Der Begriff Wärmepumpe ist im Zusammenhang mit der Nutzbarmachung erneuerbarer Energieformen für die meisten Verbraucher kein Fremdwort mehr.

Bei den Wärmepumpen handelt es sich um maschinengestützte Vorrichtungen, die eine Wandlung von Energie realisieren können. Um die Wärmepumpen in Betriebsbereitschaft versetzen zu können, wird elektrischer Strom zugeführt. Während der komplizierten physikalisch-technischen Prozesse, die innerhalb der Wärmepumpe ablaufen, kommt es zu einer Überführung der Wärme niedrigen Energiegehaltes in eine thermische Energie mit höherer Kapazität. Grundsätzlich werden diese Vorgänge, die in einer Wärmepumpe ablaufen, fachlich exakt als Umkehrung des Wärme-Kraft-Prozesses bezeichnet. Das bedeutet, dass aus einem geringen Temperaturniveau ein hohes entsteht. Am einfachsten wird dieser Sachverhalt am umgekehrten Prinzip des Kühlschranks deutlich. Die Wärmepumpe nimmt aus der Umgebung Wärme auf und ermöglicht eine Wärmeabgabe in den Innenraum.

Wärmepumpen werden sowohl zur Bereitstellung von Heizenergie für Innenräume, als auch in Form so genannter Heizaggregate, zur Kühlung verwendet. Die Wärmepumpen arbeiten auf einem komplizierten Wirkprinzip, welches dazu beiträgt, dass eine Wärmepumpe auch zur Zubereitung von warmem Wasser einsetzbar ist.

Eine Substanz, die als Kältestoff fungiert, befindet sich in einem integrierten Kreislauf in der Wärmepumpe und wird zum Verdampfen gebracht. Dabei entnimmt dieser Stoff aus dem zur Verfügung stehenden Wärmereservoir die Wärmeenergie. In entsprechenden technischen Bauteilen kommt es zu einem Verdichtungsvorgang, welcher zu einer Erhöhung der Kältemitteltemperatur führt. Im Ergebnis dieser Arbeitsweise tritt die Kältesubstanz in einen flüssigen Aggregatzustand über und überträgt die gespeicherte Wärmeenergie an das Beheizungssystem. Die von einer Wärmepumpe gewährleistete Wärmeenergie setzt sich aus der Wärme der Umwelt und aus der so genannten Antriebsenergie zusammen. Die Antriebsenergie wird durch einen Kompressor erzeugt, der das gasförmige Kältemittel zusammendrückt.

Als Quellen für die effizienten, sauberen und umweltschonenden Wärmepumpen kommen verschiedene, natürliche Ressourcen in Frage. Zunächst besitzt die Wärmeenergie, die im Grundwasser gespeichert ist, eine wichtige Bedeutung. Neben den Erdwärmekollektoren werden ebenfalls die Erdwärmesonden in den Erdboden eingebracht, um diese Wärme zu fördern. Diese Vorrichtungen sind als Sole/Wasser-Wärmepumpen häufig im Einsatz und beinhalten die Komponenten Erdreich, Grundwasser und Außenluft.

In der praktischen Verwendung befinden sich derzeit Wärmepumpen, die auf abweichenden Betriebsarten basieren. Zum Einen wird eine monovalente, zum Anderen eine bivalente Funktionsweise umgesetzt. Der monovalente Einsatz begründet sich allein auf die Wärmepumpe in Kopplung mit den Heizelementen im Raum und den Erdsonden. Die bivalente Betriebsform kombiniert eine Wärmepumpe, die Erdsonden und die Heizelemente mit einer Öl- oder Gasheizung, was den zukünftigen Übergang zu einer ausschließlichen Wärmepumpe sowie eine zusätzliche Versorgung mit nicht erneuerbaren Energien ermöglicht.

Spezielle Energie- und Wirtschaftlichkeitsstudien haben gezeigt, dass Wärmepumpen komplizierte und fortschrittliche Anlagen sind, die aufgrund technischer Möglichkeiten, aus einer etwa 25 % igen Energieaufnahme eine erstaunliche Heizkapazität erbringen. Die Basis dafür stellen Vorrichtungen und Bauelemente dar, die in den Dimensionen von High Technologie angesiedelt sind. Als Alternative zu herkömmlichen Gas- und Ölheizungen sind sie hervorragend geeignet.