🌬️Luft / Wasser
🌊Sole / Wasser
🔥Tiefenbohrung
📐Anhang — Dimensionierung
❄️
Abtauung aktiv
—
COP ▼
Parameter — Luft/Wasser
Temperaturen
Quelltemperatur Tc3 °C
Außenlufttemperatur
Heiztemperatur Th35 °C
Vorlauftemperatur Heizkreis
Heizleistung Q̇h10 kW
Gewünschte Heizwärmeleistung
Reale Verlustparameter
ΔT Verdampfer5 K
Temperaturdifferenz Quelle → Kältemittel
ΔT Verflüssiger5 K
Temperaturdifferenz Kältemittel → Heizkreis
ηis Verdichter0.72
Isentroper Verdichterwirkungsgrad
ηmech Motor/Umrichter0.95
Elektrisch-mechanischer Wirkungsgrad
Paux Nebenantriebe0.30 kW
Ventilator (Luft/Wasser)
Druckverlust HX2.0 %
Relativer Druckverlust in Wärmeübertragern
ηII Gütegradberechnet
Ausgabe: COPreal / COPCarnot,eff
❄️ Abtauung (Luft/Wasser)
Relative Luftfeuchtigkeit80 %
Höhere Feuchte → häufigere Vereisung
AbtaumethodeHeißgas
Heißgas-Umkehr vs. Elektrisch
Berechnete Abtau-Parameter
Abtauanteil Zeit
—
Intervall / Dauer
—
Qh-Verlust durch Abtau
—
Vereisungsrisiko
—
Betriebszyklus pro Stunde
Abtau 9min
Leistungszahlen (COP)
COP Carnot
—
Th/(Th–Tc)
Ideale Obergrenze
COP Carnot eff.
—
Tcond/(Tcond–Tevap)
Mit ΔT Wärmeübertrager
COP Real
—
Q̇h/Pel,ges
Alle Verluste
COP + Abtauung
—
inkl. Abtauverluste
Inkl. Abtauverluste
JAZ Schätzung
—
∑Qh/∑Pel Saison
Jahresarbeitszahl
T-s Diagramm
Kreislauf-Schema
Energieflüsse (kW)
🔥 Heizwärme Q̇h—
❄️ Quellwärme Q̇c—
⚡ Verdichterarbeit Pcomp,el—
🔩 Nebenantriebe Paux—
♨️ Verdichterverluste—
🔌 Gesamtstrom Pel,ges—
❄️ Abtau-Energieverlust—
🏠 Netto-Heizwärme Q̇h,netto—
Verlustquellen — Exergetische Analyse
Verdampfer ΔT-Verlust
—
Irreversibilität WÜ
—
Verflüssiger ΔT-Verlust
—
Irreversibilität WÜ
—
Verdichter-Irreversibilität
—
ηis < 1
—
Drossel-/Expansionsverlust
—
Isenthalp statt isentrop
—
Motor/Umrichter-Verlust
—
1 – ηmech
—
Nebenantriebe
—
Ventilator, Pumpe
—
Druckverluste HX
—
Sättigungstemp.-Absenkung
—
COP-Reduktion gesamt
—
vs. Carnot-Ideal
—
❄️ Abtauverlust
—
Zeitanteil × Q̇h
—
Kreisprozess-Zustände
PunktBezeichnungPhaseT (°C)ProzessIrreversibel?
Verlustmechanismen
Verdampfer / Verflüssiger
Endliche ΔT nötig für Wärmeübertragung. Jedes K mehr erhöht den effektiven Temperaturhub.
Verdichter ηis
Reale Verdichtung erzeugt Entropie. ηis ≈ 0.6–0.8 typisch.
Drossel (EEV)
Isenthalpe Drosselung statt reversibler Expansion. Exergieverlust 8–29%.
Druckverluste
Druckverluste in HX senken Sättigungstemperatur, erhöhen effektiven Hub.
Motor / Umrichter
Kupfer-/Eisenverluste im Motor, Schaltverluste im Umrichter. ηmech ≈ 0.90–0.97.
Quellenspezifisch
Luft/Wasser: Ventilator nötig, Abtauung bei T < 5°C. JAZ ~3.4.
❄️ Abtauung
Vereisung bei Tevap < 0 °C + hoher Feuchte. Verlust: 5–25% des COP.
JAZ vs. COP
Prüfpunkt-COP überschätzt die Jahresarbeitszahl. Abtauung, Taktbetrieb etc. senken die JAZ.

Häufige Fragen

Was simuliert der Wärmepumpen-Simulator?
Der Simulator berechnet den realen Kreisprozess einer Wärmepumpe mit COP-Berechnung unter Berücksichtigung von Abtauverlusten (Luft-WP), Quellendimensionierung (Sole/Wasser), Heizkurvenoptimierung und elektrischem Verbrauch über verschiedene Betriebspunkte.
Was ist der COP?
COP (Coefficient of Performance) ist das Verhältnis von abgegebener Heizleistung zu aufgenommener elektrischer Leistung im Momentanbetrieb. COP 4 bedeutet: 1 kWh Strom erzeugt 4 kWh Wärme. Der COP hängt stark von der Temperaturhub (Spreizung Quelle/Senke) ab.
Was ist die JAZ?
Die JAZ (Jahresarbeitszahl) ist der über ein ganzes Jahr gemittelte COP: JAZ = Heizwärme gesamt / Stromverbrauch gesamt. Typisch: Luft-WP JAZ 3,0–4,0, Sole-WP JAZ 4,0–5,0, Wasser-WP JAZ 4,5–5,5. Für die KfW-Förderung ist eine JAZ ≥ 2,7 Voraussetzung.
Was sind Abtauverluste?
Luft-Wärmepumpen vereisen den Verdampfer bei Temperaturen um 0–7 °C und hoher Luftfeuchtigkeit. Die Abtauung (Umkehrbetrieb oder Heißgas) kostet Energie und reduziert den COP um 5–15 %. Der Simulator berechnet den Abtaufaktor basierend auf Außentemperatur und Vereisungsintensität.
Wie groß muss die Wärmepumpe sein?
Die Wärmepumpe sollte die Norm-Heizlast bei der niedrigsten Quellentemperatur abdecken. Richtwert: Heizlast + 10 % Reserve. Überdimensionierung vermeiden — eine zu große WP taktet häufig und arbeitet im ineffizienten Teillastbereich. Bei Luft-WP wird oft ein Bivalenzpunkt definiert.
Was ist der Bivalenzpunkt?
Der Bivalenzpunkt ist die Außentemperatur, ab der die Wärmepumpe allein die Heizlast nicht mehr decken kann und ein zweiter Wärmeerzeuger (Heizstab, Gaskessel) zugeschaltet wird. Bei monovalentem Betrieb: Bivalenzpunkt = Norm-Außentemperatur. Bei bivalentem: typisch −5 bis −7 °C.
Sole oder Luft — welche Wärmequelle ist besser?
Sole/Erdreich: konstante Quellentemperatur (0–10 °C), höherer COP, keine Abtauverluste, aber teure Erdsondenbohrung (ca. 5.000–15.000 €). Luft: niedrigere Investition, einfache Installation, aber variabler COP (−7 °C → COP 2,5; +7 °C → COP 4,5) und Abtauverluste.
Was ist eine Heizkurve?
Die Heizkurve steuert die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Steilheit und Parallelverschiebung bestimmen das Heizverhalten. Flache Heizkurve (z. B. 30/25 °C bei −10 °C) für Fußbodenheizung → hoher COP. Steile Heizkurve (60/45 °C) für Radiatoren → niedriger COP.
Wie kann ich den COP verbessern?
Niedrigere Vorlauftemperatur (Fußbodenheizung statt Radiatoren), höhere Quellentemperatur (Sole statt Luft), hydraulischen Abgleich durchführen, Heizkurve optimieren, Taktung minimieren (Pufferspeicher), und im Sommer Warmwasser per Wärmepumpe statt Heizstab erzeugen.
Was kostet eine Wärmepumpe?
Luft-Wasser-WP: ca. 12.000–20.000 € (Gerät + Installation). Sole-Wasser-WP mit Erdsonde: ca. 20.000–35.000 €. Wasser-Wasser-WP: ca. 18.000–28.000 €. Abzüglich KfW-Förderung (458): 30–70 % Zuschuss. Betriebskosten: ca. 800–1.500 €/a Strom für ein EFH.