Humans need heat, for example to heat up living and working spaces as well as shower water.

The cave dwellers lit a fire for this. With hypocaust heaters, the Romans led the fire in brick channels under the living rooms. During industrialisation, boilers were initially made of cast iron and then steel to burn fuel oil and natural gas. When fossil fuels are ignited, flames with temperatures around 1200 degrees Celsius are produced. With the fire of 1200 degrees Celsius, room temperatures of 22 degrees Celsius or domestic hot water temperatures of 50 degrees Celsius are generated. From today’s point of view, this does not correspond to any particular art of engineering.

Much more advanced technology is found in heat pumps. The physicist Nicolas Carnot designed the Carnot cycle in 1824. This thermodynamic process is found in refrigerators and also in heat pumps. Modern people are increasingly using heat pump technology to generate space heating and to heat domestic hot water.

Geothermal probe bore. Photo: FWS

Heat pump technology

Heat pumps draw energy from the surrounding outside air, from the earth or from the subsoil and from bodies of water. More than 95 per cent of heat pumps are powered by electrical energy. Two to three parts of the energy used are taken from the environment and only one part is the drive energy. This means that heat pumps are basically three to four times more efficient than fossil fuel heating.

Heat pumps are available for small to large properties, regardless of whether they have underfloor or radiator heating. Heat pumps can be used in new buildings or when replacing oil or gas heating.

Managing Director – Stephan Peterhans. Photo: FWS

Economic challenges

Heat pump systems are more expensive to buy than oil or gas heating systems. On the other hand, the additional investments pay for themselves after about 10 years, because the operating costs are significantly lower than with oil and gas heating. Subsidies and subsidies also improve the relationship. This means that if you can count, you invest in a heat pump heating system.

Quality of heat pumps

Everyone speaks of quality. The criteria are often not clear. The quality of an evening dress, watches, upholstered groups or heat pumps varies. The professional association of heat pumps in Switzerland, FWS, has been dealing with the issue of quality for 25 years. For FWS, quality in heat pumps means operational reliability, durability and energy efficiency. The FWS also invests in the training and further education of specialists, because properly planned and installed heating systems are the basis for an efficient heating system. So that the investors do not have to deal with the technical details, the FWS has the heat pumps measured at internationally authorised test centres. If additional criteria are met, the FWS awards a seal of approval. The seal of approval procedure is internationally consolidated. The countries of Switzerland, Austria and Germany in particular actively use the seal of approval. Other European countries use other labels.

Subsidies and grants

Discussions about subsidies and grants are very intense in Germany, Austria and Switzerland. Heat pumps, which replace fossil heating, relieve the climate of CO2. However, heat pumps require electrical energy. Because electrical energy has to be used sparingly, heat pump systems that are as efficient as possible should be installed. The seal of approval offers the guarantee that heat pumps are installed with good efficiency. Therefore, subsidies and grants should be tied to efficiency targets. That’s how many people are – either they have to meet legal obligations or they’re driven by financial benefits like grants or subsidies to adopt energy-efficient heat pumps. Subsidies and grants for efficient heat pump systems are effective.

 
Web: www.fws.ch

Heiztechnik mit Wärmepumpen

Der Mensch benötigt Wärme um zum Beispiel Wohn- und Arbeitsräume sowie Duschwasser zu erwärmen.

Die Höhlenbewohner haben dafür ein Feuer entfacht. Mit Hypokausterheizungen haben die Römer das Feuer in gemauerten Kanälen unter die Wohnräume geführt. Während der Industrialisierung entstanden Heizkessel anfänglich aus Gusseisen und anschliessend aus Stahl, um Heizöl und Erdgas zu verbrennen. Wenn fossile Brennstoffe angezündet werden, entstehen Flammen mit Temperaturen um 1200 Grad Celsius. Mit dem Feuer von 1200 Grad Celsius werden Raumtemperaturen von 22 Grad Celsius oder Brauchwarmwassertemperaturen von 50 Grad Celsius erzeugt. Das entspricht, nach heutiger Betrachtung, keiner besonderen Ingenieurskunst.

Deutlich fortschrittlichere Technik befindet sich in Wärmepumpen. Der Physiker Nicolas Carnot entwarf 1824 den Carnot-Kreisprozess. Dieser thermodynamische Prozess befindet sich in Kühlschränken und auch in Wärmepumpen. Der moderne Mensch setzt mehr und mehr die Wärmepumpentechnik für die Erzeugung von Raumwärme und für die Erwärmung von Brauchwarmwasser ein.

Luft/Wasser-Wärmepumpe im Aussenbereich. Foto: Stiebel Eltron

Wärmepumpentechnik

Wärmepumpen ziehen Energie aus der Umgebungsaussenluft, aus der Erde oder aus dem Untergrund und aus Gewässern. Wärmepumpen werden zu über 95 Prozent der Geräte mit elektrischer Energie angetrieben. Die genutzte Energie wird zu zwei bis drei Teilen der Umgebung entnommen und nur ein Teil beträgt die Antriebsenergie. Das bedeutet, dass Wärmepumpen grundsätzlich drei bis vier Mal effizienter als fossile Heizungen sind.

Wärmepumpen gibt es für kleine bis grösste Objekte, egal ob Fussboden- oder Radiatorenheizungen. Wärmepumpen können bei Neubauten oder beim Ersatz von Öl- oder Gasheizungen angewendet werden.

Wirtschaftliche Herausforderungen

Wärmepumpen-Anlagen sind in der Anschaffung teurer als Öl- oder Gasheizungen. Hingegen zahlen sich die Mehrinvestitionen nach circa 10 Jahren zurück, denn die Betriebskosten sind deutlich tiefer als bei Öl- und Gasheizungen. Förderbeiträge und Subventionen verbessern das Verhältnis zusätzlich. Das heisst, wer rechnen kann, investiert in eine Wärmepumpenheizung.

Qualität von Wärmepumpen

Jedermann spricht von Qualität. Oft sind die Kriterien nicht klar. Qualität bei einem Abendkleid, bei Uhren, bei Polstergruppen oder bei Wärmepumpen sind unterschiedlich. Die Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz, FWS befasst sich seit 25 Jahren mit dem Thema Qualität. Für die FWS bedeutet Qualität bei Wärmepumpen Betriebssicherheit, Langlebigkeit und Energieeffizienz. Die FWS investiert auch in die Aus- und Weiterbildung von Fachleuten, denn richtig geplante und installierte Heizungsanlagen sind die Basis für eine effiziente Heizungsanlage. Damit die Investorinnen und Investoren sich nicht mit den technischen Details befassen müssen, lässt die FWS die Wärmepumpen bei international autorisierten Prüfzentren ausmessen. Wenn zusätzliche Kriterien erfüllt sind, vergibt die FWS ein Gütesiegel. Das Gütesiegelverfahren ist international konsolidiert. Insbesondere die Länder Schweiz, Österreich und Deutschland wenden das Gütesiegel aktiv an. Andere europäische Länder kennen andere Labels.

Subventionen und Förderbeiträge

Die Diskussionen um Subventionen und Förderbeiträge sind in Deutschland, Österreich und der Schweiz sehr intensiv. Wärmepumpen, welche fossile Heizungen ersetzen, entlasten das Klima von CO2. Wärmepumpen benötigen aber elektrische Energie. Weil mit der elektrischen Energie haushälterisch umgegangen werden muss, sollten möglichst effiziente Wärmepumpen-Anlagen eingebaut werden. Das Gütesiegel bietet die Gewähr, dass Wärmepumpen mit einer guten Effizienz eingebaut werden. Daher sollten Subventionen und Förderbeiträge an Effizienzvorgaben gebunden werden. Der Mensch ist so, entweder gibt es gesetzliche Vorgaben oder er wird mit finanziellen Anreizen wie Subventionen oder Förderbeiträgen motiviert, effiziente Wärmepumpen einzubauen. Subventionen und Förderbeiträge für effiziente Wärmepumpen-Anlagen sind zielführend.

Web: www.fws.ch