Eine geothermische (Erdwärmepumpe) erzeugt keine Wärme wie ein Ofen oder eine elektrische Widerstandsheizung – sie transportiert vorhandene Wärme vom Boden in Ihr Haus, weshalb sie mehr Energie in Form von Wärme liefern kann, als sie in Form von Strom verbraucht. Der Leistungskoeffizient (COP) ist die einzelne Zahl, die angibt, wie effizient dies geschieht. Dieser Rechner berechnet den gemessenen COP aus realen Messwerten, die theoretische Carnot-Obergrenze aus Boden- und Ausgangstemperaturen und die Dollareinsparungen gegenüber elektrischer Widerstandsheizung.

So funktioniert der COP-Rechner für Erdwärmepumpen

Auf der Registerkarte „COP“ wird COP = Wärmeleistung ÷ Arbeitsaufnahme verwendet, wobei die BTU/h-Wärmeleistungswerte in kW (1 kW ≈ 3.412 BTU/h) umgerechnet werden, sodass beide Seiten des Verhältnisses die gleichen Einheiten haben. Dies ist die gleiche Definition, die von DOE und ENERGY STAR zur Bewertung von Wärmepumpengeräten verwendet wird.

Auf der Registerkarte „Theoretischer Max“ wird die Carnot-Formel COP_carnot = T_hot / (T_hot − T_cold) unter Verwendung absoluter Temperaturen in Kelvin angewendet. Hierbei handelt es sich um eine physikalische Grenze, nicht um eine Gerätebewertung – sie zeigt Ihnen, was jede Wärmepumpe theoretisch zwischen Ihren spezifischen Boden- und Ausgangstemperaturen erreichen könnte, unabhängig vom Hersteller oder Modell.

Auf der Registerkarte „Einsparungen vs. Widerstand“ wird der Stromverbrauch Ihres Systems mit der elektrischen Widerstandsheizung verglichen, die per Definition COP = 1 hat (jedes Watt Strom wird zu einem Watt Wärme, ohne dass Wärme aus einem Speicher transportiert wird). Ein System mit COP = X verbraucht nur 1/X des Stroms der Widerstandsheizung für die gleiche abgegebene Wärme.

Eingaben und was sie bedeuten

Wärmeleistung ist die Menge an nutzbarer Wärme, die Ihr System liefert – aus einem Herstellerdatenblatt, einer Nennkapazität oder einer Feldmessung. Wechseln Sie zwischen kW und BTU/h, je nachdem, was Ihre Dokumentation verwendet.

Arbeitsaufnahme ist die elektrische Leistung, die der Kompressor und die Zusatzgeräte verbrauchen – diese wird auf Ihrem Stromzähler angezeigt, nicht die gelieferte Wärme.

Erd- und Ausgangstemperaturen (Registerkarte „Theoretisches Maximum“) sollten Ihren spezifischen Standort widerspiegeln: Erdschleifen- oder Grundwassertemperatur für die Quelle und die Versorgungstemperatur, die Ihr Verteilungssystem (Fußbodenheizung, Umluft usw.) benötigt. Eine kleinere Lücke zwischen den beiden erhöht die theoretische Obergrenze – genau aus diesem Grund passen Niedertemperatur-Strahlungssysteme so gut zu Erdwärmepumpen.

Stromtarif und jährlicher Wärmebedarf (Registerkarte „Einsparungen“) sollten Ihren tatsächlichen Stromtarif und die geschätzte jährliche Heizlast Ihres Hauses in kWh widerspiegeln – verfügbar aus einem Energieaudit für Ihr Zuhause oder einer manuellen J-Lastberechnung.

Grenzen und Randfälle

Der gemessene COP einer einzelnen Wärmeabgabe-/Arbeitsaufnahmemessung ist eine Momentaufnahme und kein saisonaler Durchschnitt – der tatsächliche COP variiert je nach Bodentemperatur, Belastung und Abtauzyklen während einer Heizperiode. Um eine Bewertung zu erhalten, die dies berücksichtigt, achten Sie auf das veröffentlichte integrierte Energieeffizienzverhältnis (IEER) oder den saisonalen Heizleistungsfaktor des Geräts, anstatt sich auf eine einzige Messung zu verlassen.

Die Carnot-Berechnung ist eine harte physikalische Obergrenze, kein Konstruktionsziel – kein echter Kompressorzyklus kommt dieser Grenze nahe, sodass ein niedriger Carnot-Prozentsatz (40–60 % ist normal) nicht unbedingt auf ein Problem hinweist. Dies ist am nützlichsten, um zwei Systeme oder zwei Temperaturszenarien miteinander zu vergleichen, und nicht als Pass/Fail-Schwelle.

Bei der Einsparschätzung wird davon ausgegangen, dass Ihr jährlicher Wärmebedarf vollständig von einer Heizquelle bei einem konstanten COP gedeckt wird. Backup-Widerstandsstreifen, Abtauzyklusverluste oder Bedarfsgebühren, die einige Versorgungsunternehmen erheben, werden nicht modelliert. Verwenden Sie es für einen frühen Vergleich, nicht für eine endgültige Prognose der Stromrechnung.