Eine Wärmepumpenheizung entzieht der Umwelt (umgebende Luft, Grundwasser oder Erdreich) Wärme und hebt diese mittels einer Wärmepumpe auf ein verwertbares höheres Temperaturniveau an, um damit Gebäude oder andere Einrichtungen beheizen zu können.

Die Wärmepumpe entzieht einem Reservoir (Luft, Grundwasser, Erdreich) Wärme und kühlt somit die Wärmequelle. Solange die absolute Temperatur der Quelle über dem absoluten Nullpunkt von −273,15 °C liegt, kann theoretisch der Quelle Wärme entzogen werden, allerdings nur entlang eines Temperaturgradienten. Die Effizienz der Wärmepumpe – ausgedrückt in der Leistungszahl –  sinkt allerdings umso mehr, je geringer die Temperatur der Quelle ist.  Die Wärmepumpe ist technisch wie ein Kühlschrank aufgebaut, mit dem Unterschied, dass bei der Wärmepumpe die warme Seite (Verflüssiger der Wärmepumpe) zum Heizen genutzt wird. Der Einsatz ist umso effizienter, je geringer die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmereservoir (zum Beispiel Grundwasser von 7 °C) und der „Vorlauf-Temperatur“ ist (= „Heizungs-Vorlauf“ = die Temperatur, mit der das Wasser in den Heizkreis eingespeist wird). Mit steigendem Temperaturhub sinkt die Leistungszahl der Wärmepumpe. Die meisten Wärmepumpen sind für Vorlauftemperaturen bis maximal 60 °C ausgelegt.  Wärmequellen für Wärmepumpen sind Wasser, feuchtes Erdreich oder feuchte Luft. Wenn die Verdampfungstemperatur 0 °C unterschreitet, bildet sich Eis auf den Wärmetauscherflächen. Eis ist eine Isolierschicht und verschlechtert den Wärmeübergang deutlich. Durch neuere Technologien (Gaskühlung) können Wärmepumpen, die der Außenluft die Wärme entziehen, derzeit bis −25 °C Außentemperatur effektiv eingesetzt werden. Eine Wärmepumpe, die einem Wasserspeicher in 10 m Tiefe (ca. 5 °C Erdtemperatur) die Wärme entzieht, kann unabhängig von der Außentemperatur betrieben werden (unter dem Gefrierpunkt von Wasser, weil Eis leichter als Wasser ist und somit an der Oberfläche schwimmt).  Für den Wärmeertrag muss Leistung aufgebracht werden („Input“). Das Verhältnis Ertrag („Output“) zu Input wird Leistungszahl genannt. Eine Leistungszahl größer als 4 gilt als wirtschaftlich.  Die Energie kann mittels elektrischem Strom oder Brennstoffen zugeführt werden. Die Verbrennung von Brennstoffen kann eine Absorptions- oder Adsorptionskältemaschine betreiben, oder in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, der wie der Elektromotor eine Kompressionskältemaschine antreibt.

Quelle: Wikipedia