Mich würde einfach interessieren, ist das normal?
Sehr wahrscheinlich -- ja !
Ein COP=3,6 ist gar nicht so schlecht und 7 Grad Außentemperatur ist schon eher "kalt".
Grobe "Erwartungswerte" laut "Erklärvideos" von z.T. Physikern z.T von Energieberatern für Luft-Wasser-Wärmepumpen sind:
(z.T. auch hier im Forum verlinkt -- ggf. nach Videos suchen bzw. nach dem Schlagwort Video)
COP=3 im gut sanierten Altbau mit Heizkörpern --> ca. 55 Grad max Vorlauftemperatur.
COP=4 im gut gedämmten Neubau mit Fußbodenheizung --> ca. 35 Grad max Vorlauftemperatur.
Alle Angaben jeweils für das Jahresmittel --als max. Vorlauftemperatur nur wenigen sehr kalten Tagen im Winter.
Und ja -- "Erwartungswerte" bedeutet das sehr gute Wärmepumpen im super-gedämmten Neubau und besten Bedingen auch COP deutlich größer 4 im Jahres-Mittel erreichen können (aber das ist nicht die Regel).
Die "Physik" sagt uns mehr oder minder das Gleiche:
Die ideale verlustfreie "theoretische" Wärme-Kraft-Machiene (Motor/Kraftwerk etc) kann durch einen Carnot-Prozess beschrieben werden und die ideale verlustfreie "theoretische" Kraft-Wärme-Machiene = Wärmepumpe durch den inversen Carnot-Prozess [1].
Es gilt für "Arbeitszahl" beim inversen Carnot-Prozess: e_K = T_2 / (T_1 / T_2) [1].
(Das absolute theoretische Maximum den Gesetzen der Physik zufolge)
mit e_K = Arbeitszahl, T_1 = Austrittstemperatur, T_2 = Eintrittstemperatur --> T_1 > T_2 -- alle T in Grad Kelvin [T_1/2] = Kelvin.
Das ist sozusagen die absolute obere Grenze für die Arbeitszahl aus den "Gesetzen der Phyik".
Die wirkliche technischen Grenzen liegen weit darunter -- bei viel geringeren Arbeitszahlen:
1.) Es gibt keine realen Carnot-Prozess und jeder reale Prozess ist signifikante "schlechter" als der Carnot-Prozess bzw. der inverse Carnot-Prozess.
2.) Es gibt keine "verlustfreien" Kraft-Wärme-Machienen = Wärmepumpen -- zu dem "schlechteren" Prozess kommen noch reale Verluste.
3.) "Physiker-Faustformel" für reale Prozesse mit technisch "gutem" Wirkungsgrad --> inverser Carnot-Prozess: e_K geteilt durch 2
--> COP = ca. 1/2 * e_K vom inversen Carnot-Prozess
4.) Die Temperaturen im "Prozess" -- also T_1 und T_2 sind bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht die Vorlauftemperatur und die Außentemperatur ! -- sonder "schlechter".
a.) Vor dem Prozess kommt ein Wärmetauscher und hinter dem Prozess auch.
b.) Ein Wärmetauscher brauch zum "Wärme-Tauschen" eine Temperatur-Differenz -- sagen wir 5 Grad als "Schätzwert"
(Heizungsbauer mit Wärmepumpen-Erfahrung korrigieren bitte meine Schätzung hier -- wenn ich "daneben-liege")
So und jetzt die COP-Berechnung nach "Physiker-Faustformel":
Alle Temperaturen T_1/2 in Grad Kelvin -- mit Grad Kelvin (kurz K)= Grad Celsius (kurz C)+ 274 Grad
T_2 = 7 C - 5 K = 276 K
T_1 - T_2 = (34 C +5 C) - (7 C -5C ) = 37 C = 37 K
COP = 1/2 * T_2 / (T_1 - T_2) = 0.5 * 276 K / 37 K = 3,7
COP = 3,7 "Schätzwert" nach "Physiker-Faustformel" für 7 C Aussentemperatur und 34 C Vorlauf
==> Das sind fast ihrer Messwerte
Fazit:
Ein COP von 3,6 ist nicht wirklich sehr schlecht -- es sind ca. 90% vom "Erwartungswert" im "tip-top" Neubau.
Einer groben "Abschätzung" nach ist der COP =3,6 fast genau das was eine "Physiker-Faustformel" mit COP = 3,7 erwarten lässt.
Jede "Optimierung" des mittleren COP würde bei der Vorlauftemperatur ansetzten -- jedes bischen weniger Vorlauftemperatur geht gleich "deutlich" in einen besseren COP (siehe Formeln oben).
--> Erfahrene Heizungsbauer korrigieren mich bitte -- wenn ich jetzt Unsinn reden sollte
Aber ich würde erwarten das Wärmepumpen die "mittlere" Tages-Heizleistung nicht wie Gasheizungen durch "An- und Abschalten" (Brenner an / Brenner aus) der Wärmeerzeugung "steuern" sollten sondern möglichst kontinuierlich durchlaufen sollten um während des Betriebs mit einem so niedrigen T_1 zu arbeiten wie möglich.
--> Das müsste der energetisch optimale Betrieb sein.
Anmerkungen:
Mein Eindruck ist es gibt bei Wärmepumpen einige "Denkfehler" bei der Erwartungshaltung der Betreiber.
In der "Realität" gilt viel mehr dass:
1.) Wärmepumpen könnten nur "schwer" Geld sparen !
Ja, es wird nur 1/3 oder 1/4 der der Energie benötigt.
--> Aber Strom ist in der Regel 3 mal teurer als Gas.
--> Einem fast gleich-teuren Betrieb sehen somit höhere Anschaffungskosten entgegen.
==> Geld sparen Wärmepumpen nur mit (Smart-Meter) "Sondertarifen" der Stromanbieter welche den Stromanbietern/Netzbetreibern erlauben die Wärmepumpen zeitweise "abzuschalten" -- so ein "Lastmanagement" ist für die Netzbetreiber "nützlich" = "Geld wert"
2.) Der "Klimaschutz-Aspekt" wird massiv überbewertet !
COP = 3 bis COP =4 Wärmepumpen haben "effektiv" geringere Spez. Emissionen als Gasheizungen mit 209g CO2 /kWh Heizleistung
Bei den ca 450g CO2 /kWh Strom so ca 125g CO2 bis 150g CO2 (heutiger Strommix).
Bedenkt man das "nur" ca. 10% aller deutschen "Klimagas-Emssionen" die direkten Emissionen der Wohngebäude (sprich Heizungen) sind mach das so ca. 3% Emissions-Reduktion bei heutigem Strommix.
3.) Der Klimaschutz-Aspekt" der Wärmepumpe ist nicht der Grund für die Gesetzesänderungen jetzt !
Wie oben Punkt 2 zeigt -- Wärmepumpen in Wohngebäuden sind ein eher unwichtiges "Rand-Thema" beim Klimaschutz.
Entscheidend sind die Themen Stromerzeugung =36% aller Emissionen, Industrie = 22% aller Emissionen und Verkehr = 18% aller Emissionen.
Da unsere Regierungen bei diesen "wichtigen" Klimaschutz-Themen (Stromerzeugung, Industrie und Verkehr) komplett nichts erreicht wird die "Diskussion in den Medien" auf eigentlich unwichtige "Randthemen" wie Wärmepumpe und Fleischverzicht gelenkt.
Der "Sinn und Zweck" von Wärmepumpen ist weniger der Klimaschutz sondern viel mehr ein "Ablenken" davon das diese Regierung beim Klimaschutz nichts erreicht hat und wohl auch gar nichts erreichen will.
Quellengaben:
[1]
Experimentalphysik 1
Welche Daten willst du? Ich kann den COP für WW nicht separieren. Konkret für den aktuellen Monat:
