Wärmepumpen werden schon seit über dreißig Jahren eingesetzt. Die Wärmepumpe macht sich das Kühlschrankprinzip zu Nutze. Anstatt jedoch Wärme an die Umwelt abzugeben, entzieht sie der Umgebung mittels eines Mediums (Kältemittel) Wärmeenergie. Grundsätzlich geht das eingesetzte Kältemittel schon bei geringen Temperaturen vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über.
Das Kältemittel zirkuliert im Primärkreislauf (vgl. Abbildung: Wärmepumpenprinzip). Der Austausch der Energie zwischen Primär- und Sekundärkreislauf findet im Verflüssiger statt. Im Verdampfer der Wärmepumpe geht das Medium vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über und expandiert. Dabei nimmt es Wärmeenergie aus der Umgebung d. h. aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser auf. Das Gas wird vom Verdichter angesaugt und komprimiert. Hierzu nimmt die Wärmepumpe die erforderliche Energie aus dem Netz auf. Dabei bleibt die aufgenommene Energie erhalten und gelangt mit dem Medium in den Verflüssiger. Durch die Komprimierung wird das Kältemittel nochmals auf ein höheres Temperaturniveau gebracht. Im Verflüssiger wechselt das Gas in den flüssigen Aggregatzustand und gibt dadurch die aus der Umgebung gewonnene Energie an den Sekundärkreislauf ab. Vom Verflüssiger wird das Kältemittel zum Expansionsventil geführt, wo der vom Verdichter erzeugte, Druck abgebaut wird. Der zuvor beschriebene Kreislauf beginnt erneut. Um die Effektivität einer Wärmepumpe zu bestimmen, wird die gewonnene Leistung ins Verhältnis zur eingesetzten elektrischen Leistung gesetzt.
