COP von Wärmepumpen berechnen

Halllo zusammen,
Meine schon 10 Jahre alte Wärmepumpe stellt mir leider keine Information hinsichtlich Effizienz, will heißen COP und JAZ zur Verfügung. Nun habe ich aber eigentlich alle zur Berechnung notwendigen Daten im HA zur Verfügung. Wer kann mir sagen, wie ich das am besten anstelle? Was ich habe: elektrische Leistungsaufnahme im 5 sec Takt, Speichertemperatur, gemittelt aus 4 Sensoren, und Speicherinhalt (1000 ltr). Die Berechnung wäre im Grunde nicht schwierig - es dürfte sich um Delta T x spezifischer Energiekoeffizient von Wasser x Wasservolumen / Delta W (work) der Wärmepumpe handeln. Doch da ich mit der richtigen Formulierung von Differenzengleichungen im HA keinerlei Erfahrung habe, möchte ich in die Community fragen, ob jemand so etwas schon mal allgemein erstellt hat, oder wie man das mit Anwendung der verschiedenen Helfer, z.B. Ableitungssensor, macht.

Die COP kannst du nicht berechnen, sondern musst du erstmal messen, aber interessiert dich was wirklich? Die TAZ, MAZ, und JAZ sollte doch ausreichnen.

  • Der COP wird unter Laborbedingungen ermittelt und bezieht sich nur auf die Wärmepumpe, nicht auf das dazugehörige Heizsystem. Der COP-Wert ist wichtig, um vor dem Kauf verschiedene Wärmepumpen vergleichen zu können.
  • Der SCOP ist der COP-Wert einer Wärmepumpe in Relation zur Außentemperatur. Die Messung erfolgt bei 12 °C, 7 °C, 2 °C und -7 °C. Der SCOP ist noch genauer als der COP. Die Bosch Wärmepumpe Compress 7400i AW erreicht zum Beispiel einen sehr hohen SCOP von 5,1.
  • Die JAZ wird unter realen Bedingungen für ein gesamtes Jahr ermittelt. Sie gibt das Verhältnis von eingesetzter Energie zu erzeugter Heizwärme des gesamten Heizsystems an. Die JAZ kann erst rund ein Jahr nach Kauf und Einbau Ihrer Wärmepumpe bestimmt werden.

JAZ ist einfach = Wärme / Stromverbrauch

Danke für die einigermaßen hilfreiche Antwort! Doch: Was die genannten Abkürzungen bedeuten weiß ich. Eine JAZ kann ich dennoch nur dann ermitteln, wenn ich die in den Puffer transportierte Wärmemenge zähle. Mein WP Controller, 11 Jahre alt, von TEM, kann das leider nicht. Deshalb versuche ich nun, irgendeinen einigermaßen genauen Algorithmus zu finden, der mir wenigstens punktuell einen „Spot-COB“ ermittelt. Gerade in der Zeit März bis Mai, oder September-Oktober, ist das günstig, denn da ist die Fussbodenheizung aus, so dass man einen WP-Lauf sehr gut analysieren kann, ohne dass man Energieabfluss über die FBH hat. Ich habe einen Stromzähler und 4 T-Fühler im Speicher. Zusammen mit dem Speichervolumen und dem spezifischen Wasserenergiekoeffizienten lässt sich der jeweilge COP Wert ermitteln. Bisher habe ich die Berechnung quasi „im Kopf“ gemacht. Jetzt hätte ich es halt gerne automatisiert, was bedeutet, dass nach dem Start des Kompressors bis zum Stopp einerseits die verbrauchte elektrische Energie gemessen wird. Und andererseits die Wärmemenge über die Temperaturänderung.

Um für die JAZ die erzeugte Wärmemenge insgesamt zu ermitteln bräuchte ich an jedem Heizkreis und der Brauchwasserentnahmestelle je einen Wärmemengenzähler, zusätzlich muss ich die Speicherverluste noch mit einrechnen.
Das ist aber in meinen Augen viel zu aufwändig.

Dann fragst du vielleicht wozu ich nur „Spot-COB“ wissen möchte? Ganz einfach: Um festzustellen, ob mit dem Aggregat noch alles OK ist. Denn wenn z.B. das Kühlmittel weg ist, verhält sich die WP plötzlich ganz anders. Schon 2x erlebt inzwischen!

Ich habe einen Wärmemengenzähler in der WP. Kein Profi mit dem setup, aber du brauchst doch nur Wärmemengenzähler im Rücklauf und fertig.
Wenn der mit HA kompatibel ist kannst direkt die Werte abgreifen. Gibt im lila HDT paar Empfehlungen dazu.

Das mit seinem COP und was du da vor hast, kann ich dir leider nichts sagen.

Wäre schön, nur einen Zähler im Rücklauf. Aber ich entnehme auch noch heißes Wasser (Frischwasserstation) aus dem Speicher, da gibts keinen Rücklauf! Somit wieder nur Sackgasse.

COP WP wär ja - kwh elektr. der WP / (Wärmemenge VL - Wärmemenge RL in kwh).
Zur JAZ kommen noch alle el. Verbräuche der Heizungsanlage hinzu. Pumpen etc.
Also Wärmemengenzähler bei der WP einbauen und Stromzähler in der el. Zuleitung der Heizungsanlage.

Nein nicht ganz. Der COP ist ein theoretischer Wert, also sind die Zustände und Bedingungen immer konstant. Darum sag ich ja fragwürdig den jetzt noch bestimmen zu wollen im Nachhinein :slight_smile:

Der genannte Quotient muss übrigens auch invertiert werden, sonst kommen zahlen um die 0,25-0,30 heraus….

Aber wie ich schon sagte (das war eigentlich meine ursprüngliche Intention), es hätte mir ja genügt, den punktuellen COB nur in der kurzen Zeitspanne zu ermitteln, in der die WP gerade läuft und sonst keine Energie entnommen wird. Philosophieren ist zwar nett, verfehlt aber halt leider das Thema.
„Zu Fuß“ kann ich den Wert - auch dank der Hilfe des HA - ja ermitteln. Und eine JAZ kann ich mit einer gewissen Varianz anhand des jährlichen Stromverbrauchs der WP und der Eigenschaften meines Hauses auch abschätzen.
Sollte meine WP dereinst dann auch mal kaputtgehen, werde ich darauf achten, dass die Neue dann alle Werte selbst berechnet und schön aufbereitet grafisch darstellen kann!

Ansonsten bin ich mit meiner WP ganz zufrieden - bei 227 m2 Wohnfläche hat sie in den letzten Jahren im Schnitt 3,3 MWh Strom /Jahr gebraucht. Und das bei Raumtemperaturen um die 22° C (im hauptsächlich bewohnten Bereich). Das Haus wurde vor 11 Jahren umfassend saniert, also rundum gedämmt. Jeder möge daraus selbst abschätzen, wie da wohl die JAZ liegt. Für meine Begriffe wohl knapp bei 3, was bei einer Luft-WP des Jahres 2013 sicher kein schlechter Wert ist.
Ich schließe damit das Thema ab!

Ich schiebe doch noch was nach - für das was ich wollte habe ich jetzt die Lösung. Selbst gefunden. Und zwar bilde ich zunächst die Ableitung der Kesseldurchschnittstemperatur. Das ergibt K/h . Diese wird mit der Wassermasse (1000kg) und deren Wärmekoeffizienten (1,164 Wh/K*kg) multipliziert und durch die momentane Leistungsaufnahme der Wärmepumpe dividiert. Bei dieser Formel kürzen sich alle Einheiten weg. Nach einer gewissen Einschwingzeit zeigt mir das Ergebnis sehr genau den aktuellen COP an. Um keinen Müll anzuzeigen wird erst ab WP Leistung > 3500
W berechnet, sonst steht Null da. Das Ergebnis stimmt auch nur solange nicht während des Heizvorganges schon Energie in die FBH abfließt. Aber sei‘s drum - es geht ja vorrangig darum, evtl. Abweichungen vom Normverhalten zu erkennen. Ich habe es getestet und der angezeigte Wert dieser Entität hat exakt mit der ex-post Berechnung (thermische Energieänderung dividiert durch aufgewendete elektrische Arbeit) übereingestimmt.