SCOP und ETAs
So entsteht die Energieeffizienzklasse einer Wärmepumpe
Zwei Kennzahlen zeigen, wie viel Strom eine Wärmepumpe im Jahresverlauf für dieselbe Heizleistung braucht – und wie daraus die Energieeffizienzklasse von A+++ bis G wird.
Zwei Kürzel, ein und dieselbe Grundfrage
Auf jedem Datenblatt einer Wärmepumpe stehen mehrere Effizienzangaben nebeneinander: COP, SCOP, ETAs und eine Energieeffizienzklasse von A+++ bis G. Alle vier hängen zusammen, beantworten aber unterschiedliche Fragen. Der COP beschreibt einen einzelnen Betriebspunkt, etwa bei 7 °C Außentemperatur. Der SCOP bezieht die gesamte Heizperiode ein. Der ETAs-Wert (ηs) rechnet den SCOP in die Kennzahl um, die für das EU-Energielabel verwendet wird. Und die Energieeffizienzklasse ist schließlich die Einordnung dieses ETAs-Werts in eine der Stufen von A+++ bis G.
Wer ein Datenblatt richtig lesen will, kommt an diesen vier Begriffen nicht vorbei. Der folgende Abschnitt geht sie der Reihe nach durch.
COP, SCOP und JAZ: drei Werte, drei Zeiträume
Der COP (Coefficient of Performance) gibt das Verhältnis von abgegebener Heizleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung bei einer festen Außentemperatur und einer festen Vorlauftemperatur an – ein Momentaufnahme-Wert. Da eine Wärmepumpe über eine Heizperiode hinweg bei ganz unterschiedlichen Außentemperaturen läuft, sagt ein einzelner COP-Wert wenig darüber aus, wie viel Strom das Gerät übers Jahr tatsächlich braucht.
Auf vielen Datenblättern steht neben dem COP auch der EER (Energy Efficiency Ratio): das rechnerische Pendant für den Kühlbetrieb, ebenfalls als Verhältnis von Kälteleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung bei einem festen Betriebspunkt. Da eine Wärmepumpe beim Kühlen die Temperaturdifferenz in die umgekehrte Richtung überbrücken muss, fällt der EER eines Geräts thermodynamisch bedingt grundsätzlich niedriger aus als der COP desselben Geräts im Heizbetrieb bei vergleichbaren Temperaturen.
Der SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) überträgt den COP-Gedanken auf eine gesamte Heizsaison: Er beschreibt das Verhältnis von abgegebener Wärmemenge zu aufgenommener elektrischer Energie über die Saison, ermittelt nach der europäischen Norm EN 14825. Der SCOP ist damit ein Rechenwert unter genormten Prüfbedingungen, keine Messung an einem realen Gebäude.
Von COP und SCOP zu unterscheiden ist die Jahresarbeitszahl (JAZ, teils auch SPF genannt), und zwar in zwei Punkten zugleich. Zum einen die Systemgrenze: COP und SCOP betrachten ausschließlich den Kältekreis der Wärmepumpe – also Verdichter, Verflüssiger, Expansionsventil und Verdampfer. Die JAZ bezieht umgangssprachlich die gesamte Anlage im Gebäude mit ein, etwa Heizungsumwälzpumpen, Pufferspeicher, Regelung und eine mögliche elektrische Zusatzheizung, und wird an der tatsächlich installierten Anlage über ein Jahr gemessen. Zum anderen der Bezug: SCOP und JAZ vergleichen Energiemengen über einen Zeitraum (kWh Wärme zu kWh Strom), während der COP als Momentwert ursprünglich Leistungen vergleicht (kW zu kW) – wobei sich ein SCOP rechnerisch auch aus integrierten Leistungswerten ableiten lässt. Die genaue fachliche Abgrenzung ist an dieser Stelle feiner, als es diese vereinfachte Gegenüberstellung zeigt; für den Vergleich zweier Datenblätter reicht in der Praxis meist, Systemgrenze und Gebäudeabhängigkeit im Kopf zu behalten.
Wie der SCOP berechnet wird
Die Berechnung nach EN 14825 folgt dem sogenannten Bin-Verfahren: Der Bereich möglicher Außentemperaturen wird in einzelne Intervalle („Bins“) unterteilt, für jedes Intervall wird der COP der Wärmepumpe bei Teillast ermittelt und mit der Anzahl der Stunden gewichtet, die diese Temperatur in einer definierten Referenz-Heizperiode statistisch vorkommt. Aus der Summe dieser gewichteten Werte ergibt sich der SCOP für eine gesamte Saison.
Damit Hersteller europaweit vergleichbare Werte angeben, definiert die Norm drei Referenzklimazonen, die jeweils durch eine Stadt mit typischem Temperaturverlauf repräsentiert werden:
C = Kälter
Referenzort Helsinki. Niedrigere Auslegungstemperatur, längere Heizperiode.
A = Durchschnittlich
Referenzort Straßburg. Wird für die meisten Datenblattangaben in Mitteleuropa herangezogen.
W = Wärmer
Referenzort Athen. Kürzere Heizperiode, höhere Auslegungstemperatur.
Für den Vergleich wichtig:
Ein SCOP-Wert ist nur dann mit einem anderen vergleichbar, wenn beide unter derselben Klimazone und derselben Vorlauftemperatur ermittelt wurden. Auf Datenblättern steht deshalb meist ergänzend, für welche Klimazone (häufig „durchschnittlich“) und welche Vorlauftemperatur (häufig 35 °C oder 55 °C) der angegebene Wert gilt.
Vom SCOP zum ETAs: die Umrechnung fürs Energielabel
Für das EU-Energielabel wird nicht der SCOP selbst angezeigt, sondern die jahreszeitbedingte Raumheizungseffizienz ETAs, im Regeltext als ηs bezeichnet. Sie wird aus dem SCOP abgeleitet, unter anderem durch Division durch einen festgelegten Umrechnungsfaktor (CC = 2,5). Dieser Faktor bildet ab, dass bei der Stromerzeugung im europäischen Kraftwerkspark rechnerisch ein Wirkungsgrad von rund 40 Prozent angesetzt wird – so werden strombetriebene Wärmepumpen und brennstoffbetriebene Heizkessel auf derselben Skala vergleichbar gemacht. In die endgültige Berechnung fließen zusätzlich Korrekturen ein, etwa ein Beitrag für die eingesetzte Regelungstechnik und ein Abzug für den Energieverbrauch von Zusatzkomponenten wie Kurbelwannenheizung oder Standby-Betrieb. Die genaue Höhe dieser Korrekturen ist in der zugrunde liegenden EU-Verordnung geregelt und je nach Gerätetyp unterschiedlich.
ηs ≈ SCOP ÷ 2,5 × 100 %
Die Energieeffizienzklassen im Überblick
Seit dem 26. September 2019 gilt für Raumheizgeräte in der EU folgende Einteilung des ETAs-Werts (ηs) in Effizienzklassen:
| Klasse | ETAs (ηs) |
|---|---|
| A+++ | ηs ≥ 150 % |
| A++ | 125 % ≤ ηs < 150 % |
| A+ | 98 % ≤ ηs < 125 % |
| A | 90 % ≤ ηs < 98 % |
| B | 82 % ≤ ηs < 90 % |
| C | 75 % ≤ ηs < 82 % |
| D | 36 % ≤ ηs < 75 % |
| E | 34 % ≤ ηs < 36 % |
| F | 30 % ≤ ηs < 34 % |
| G | ηs < 30 % |
Zur Einordnung: Ein elektrischer Widerstandsheizer kommt konstruktionsbedingt auf einen COP von rund 1 und landet damit rechnerisch im Bereich der Klasse D. Wärmepumpen erreichen aufgrund des Funktionsprinzips – sie befördern Umweltwärme, statt sie durch Umwandlung zu erzeugen – bei den meisten Anwendungsfällen SCOP-Werte deutlich über 3, was sie üblicherweise in den Bereich A+ bis A+++ einordnet. Wo ein konkretes Modell tatsächlich liegt, hängt vom Gerät, der Vorlauftemperatur und der zugrunde gelegten Klimazone ab und ist dem jeweiligen Datenblatt zu entnehmen.
Warum 35 °C und 55 °C nicht dasselbe Ergebnis liefern
Auf Datenblättern tauchen SCOP- und ETAs-Werte meist gleich zweimal auf: einmal für 35 °C, einmal für 55 °C Vorlauftemperatur. 35 °C steht stellvertretend für Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen, 55 °C für den Betrieb mit Heizkörpern. Eine Wärmepumpe muss die Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Vorlauf überbrücken – je kleiner dieser Abstand, desto weniger elektrische Energie ist dafür in der Regel nötig. Deshalb fällt der SCOP bei 35 °C für dasselbe Gerät regelmäßig höher aus als bei 55 °C.
Für einen Gerätevergleich ist deshalb entscheidend, dass beide Werte bei derselben Referenztemperatur gegenübergestellt werden. Ein Vergleich von „SCOP bei 35 °C“ mit „SCOP bei 55 °C“ führt sonst zu einem verzerrten Bild.
Was die Kennzahl in der Praxis bedeutet
Für den Vergleich zweier Angebote lohnt sich der Blick auf drei Punkte im Datenblatt: die verwendete Klimazone, die angegebene Vorlauftemperatur und schließlich der SCOP- bzw. ETAs-Wert selbst bei diesen Bedingungen. Nur wenn diese drei Angaben übereinstimmen, lassen sich zwei Geräte seriös gegenüberstellen.
In vielen Förderprogrammen für den Heizungstausch wird zudem ein bestimmter Mindestwert bei SCOP oder JAZ vorausgesetzt. Die konkreten Grenzwerte unterscheiden sich je nach Programm und werden von den Förderstellen regelmäßig angepasst; sie sollten deshalb direkt bei der zuständigen Förderstelle beziehungsweise im aktuellen Programmtext geprüft werden.
Ein höherer SCOP- bzw. ETAs-Wert bedeutet zunächst vor allem eines: einen geringeren Stromverbrauch für dieselbe Heizwärme. Wie stark sich das auf die CO₂-Bilanz eines Gebäudes auswirkt, hängt zusätzlich vom Strommix am jeweiligen Standort ab und lässt sich nicht pauschal für alle Fälle beziffern.
Rechenbeispiel (illustrativ): Bei einem Wärmebedarf von 10.000 kWh im Jahr und einem SCOP von 4,0 benötigt eine Wärmepumpe rechnerisch 2.500 kWh Strom. Mit der jeweiligen Netzintensität multipliziert ergibt das rund 422 kg CO₂ in Österreich (169 g/kWh) beziehungsweise rund 847 kg CO₂ in Deutschland (339 g/kWh). Das ist eine grobe Abschätzung anhand des Strommixes, keine vollständige Klimabilanz – diese müsste zusätzlich Herstellung, Installation und den tatsächlichen, gegebenenfalls vertraglich vereinbarten Strommix des Haushalts berücksichtigen.