Wärmepumpe: Aufbau und Funktion einfach erklärt.

Eine Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank. Der Kühlschrank zieht Wärme aus seinem Inneren und gibt sie nach außen ab. Die Wärmepumpe macht das Gegenteil: Sie holt Wärme aus Luft, Erde oder Grundwasser und macht daraus Heizwärme.

Ein Kältemittel in der Wärmepumpe nimmt Energie aus Luft, Erde oder Grundwasser auf. Aufgrund der chemischen Eigenschaften wandelt es sich schon bei niedrigen Temperaturen in Dampf um. Der entstandene Dampf wird von einem strombetriebenen Verdichter angesaugt. Dadurch erhitzt sich der Dampf stark.  Diese Hitze gibt er nun an das Heizsystem im Haus ab. Dabei kühlt der Dampf ab und wird wieder flüssig. Energieträger der Wärmepumpe ist damit Strom, den größten Teil der Heizwärme liefert aber die Umwelt.

Bestandteile einer Wärmepumpe.

Eine Wärmepumpenheizung besteht aus drei Anlagenteilen, die nacheinander arbeiten: 

• Wärmequellenanlage: Sie sorgt dafür, dass die Umweltwärme in die Wärmepumpe kommt. Bei der Luftwärmepumpe übernimmt das ein Ventilator, bei der Erdwärmepumpe kommen Erdsonden oder Erdkollektoren im Boden zum Einsatz und bei der Wasserwärmepumpe ein Brunnen.

• Wärmepumpe: Das Herzstück mit Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger (auch Kondensator genannt) und Expansionsventil. Zusammen bilden sie den Kältemittelkreislauf.

• Wärmenutzungsanlage: Sie verteilt und speichert die Wärme für die Beheizung der Räume. Dazu gehören Heizkörper, Fußbodenheizung sowie Puffer- und Warmwasserspeicher. 

Welche Wärmequelle infrage kommt, hängt vom Grundstück ab: Für Außenluft genügt eine Außeneinheit, Erdwärme braucht eine Tiefenbohrung oder Fläche, Grundwasser eine Genehmigung.

Der Kältemittelkreislauf Schritt für Schritt.

Der Kältemittelkreislauf ist das Herzstück jeder Wärmepumpe. Er verdichtet und entspannt das Kältemittel immer wieder. Dabei wird es abwechselnd heiß und kalt — und bringt so die Wärme von draußen auf Heiztemperatur.

1. Verdampfen: Im Verdampfer nimmt das flüssige Kältemittel die Umweltwärme auf und verändert seinen Zustand zu Dampf.
2. Verdichten: Der entstandene Dampf wird verdichtet. Das übernimmt ein strombetriebener Kompressor. Druck und Temperatur steigen stark.
3. Verflüssigen: Im Verflüssiger gibt der heiße Dampf seine Wärme über einen Wärmetauscher an das Heizungswasser ab und wird wieder flüssig.
4. Entspannen: Das Expansionsventil baut den Druck ab, das Kältemittel kühlt weiter ab und kann erneut Umweltwärme aufnehmen.

Für die Beheizung eines Hauses wiederholt sich der Kältemittelkreislauf ohne Unterbrechung. Strom braucht die Wärmepumpenheizung vor allem für den Verdichter, außerdem für Ventilator oder Umwälzpumpen.

Alle Wärmepumpen nutzen Umweltenergie als Wärmequelle: Luftwärmepumpen die Außenluft, Erdwärmepumpen die gespeicherte Wärme im Erdreich und Wasserwärmepumpen das Grundwasser mit seinen konstanten Temperaturen. Wir erklären, wie Sie funktionieren und wo die Vorteile liegen.

Aufbau und Funktion der Luftwärmepumpe.

Bei einer Luftwärmepumpe, meist als Luft-Wasser-Wärmepumpe ausgeführt, saugt ein Ventilator Außenluft an und leitet sie in den Verdampfer. Dort nimmt das Kältemittel die Wärme der Umgebungsluft auf und verdampft. Der Verdichter erhöht die Temperatur, im Verflüssiger geht die Wärme an Heizkörper, Fußbodenheizung oder Warmwasserspeicher über.

Luftwärmepumpen gibt es in zwei Bauweisen: Monoblock und Split. Beim Monoblock befinden sich Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsventil in einem Gerät, meist im Außenbereich. Ins Haus führen nur die Heizwasserleitungen. Die Installation ist häufig einfacher, da keine Kältemittelleitungen vor Ort verbunden werden müssen. Bei Split-Geräten ist die Technik auf eine Außen- und eine Inneneinheit verteilt, die über Kältemittelleitungen verbunden sind. Dadurch bieten sie mehr Flexibilität bei der Aufstellung.

Luftwärmepumpen sind oft die erste Wahl, weil sie vergleichsweise geringe Anschaffungskosten haben und recht einfach zu installieren sind. Die Außeneinheit steht im Garten oder an der Hauswand, es gibt auch Geräte zur Innenaufstellung. An sehr kalten Tagen muss der Verdichter mehr leisten, weil die Außenluft weniger Wärme enthält. Wichtig ist außerdem ein Aufstellort, an dem die Luft frei zirkulieren kann und die Geräusche nicht stören.

Wie lauf ist eine Wärmepumpe? Und kann ich sie auch innen aufstellen? Mehr nützliche Informationen dazu finden Sie in unseren beiden Ratgebern zur Wärmepumpen-Lautstärke und Innenaufstellung der Wärmepumpe.

Aufbau und Funktion der Erdwärmepumpe.

Eine Erdwärmepumpe nutzt die im Boden gespeicherte Wärme. In rund 20 Metern Tiefe liegt die Temperatur bei etwa 10 °C, auch im Winter. Erschlossen wird die Erdwärme über zwei Varianten:

Variante 1: Erdkollektoren:
Erdkollektoren sind Rohrleitungen, die schlangenförmig und oberflächennah in rund 1 bis 2 Metern Tiefe im Garten verlegt werden. Für Erdkollektoren muss keine Tiefenbohrung stattfinden, aber sie brauchen Fläche, die nicht überbaut werden darf.

Variante 2: Erdsonden
Erdsonden sind Rohre mit einer senkrechten Bohrung bis etwa 100 Meter Tiefe. Sie brauchen wenig Platz, die Bohrung muss aber angemeldet und teils wasserrechtlich genehmigt werden.

Bei beiden Varianten wird Sole als Transportmittel eingesetzt, eine frostsichere Flüssigkeit aus Wasser und Frostschutzmittel. Deshalb heißen Erdwärmepumpen auch Sole-Wasser-Wärmepumpen. Die Sole gibt die Erdwärme im Verdampfer an das Kältemittel ab, danach folgt der Kältemittelkreislauf wie oben beschrieben. Weil das Erdreich über das ganze Jahr ähnlich warm ist, arbeiten Erdwärmepumpen effizienter als Luftwärmepumpen.

Aufbau und Funktion der Wasserwärmepumpe.

Die Wasserwärmepumpe, auch Wasser-Wasser-Wärmepumpe oder Grundwasserwärmepumpe genannt, nutzt die gleichmäßige Temperatur des Grundwassers. Dafür sind zwei Brunnen nötig: Der Saugbrunnen fördert Grundwasser zur Wärmepumpe, der Schluckbrunnen leitet das abgekühlte Wasser zurück ins Erdreich. Zwischen beiden liegen meist 15 Meter oder mehr, damit sich kaltes und warmes Wasser nicht vermischen.

Das Grundwasser gibt seine Wärme an das Kältemittel ab, danach folgt der gleiche Kältemittelkreislauf wie bei den anderen Bauarten. Die Wasserwärmepumpe arbeitet noch effizienter als die Erdwärmepumpe, benötigt aber eine aufwendige Installation und muss von der Wasserbehörde genehmigt werden.

Was macht die Wärmepumpe so effizient?

Die Wärmepumpe benötigt Strom für die Umwandlung von Umweltenergie in Heizwärme. Aus einem Teil Strom macht sie aber 3 bis 5 Teile Heizwärme. Das liegt an der bereits vorhandenen Wärme in der Umwelt und der innovativen Funktionsweise des Geräts.

Wie effizient eine Wärmepumpenheizung arbeitet, zeigt die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie gibt an, wie viel Heizwärme die Anlage im Jahresmittel aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt. Eine JAZ von 3,5 bedeutet: Aus 1 kWh Strom werden 3,5 kWh Wärme, das entspricht einem Wirkungsgrad von 350 Prozent. Die JAZ gilt immer für ein konkretes Gebäude und wird von Fachexperten ermittelt.

Den größten Einfluss auf die Effizienz hat die Vorlauftemperatur: Je weniger warm das Heizungswasser sein muss, desto weniger arbeitet der Verdichter. Auch die richtige Dimensionierung und ein hydraulischer Abgleich verbessern die JAZ. Mehr Information dazu finden Sie in unserem Ratgeber zum Wirkungsgrad der Wärmepumpe. 

Quelle: * Fraunhofer ISE, 77 Anlagen in Ein- bis Dreifamilienhäusern, veröffentlicht 03.11.2025.
**Herstellerangaben bewegen sich im Bereich von 4,5 bis 5,5.

Wärmepumpen funktionieren auch bei kalten Temperaturen und Frost.  Erd- und Wasserwärmepumpen sind hier im Vorteil, da Erdwärme und Grundwasser ganzjährig sehr gleichmäßige Temperaturen aufweisen. Aber auch viele Luftwärmepumpen arbeiten bis etwa −20 °C, brauchen bei großer Kälte aber mehr Strom.

Am effizientesten arbeitet eine Wärmepumpe mit einer Fußboden- oder Flächenheizung, weil sie mit niedriger Vorlauftemperatur auskommt. Klassische Heizkörper funktionieren aber auch: Laut Fraunhofer ISE lassen sich ausreichend große Heizkörper im Mittel mit ähnlich niedrigen Temperaturen betreiben wie Flächenheizungen. Auch im Altbau ist eine Wärmepumpenheizung deshalb oft möglich, wenn Heizlast und Heizflächen passen.

Details finden Sie in den Ratgebern Wärmepumpe im Altbau und Wärmepumpe mit Heizkörper.

Lohnt sich eine Wärmepume? Wir geben einen Überblick über Anschaffungs- und Betriebskosten und zeigen, welche Förderungen für Sie möglich wären.

Wärmepumpen sind in der Anschaffung oft etwas teurer, überzeugen dafür aber mit niedrigen Betriebskosten. Mit Blick auf steigende CO₂-Kosten und mögliche Preisschwankungen bei Öl und Gas können sie langfristig eine wirtschaftlich attraktive Heizlösung sein.

Anschaffungskosten: Inklusive Einbau liegen Luft-Wasser-Wärmepumpen meist bei 27.000 bis 40.000 Euro, Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen bei 35.000 bis 50.000 Euro.

Einen Teil davon übernimmt die KfW-Heizungsförderung (Programm 458) als Zuschuss:

• Grundförderung: 30 Prozent der förderfähigen Kosten.

• Klimageschwindigkeitsbonus: 16 Prozent, wenn Sie eine funktionierende Öl-, Kohle-, Gasetagen- oder Nachtspeicherheizung oder eine mindestens 20 Jahre alte Gas- oder Biomasseheizung ersetzen.

• Einkommensbonus: 40, 30 oder 10 Prozent bei bis zu 30.000, 30.000-40.000 oder 40.000-50.000 Euro zu versteuerndem Haushaltseinkommen. Lebt mindestens ein minderjähriges Kind im Haushalt, zählt das Einkommen 10.000 Euro niedriger.

• Obergrenze: Der Zuschuss ist in der Regel auf 70 Prozent begrenzt, mit dem Einkommensbonus von 40 Prozent sind 80 Prozent möglich. Insgesamt förderfähig sind maximal 28.000 Euro.

• Ausblick: Ab dem 1. Februar 2027 sinken die Fördersätze halbjährlich.

Unser ENTEGA Angebot an Sie: Wenn Sie sich für den Einbau einer Wärmepumpenheizung entscheiden, unterstützen wir das mit 500 Euro. Den Förderantrag können Sie einfach downloaden und einreichen. Dazu passt unser Wärmestrom, der zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien stammt und ok-power-zertifiziert ist. Mit einem ENTEGA Wärmestromtarif zahlen Sie einen festen Arbeitspreis, unabhängig von der Tageszeit, und haben ein Jahr Preisgarantie.

Betriebskosten:
Umweltwärme ist kostenlos, laufende Kosten entstehen vor allem für Strom und Wartung. Für die Wartung sollten Sie etwa 150 bis 300 Euro im Jahr einplanen, der Schornsteinfeger entfällt. Der Stromverbrauch variiert stark und hängt von individuellen Faktoren wie Wohnungsgröße, Dämmung, der Heizungsanlage, dem persönlichen Wärmebedarf und dem Stromtarif ab.

Sie sind sich unsicher, ob sich eine Wärmepumpe für Sie rechnet? Eine genaue Aufstellung der Kosten finden Sie in unserem Ratgeber Wärmepumpe Kosten, mehr Infos zum Verbrauch im Ratgeber Wärmepumpe Stromverbrauch.

Stand der Informationen: Oktober 2026