittel mit GWP 3 und qualifiziert für 5 Prozent BAFA-Effizienzbonus. Die Schallleistung von 58 dB(A) erfordert Abstand von mindestens 5 Meter zu Nachbargrundstück für 40 dB(A) Immissionsrichtwert nachts.

JAZ-Optimierung: Konkrete Maßnahmen und Einsparungen

Vorlauftemperatur senken: 3 bis 5 Prozent pro Kelvin

Die Absenkung der Vorlauftemperatur ist effektivste Maßnahme zur JAZ-Verbesserung mit direkt quantifizierbarem Ergebnis. Jedes Kelvin weniger Vorlauftemperatur steigert JAZ um 0,03 bis 0,05 Punkte oder reduziert Stromverbrauch um 2,5 bis 3 Prozent. Bei Jahresstromverbrauch von 5.000 Kilowattstunden und 28 Cent pro Kilowattstunde entspricht 5 Kelvin Absenkung Ersparnis von 175 bis 210 Euro jährlich oder 2.625 bis 3.150 Euro über 15 Jahre.

Die praktische Umsetzung erfolgt durch schrittweise Heizkurven-Absenkung um jeweils 2 Kelvin mit Beobachtung der Raumtemperaturen über 3 bis 5 Tage. Die Heizkurve definiert Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von Außentemperatur durch Steigung und Niveau. Typische Heizkurven zeigen Steigung 1,2 bis 1,8 für unsanierte Altbauten, 0,8 bis 1,2 für teilsanierte Gebäude und 0,4 bis 0,8 für Neubauten mit Flächenheizung.

Die Niveau-Absenkung um 5 Kelvin senkt Vorlauftemperatur bei allen Außentemperaturen gleichmäßig. Die Bewohner akzeptieren leichte Absenkung meist ohne Komfortverlust bei gleichzeitiger Verlängerung der Aufheizzeit um 30 bis 60 Minuten. Die Raumtemperatur stabilisiert sich nach 2 bis 3 Tagen auf neuem Gleichgewicht. Kritische Räume mit gefühlter Unterwärmung erhalten punktuelle Heizkörper-Vergrößerung statt Vorlauftemperatur-Erhöhung für alle Räume.

Hydraulischer Abgleich: 0,2 bis 0,5 Punkte JAZ-Steigerung

Der hydraulische Abgleich optimiert Durchflussmengen in allen Heizkreisen für gleichmäßige Wärmeverteilung. Ohne Abgleich erhalten nahe Heizkörper Überschuss, entfernte Heizkörper Mangel an Warmwasser. Die Kompensation erfolgt durch Erhöhung der Vorlauftemperatur für gesamtes System, was JAZ um 0,3 bis 0,7 Punkte senkt. Der professionelle Abgleich kostet 500 bis 1.200 Euro und umfasst Heizlast-Berechnung nach DIN EN 12831, Voreinstellung aller Thermostatventile und Pumpen-Einstellung auf berechneten Betriebspunkt.

Die JAZ-Steigerung durch hydraulischen Abgleich beträgt 0,2 bis 0,5 Punkte oder 5 bis 12 Prozent Stromkosten-Ersparnis. Bei 1.500 Euro jährlichen Heizkosten entspricht dies 75 bis 180 Euro Ersparnis oder 1.125 bis 2.700 Euro über 15 Jahre. Die Amortisation der Investition erfolgt innerhalb 4 bis 8 Jahren. Die Durchführung ist nach Wärmepumpen-Installation und vor erster Heizperiode optimal, da Einstellungen auf tatsächliche Wärmepumpen-Leistung abgestimmt werden.

Die Volumenstrommessung mit Ultraschall-Durchflussmesser verifiziert Abgleich-Qualität. Die Messung kostet 300 bis 600 Euro und zeigt Ist-Volumenströme je Heizkreis sowie Abweichung von Soll-Werten. Abweichungen über 20 Prozent erfordern Nachjustierung der Thermostatventile. Die Mess-Dokumentation dient als Qualitätsnachweis und identifiziert Optimierungspotenzial von 5 bis 15 Prozent Effizienzsteigerung.

Heizkurve präzise einstellen

Die Heizkurven-Optimierung folgt iterativem Prozess über 4 bis 8 Wochen. Die Anfangs-Heizkurve verwendet Hersteller-Voreinstellung oder berechnet sich aus Auslegungs-Vorlauftemperatur und Normaußentemperatur. Die schrittweise Absenkung um 2 Kelvin alle 3 bis 5 Tage erfolgt bei stabiler Außentemperatur. Die Raumtemperatur-Überwachung in kritischen Räumen zeigt Komfortgrenze.

Die optimale Heizkurve erreicht 20 bis 21 Grad Celsius Raumtemperatur bei minus 10 Grad Celsius Außentemperatur ohne Überheizung bei milden 5 bis 10 Grad Celsius. Die Raumtemperatur schwankt maximal 1 Kelvin über Tag-Nacht-Zyklus. Größere Schwankungen indizieren zu geringe thermische Masse oder falsche Heizkurven-Steigung. Die Steigung-Anpassung erfolgt nur nach Niveau-Optimierung, da beide Parameter interagieren.

Die Nachtabsenkung um 2 bis 4 Kelvin zwischen 22 und 6 Uhr senkt durchschnittliche Vorlauftemperatur und steigert JAZ um 0,05 bis 0,15 Punkte. Die Energieeinsparung beträgt 3 bis 8 Prozent abhängig von Gebäude-Dämmung. Gut gedämmte Gebäude profitieren weniger durch langsame Auskühlung. Die Wiederaufheizung am Morgen benötigt 1 bis 3 Stunden mit erhöhter Vorlauftemperatur, was Einsparung teilweise kompensiert.

Heizflächen vergrößern für Niedertemperatur

Der Austausch unterdimensionierter Heizkörper gegen Niedertemperatur-Modelle mit 50 bis 100 Prozent größerer Heizfläche ermöglicht Vorlauftemperatur-Absenkung um 5 bis 15 Kelvin. Typischer Austausch ersetzt 600 × 900 Millimeter Plattenheizkörper Typ 22 durch 600 × 1.600 Millimeter Typ 33 oder Niedertemperatur-Spezial-Heizkörper. Die Heizleistung bleibt konstant bei reduzierter Vorlauftemperatur von 70 auf 55 Grad Celsius.

Die Kosten betragen 300 bis 600 Euro pro Heizkörper inklusive Abbau, Installation und hydraulischer Anbindung. Die Priorität liegt auf kritischen Räumen wie Schlafzimmer oder Bäder mit gefühlter Kälte. Der selektive Austausch von 4 bis 6 Heizkörpern kostet 1.800 bis 3.600 Euro und senkt System-Vorlauftemperatur um 5 bis 10 Kelvin. Die JAZ steigt um 0,4 bis 0,8 Punkte, entspricht 10 bis 18 Prozent Stromkosten-Ersparnis oder 150 bis 270 Euro jährlich.

Die Flächenheizung durch Wand- oder Deckenheizungs-Nachrüstung bietet maximales Niedertemperatur-Potenzial. Die Vorlauftemperatur sinkt auf 28 bis 35 Grad Celsius bei 150 bis 200 Watt pro Quadratmeter Heizlast. Die Installation kostet 80 bis 150 Euro pro Quadratmeter Heizfläche. Ein 30-Quadratmeter-Wohnzimmer benötigt 15 bis 20 Quadratmeter Heizfläche für 3.000 bis 4.000 Watt Heizlast, Kosten 1.200 bis 3.000 Euro. Die JAZ-Steigerung erreicht 1,0 bis 1,5 Punkte durch Reduktion von 60 auf 35 Grad Celsius Vorlauftemperatur.

Intelligente Steuerung und Lastmanagement

KI-gestützte Steuerungssysteme wie Viessmann ViCare, Bosch HomeCom oder Wolf Smartset optimieren Wärmepumpen-Betrieb durch Lern-Algorithmen. Die Systeme analysieren Nutzungsverhalten, integrieren Wetterprognosen und optimieren Vorlauftemperatur sowie Betriebszeiten. Die JAZ-Verbesserung beträgt 5 bis 12 Prozent durch prädiktive Heizung und Vermeidung von Überschuss-Temperatur.

Die Lastverschiebung nutzt variable Stromtarife mit Preisdifferenzen von 15 bis 35 Cent pro Kilowattstunde zwischen Niedrig- und Hochlast-Zeiten. Die Wärmepumpe heizt Pufferspeicher während günstiger Niedriglast-Stunden auf 50 bis 55 Grad Celsius. Die gespeicherte Wärme deckt Bedarf während teurer Hochlast-Stunden ohne Wärmepumpen-Betrieb. Die Betriebskosten sinken um 15 bis 25 Prozent durch Tarif-Optimierung bei gleichbleibender JAZ.

Die Smart-Grid-Ready-Funktion empfängt Steuersignale vom Netzbetreiber oder Energieversorger. Die Wärmepumpe erhöht Leistung bei Überschuss erneuerbarer Energie mit niedrigen Strompreisen oder negativen Börsenpreisen. Die reduzierte Leistung bei Netz-Engpässen vermeidet Spitzenpreise über 50 Cent pro Kilowattstunde. Die Teilnahme an Flexibilitätsmärkten generiert Vergütung von 50 bis 150 Euro jährlich für Bereitstellung von Regelleistung.

Photovoltaik-Kombination für Eigenverbrauch

Die Kopplung mit Photovoltaik-Anlage erhöht Eigenverbrauchsanteil von 30 auf 50 bis 70 Prozent durch Wärmepumpen-Betrieb während PV-Überschuss. Die 10-Kilowatt-PV-Anlage erzeugt 9.000 bis 11.000 Kilowattstunden jährlich in Deutschland. Die Wärmepumpe verbraucht 4.000 bis 5.000 Kilowattstunden, davon 1.800 bis 2.500 Kilowattstunden aus PV-Eigenverbrauch bei optimierter Betriebszeit-Steuerung.

Die Stromkosten-Ersparnis beträgt Differenz zwischen Netzbezugspreis 28 bis 35 Cent pro Kilowattstunde und PV-Gestehungskosten 8 bis 12 Cent pro Kilowattstunde. Die 2.000 Kilowattstunden Eigenverbrauch sparen 320 bis 460 Euro jährlich oder 4.800 bis 6.900 Euro über 15 Jahre PV-Lebensdauer. Die JAZ bleibt unverändert, aber effektive Betriebskosten sinken um 20 bis 30 Prozent durch günstigeren PV-Strom.

Der Batteriespeicher mit 8 bis 12 Kilowattstunden Kapazität verschiebt PV-Überschuss vom Mittag in Abend- und Nachtstunden. Die Wärmepumpe nutzt gespeicherten PV-Strom für Nacht-Heizbetrieb. Der Eigenverbrauch steigt auf 70 bis 85 Prozent. Die Batterie-Investition von 8.000 bis 15.000 Euro amortisiert durch Stromkosten-Ersparnis innerhalb 12 bis 18 Jahren bei Vollauslastung durch Haushalt und Wärmepumpe.

Wirtschaftliche Bedeutung der JAZ

Betriebskosten-Kalkulation nach JAZ-Szenarien

Die JAZ bestimmt jährliche Stromkosten direkt durch Division von Jahreswärmebedarf durch JAZ-Wert. Bei 20.000 Kilowattstunden Wärmebedarf und 28 Cent pro Kilowattstunde Wärmepumpentarif ergeben sich folgende Jahreskosten: JAZ 5,0 benötigt 4.000 Kilowattstunden Strom für 1.120 Euro, JAZ 4,0 benötigt 5.000 Kilowattstunden für 1.400 Euro, JAZ 3,5 benötigt 5.714 Kilowattstunden für 1.600 Euro, JAZ 3,0 benötigt 6.667 Kilowattstunden für 1.867 Euro.

Die Differenz zwischen JAZ 4,0 und JAZ 3,0 beträgt 467 Euro jährlich oder 7.005 Euro über 15 Jahre Betriebsdauer. Die kumulierte Mehrkosten-Summe rechtfertigt Investitionen in JAZ-Optimierung von 3.000 bis 5.000 Euro durch hydraulischen Abgleich, Heizkörper-Tausch oder Heizkurven-Optimierung. Die Amortisation erfolgt innerhalb 6 bis 10 Jahren bei Verbesserung von JAZ 3,0 auf 3,8.

Die Sensitivitätsanalyse zeigt höhere absolute Einsparung bei niedrigen JAZ-Ausgangswerten. Die Verbesserung von JAZ 2,5 auf 3,0 spart 933 Euro jährlich bei 20.000 Kilowattstunden und 28 Cent pro Kilowattstunde. Die gleiche 0,5-Punkte-Verbesserung von JAZ 4,0 auf 4,5 spart nur 311 Euro jährlich. Die Optimierungs-Priorität liegt auf Systemen mit JAZ unter 3,5 durch überproportionale Kosten-Reduktion.

BAFA-Mindestanforderungen für Förderung

Die Bundesförderung für effiziente Gebäude knüpft Zuschuss an technische Mindest-JAZ. Die Anforderungen unterscheiden Gebäudetyp und Wärmequelle. Im Bestandsbau muss Luft-Wasser-Wärmepumpe JAZ 3,5 erreichen für Basis-Förderung von 30 Prozent. Sole-Wasser-Wärmepumpen und Wasser-Wasser-Wärmepumpen benötigen JAZ 3,8 minimal. Die Berechnung erfolgt nach VDI 4650 durch Fachplaner.

Im Neubau gelten verschärfte Anforderungen mit JAZ 4,5 für alle Wärmepumpentypen. Die höhere Schwelle reflektiert bessere Rahmenbedingungen durch optimierte Gebäudehülle und Niedertemperatur-Heizflächen. Die Erreichung von JAZ 4,5 in Neubau mit Fußbodenheizung und 35 Grad Celsius Vorlauftemperatur gilt als Standard bei korrekter Systemauslegung.

Die Förder-Höhe steigert sich durch Boni: Geschwindigkeitsbonus 20 Prozent beim Heizungs-Tausch innerhalb Austauschpflicht-Frist, Einkommensbonus 30 Prozent bei zu versteuerndem Jahreseinkommen unter 40.000 Euro und Effizienzbonus 5 Prozent für natürliche Kältemittel wie R290 oder besonders effiziente Wärmepumpen. Die maximale Förderung erreicht 70 Prozent bei Addition aller Boni, begrenzt auf 30.000 Euro förderfähige Kosten.

Vergleich zu Gas-Brennwertkessel

Die Wirtschaftlichkeit vergleicht Wärmepumpe mit JAZ 3,5 gegen Gas-Brennwertkessel mit 95 Prozent Nutzungsgrad. Der Jahreswärmebedarf von 20.000 Kilowattstunden erfordert 20.000 ÷ 0,95 = 21.053 Kilowattstunden Gas oder 20.000 ÷ 3,5 = 5.714 Kilowattstunden Strom. Bei Gas-Preis 12 Cent pro Kilowattstunde betragen Kosten 2.526 Euro jährlich. Bei Wärmepumpen-Strom 28 Cent pro Kilowattstunde betragen Kosten 1.600 Euro, entspricht 926 Euro jährliche Ersparnis.

Die Amortisation berechnet sich aus Mehrkosten der Wärmepumpen-Installation minus Förderung dividiert durch jährliche Betriebskosten-Ersparnis. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kostet 30.000 Euro inklusive Installation minus 16.500 Euro Förderung bei 55 Prozent = 13.500 Euro Eigenkosten. Eine Gas-Brennwertheizung kostet 12.000 bis 15.000 Euro. Die Mehrkosten von 0 bis 1.500 Euro amortisieren sofort oder innerhalb 1 bis 2 Jahren durch Betriebskosten-Ersparnis.

Die Preis-Sensitivität zeigt kritische Bedeutung der JAZ bei steigenden Strompreisen. Bei Strompreis 35 Cent pro Kilowattstunde und unverändertem Gaspreis 12 Cent pro Kilowattstunde sinkt Ersparnis auf 526 Euro jährlich bei JAZ 3,5. Die Amortisation verlängert sich auf 3 bis 5 Jahre. Eine Verbesserung der JAZ auf 4,0 bei 35 Cent pro Kilowattstunde senkt Stromkosten auf 1.750 Euro und erhöht Ersparnis auf 776 Euro jährlich für kürzere Amortisation von 2 bis 3 Jahren.

Wartung und langfristige JAZ-Stabilität

Jährliche Wartung für konstante Effizienz

Die professionelle Wartung durch SHK-Fachbetrieb kostet 200 bis 400 Euro jährlich und sichert langfristig stabile JAZ. Die Inspektion umfasst Sichtprüfung auf Beschädigungen, Korrosion und Leckagen, Filter-Reinigung oder -Tausch bei Luftwärmepumpen, Kontrolle der Kältemittel-Füllmenge bei Split-Systemen, Messung von Drücken und Temperaturen an Messpunkten, Funktionstest der Abtau-Funktion sowie Überprüfung von Kondensatablauf und Pumpen.

Die Filter-Verschmutzung reduziert Luftdurchsatz um 20 bis 40 Prozent bei Luftwärmepumpen und senkt COP um 0,3 bis 0,8 Punkte. Die JAZ-Einbuße beträgt 0,2 bis 0,5 Punkte über Jahr bei vernachlässigter Filter-Wartung. Die quartalsweise Reinigung in Eigenregie kostet 10 bis 15 Minuten Arbeitszeit und verhindert Effizienz-Verlust von 150 bis 400 Euro jährlich durch erhöhten Stromverbrauch.

Die Sole-Wasser-Wärmepumpen benötigen Überprüfung des Solekreislaufs auf Druck und Frostschutz-Konzentration. Der Glykol-Anteil sinkt durch Alterung und Leckagen. Eine Konzentration unter 25 Prozent gefährdet Frostschutz bei minus 15 Grad Celsius Erdreich-Temperatur. Die Sole-Nachfüllung kostet 200 bis 400 Euro für 100 bis 200 Liter Glykol-Wasser-Gemisch bei größeren Verlusten über 20 Prozent Füllvolumen.

Lebensdauer und Effizienz-Degradation

Die Gesamt-Lebensdauer von Wärmepumpen liegt bei 18 bis 25 Jahren bei regelmäßiger Wartung. Der Scrollverdichter als Hauptverschleißteil erreicht 50.000 bis 70.000 Betriebsstunden oder 15 bis 22 Jahre bei 3.000 Volllaststunden jährlich typisch für Einfamilienhaus. Die JAZ-Degradation beträgt 0,05 bis 0,10 Punkte pro 5 Jahre durch Kältemittel-Leckage, Wärmetauscher-Verschmutzung und Verdichter-Verschleiß.

Der Verdichter-Tausch kostet 2.500 bis 4.500 Euro inklusive Kältemittel-Neubefüllung und Inbetriebnahme. Die Entscheidung Reparatur versus Ersatz hängt von Alter und Restlebensdauer ab. Ein Verdichter-Tausch nach 12 bis 15 Jahren Betrieb lohnt bei erwarteten weiteren 8 bis 10 Jahren Betriebsdauer. Ein Tausch nach 18 bis 20 Jahren bevorzugt oft Komplett-Ersatz durch moderne Wärmepumpe mit 1,0 bis 1,5 Punkte höherer JAZ durch technologischen Fortschritt.

Die Gesamt-Lebenszykluskosten über 20 Jahre umfassen Anschaffung 30.000 Euro minus Förderung 16.500 Euro = 13.500 Euro Eigenkosten plus Betrieb 1.600 Euro jährlich = 32.000 Euro plus Wartung 300 Euro jährlich = 6.000 Euro plus Reparaturen 3.500 Euro summiert auf 55.000 Euro. Die Gas-Heizung mit 15.000 Euro Anschaffung plus 2.526 Euro Gas plus 180 Euro Wartung plus 2.500 Euro Reparatur erreicht 73.020 Euro. Die Wärmepumpen-Einsparung beträgt 18.020 Euro über 20 Jahre bei JAZ 3,5.

Fazit: JAZ als Effizienz- und Wirtschaftlichkeits-Maßstab

Die Jahresarbeitszahl quantifiziert Wärmepumpen-Effizienz unter realen Betriebsbedingungen präziser als COP oder SCOP durch Berücksichtigung aller Verluste, Hilfsenergien und Betriebszustände. Moderne Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen JAZ 2,5 bis 4,0, Erdwärmepumpen 3,5 bis 4,5 und Grundwasser-Wärmepumpen 4,0 bis 5,0 in Praxis. Die BAFA-Mindestanforderungen von JAZ 3,0 bis 3,5 für Luftwärmepumpen und JAZ 3,8 für Erdwärme markieren Schwelle zwischen förderfähigen und nicht-förderfähigen Systemen.

Die Vorlauftemperatur dominiert JAZ-Potenzial mit 0,1 Punkten Verbesserung pro Kelvin Absenkung oder 2,5 bis 3 Prozent Stromkosten-Reduktion. Die 55-Grad-Schwelle trennt effiziente Wärmepumpen-Anwendung mit JAZ über 3,5 von problematischer Hochtemperatur-Nutzung mit JAZ unter 3,0 im Altbau. Die energetische Sanierung zur Vorlauftemperatur-Absenkung priorisiert vor Wärmepumpen-Installation für wirtschaftlichen Langzeit-Betrieb.

Die Optimierungs-Maßnahmen durch hydraulischen Abgleich, Heizkurven-Anpassung und Niedertemperatur-Heizkörper steigern JAZ um 0,5 bis 1,0 Punkte mit Amortisation innerhalb 6 bis 12 Jahren. Die wirtschaftliche Bedeutung zeigt sich in 467 Euro jährlicher Mehrkosten bei JAZ 3,0 statt 4,0 für 20.000 Kilowattstunden Wärmebedarf. Die Praxiswerte von Wolf CHA-10 zwischen JAZ 3,4 und 5,1 sowie Viessmann Vitocal 250-A mit JAZ 4,8 bestätigen Erreichbarkeit hoher Effizienz bei optimaler Systemauslegung in saniertem Bestand.

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