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Techniker mit Tablet bei der Inspektion einer modernen Wärmepumpe. © StockSeller_ukr / iStock / Getty Images Plus via Getty Images

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen und Hybridheizsysteme (eine Kombination aus Gaskessel und Wärmepumpe) zählen zu den effizientesten Möglichkeiten, die eigenen vier Wände zu beheizen. Doch wie funktionieren Wärmepumpen überhaupt?

Hier finden Sie alle Infos zur Funktionsweise.

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Heizen & Wärme
Wärmepumpen
Wärmepumpe Funktionsweise

Das Wichtigste zur Funktion in Kürze:

  • Wärmepumpen nutzen Energie aus Luft, Erde oder Wasser und wandeln sie effizient in Heizwärme um.

  • Sie funktionieren wie ein umgekehrter Kühlschrank – Umweltwärme wird entzogen, verdichtet und ins Heizsystem eingespeist.

  • Mit Ökostrom betrieben, ermöglichen sie eine nahezu emissionsfreie Wärmeerzeugung und reduzieren den CO₂-Ausstoß deutlich im Vergleich zu Gasheizungen (Quelle: Fraunhofer).

  • Zuschüsse und günstige Kredite (z. B. über die KfW) machen die Investition besonders attraktiv.

  • Geeignet für Ein- und Mehrfamilienhäuser sowie Gewerbe – auch als Hybridlösung mit bestehenden Heizsystemen.

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Das Prinzip der Wärmepumpe ist sehr einfach und besteht bereits seit mehr als über 200 Jahren. Im Grunde braucht es für eine Heizungsanlage mit Wärmepumpe nur drei Teile:

  • Die Wärmequellanlage, die dafür sorgt, der Umgebung die benötigte Energie zu entziehen

  • Die Wärmepumpe als solche, die die gewonnene Umweltwärme nutzbar macht

  • Das Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärmeenergie im Gebäude verteilt

Zwar gibt es verschiedene Varianten von Wärmepumpen, in ihrer Funktionsweise unterscheiden sie sich jedoch kaum. So liegt ihnen verallgemeinert das gleiche Prinzip zugrunde, welches wir Ihnen im Folgenden erklären.

Wärmepumpe von Striebel Eltron
Schematische Darstellung einer Wärmepumpe: Umweltwärme wird entzogen, durch Kompression auf höheres Temperaturniveau gebracht und als Heizenergie ins Haus eingespeist.

So funktioniert eine Wärmepumpe

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Über eine spezielle Wärmequellenanlage wird der Umwelt zunächst Wärme entzogen – per Aerothermie aus der Luft, per Geothermie aus der Erde oder per Hydrothermie aus dem Grundwasser.

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Im zweiten Schritt gelangt die Umweltwärme in die Wärmepumpe und wird zur Verdampfung eines Kältemittels genutzt. Das verdampfte Kältemittel wird verdichtet und somit weiter erhitzt. Im nächsten Schritt gibt das Kältemittel die Wärme an das eigentliche Heizsystem ab und verflüssigt sich dabei wieder.

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An letzter Stelle steht dann das System zur Speicherung und Verteilung der Wärme.

Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ist im Grunde ganz einfach: Sie funktioniert wie ein Kühlschrank – nur umgekehrt. Das heißt: Sie entzieht der Umwelt Wärme und führt diese dem eigenen Heizsystem zu. Dies geschieht in drei Schritten:

Welche Vorteile hat eine Wärmepumpe oder Hybridheizung?

Bis zu 100 % umweltfreundlich

Der Strom für die Versorgung Ihrer Wärmepumpe wird aus erneuerbaren Energien gewonnen und die Umweltwärme kann kostenfrei genutzt werden. Bei bivalenten Wärmepumpen-Anlagen werden umweltfreundliche und klassische Wärmeerzeugung kombiniert. Die Wärmepumpe übernimmt jedoch den Großteil der Wärmeerzeugung.

Finanzierung über staatliche Fördermittel möglich

Bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) erhalten Sie je nach Bedingungen Zuschüsse bis zu 70 %* und günstige Kredite zur Finanzierung Ihrer neuen Anlage, ob als monovalente Wärmepumpe oder Hybridheizung.

* bei einem zu versteuernden Haushaltsjahreseinkommen von bis zu 40.000 Euro

Geringerer Energiebedarf

Hocheffiziente Markengeräte können den Energieeinsatz zum Beheizen Ihrer Immobilie erheblich reduzieren.

Für nahezu alle Gebäudearten einsetzbar

Ob Einfamilien- oder Mehrfamilienhäuser; Gewerbeimmobilien oder andere Gebäudearten – Wärmepumpen lassen sich nahezu überall zum Heizen und Kühlen einsetzen.

Auf eine moderne Wärmepumpe oder Hybridanlage ist Verlass

Einmal eingestellt, läuft die Anlage über viele Jahre zuverlässig und ist dabei wartungsarm im Betrieb.


Attraktive Fördermöglichkeiten für Wärmepumpen

Für den Einbau von Wärmepumpen und Hybridheizungen gibt es verschiedene Zuschüsse und günstige Kredite staatlicher Stellen. Als wichtigster Ansprechpartner gilt die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Aber auch das Förderprogramm der Stadt Düsseldorf lohnt sich.

Zur Wärmepumpen-Förderung

Wärmepumpe: Heizenergie aus Umweltwärme

Die Wärmepumpe ist das Herzstück einer Wärmepumpenheizung und stellt eine moderne, kosteneffiziente und umweltschonende Alternative zur herkömmlichen Öl- oder Gasheizung dar (Quelle: TU München). Diese Technologie ermöglicht das Beheizen und die Warmwasseraufbereitung im Haus – und das auf klimafreundliche Art und Weise. Das Besondere: Die notwendige Energie zieht die Pumpe kostengünstig und weitgehend unbegrenzt aus der Umwelt, wie beispielsweise aus der Luft, der Erde oder dem Grundwasser.

Nach den Energiequellen lassen sich auch die Wärmepumpenarten unterscheiden. Unser Angebot konzentriert sich auf die Luftwärmepumpe. Diese sind am einfachsten in der Installation, benötigen keine aufwändigen Erdarbeiten und sind entsprechend kostengünstiger. Einziger Nachteil ist eine etwas geringere Effizienz.

Über ein Außengerät – ähnlich den bekannten Klimageräten – wird die Wärme der Außenluft in Wärme für die Heizungsanlage umgewandelt.

Eventuell fehlende Energie wird, je nach Anforderung durch einen Spitzenlastkessel (Gas-Brennwerttechnik) oder eine Heizpatrone bereitgestellt.

Erdwärmepumpen erweisen sich als sehr effizient. Da die Temperaturen ab einer gewissen Tiefe im Erdreich in den Wintermonaten weitestgehend konstant sind, kann dem Erdboden genug Wärme abgewonnen werden. Doch Vorsicht: Nicht alle Böden lassen sich genug Wärme entziehen. Die Zusammensetzung des Erdbodens ist maßgebend für die Wärmegewinnung. Daher sollten Sie diesen vor der Anschaffung einer Wärmepumpe durch Fachpersonal prüfen lassen.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen das Grundwasser als Wärmequelle und haben die beste Energiebilanz. Dadurch, dass das Grundwasser auch im Winter selten kälter als 10 Grad Celsius ist, können die Systeme vergleichsweise effizient arbeiten.

Für die Inbetriebnahme einer Heizungsanlage mit einer Grundwasserwärmepumpe benötigen Sie zwei Brunnen. Ein Brunnen führt das Wasser zum Wärmetauscher der Heizung (Förderbrunnen), der andere lässt das Wasser wieder ins Grundwasser fließen (Schluckbrunnen).

Wichtig: Die Bohrungen für Grundwasserwärmepumpen sind genehmigungspflichtig und nicht überall erlaubt.

Für den Betrieb einer Wärmepumpen- oder Hybridheizung wird Strom eingesetzt - im Gegensatz zu einer mit fossiler Energie betriebenen Heizungsanlage. Für kleine Objekte kann mit der Wärmepumpe klimafreundliche Wärmeerzeugung realisiert werden. Bei größeren Objekten kann durch eine intelligente Einbringung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in eine konventionelle Heizungsanlage der CO2-Ausstoß um bis zu 90% gesenkt werden.

Bei dem zum Betrieb der Wärmepumpe eingesetzten Strom handelt es sich um Ökostrom, der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird und somit keine CO2-Emissionen und keine CO2-Abgaben verursacht. Dies ist Voraussetzung für den Antrag von Fördermitteln (siehe Wärmepumpe Förderungen).

Häufige Fragen zur Wärmepumpe

Funktionsweise und Technik

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist im Prinzip identisch mit dem Kühlschrank, nur umgekehrt: Während der Kühlschrank seinem Innenraum die Wärme entzieht und nach außen abgibt, entzieht die Wärmepumpe dem Außenbereich die Wärme und gibt sie als Heizenergie ab. Die Wärme kann entweder der Luft, Wasser oder dem Erdreich entzogen werden.

Luft, Wasser und das Erdreich können als Wärmequellen genutzt werden. Jede Wärmequelle bringt eigene Vor- und Nachteile mit sich. Wasser und Erdreich als Wärmequellen zu nutzen ist aufwändiger, teurer und unterliegt verschiedensten Restriktionen (Bergrecht, Wasserschutz, usw.). Außerdem muss häufig der bestehende Garten hierfür umgegraben und im Anschluss wieder hergerichtet werden. Dem steht der Vorteil entgegen, dass eine höhere Effizienz erreicht werden kann. Luft als Wärmequelle ist sehr einfach nutzbar und deswegen auch günstiger als das Wasser oder das Erdreich nutzbar zu machen. Der Nachteil ist eine geringfügige Einbuße in der Effizienz.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist aufgrund der vielseitigeren Einsatzmöglichkeiten, der einfachen Installation und der günstigeren Kosten die Technik unsere Wahl. Vor allem für den Gebäudebestand.

Eine Hybridheizung besteht aus zwei unterschiedlichen Wärmeerzeugern. Wir bieten in diesem Segment die Kombination aus Gaskessel und Wärmepumpe an. Sinnvoll ist diese Zusammensetzung, wenn die Wärmepumpe allein, z.B. aufgrund von baulichen Beschränkungen (sehr große Gebäude bzw. schlechte energetische Qualität), die Wärmeversorgung nicht immer sichern kann. In diesen Fällen bietet ein Hybridsystem den Vorteil, dass die Wärmepumpe einen großen Anteil der Wärme günstig und klimaneutral erzeugt und der Gaskessel sicherstellt, dass jeder Raum warm wird, auch an sehr kalten Tagen.

Je nach Wärmepumpentyp können Temperaturen zwischen 60°C und 70°C erreicht werden. Bei einer fachgerechten Auslegung und Installation ist die Wasserhygiene zu jeder Zeit gegeben und die Komfortanforderungen an das Warmwasser werden eingehalten.

Zur Aufstellung eignet sich ein Keller- oder Lagerraum. Es gibt auch spezielle Geräte zur Installation im Freien. Um Wärmeverluste durch lange Leitungswege zu vermeiden, sollte die Wärmepumpe in der Nähe der Wärmequellenanlage platziert werden. Auch bei der Anbindung des Heizkreislaufs oder vorhandener Puffer- oder Brauchwasserspeicher sind kurze Leitungswege von Vorteil. Übrigens: Eine moderne Wärmepumpe läuft heutzutage ausgesprochen leise. Selbst für kritische Anwendungsfälle gibt es in der Regel geeignete Schallschutzlösungen.

Im Außenbereich aufgestellte Systeme in Wohngebieten unterliegen den Vorgaben, tagsüber nicht lauter als 50db und nachts nicht lauter als 35db zu sein. Geräusche werden bei Luft-Wasser-Wärmepumpen etwa durch die Ventilatoren verursacht, die die Luft ansaugen. Stehen diese zu nahe an Wänden, so kann der Schall hier reflektiert werden und erscheint dann umso störender. Wird bei der Aufstellung auf genügend Abstand zu Nachbarhäusern und Mauern geachtet, lässt sich dies vermeiden. Es gibt bereits Wärmepumpen mit sehr geringen Betriebsgeräuschen, welche einen speziellen Silent-Mode für die Nacht besitzen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Schallschutzhauben zu verwenden.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) stellt das Verhältnis von verbrauchter Strommenge zur damit erzeugten Wärmemenge einer Wärmepumpe dar. Die JAZ bezieht sich dabei auf den Jahreswert und stellt die wichtigste Kennzahl zur Einschätzung der Effizienz einer Wärmepumpe dar. Eine Jahresarbeitszahl von 3,5 bedeutet zum Beispiel, dass mit 1 kWh Strom 3,5 kWh Wärme erzeugt werden.

Eine hochwertige und gut ausgelegte Luft-Wasser-Wärmepumpe hält rund 20 Jahre. Durch eine regelmäßige Wartung kann in diesem Zeitraum ihr ordnungsgemäßer Betrieb sichergestellt werden.

Dies ist abhängig von der Qualität des Hauses. In Düsseldorf herrschen vergleichsweise milde Temperaturen. Grundsätzlich ist der Betrieb der Wärmepumpe also auch an kalten Tagen nicht beeinträchtigt. Weiterhin kann eine Wärmepumpe auch bei Minustemperaturen der Umgebung noch Wärme entziehen.

Für die Nutzung von Wärmepumpenstrom muss ein separater Stromzähler eingebaut werden. Der Stromzähler muss die Anforderungen der Anbieter erfüllen und sollte geeicht sein. Einfache Baumarkt-Verbrauchsmesser sind hierfür nicht geeignet. Der zusätzliche Stromzähler ermöglicht es, einen speziellen Wärmepumpenstromtarif abzuschließen, welcher günstiger ist als ein Haushaltsstromtarif. Unseren Wärmepumpenstromtarif für Düsseldorf finden Sie hier.

Zum Einsatz kommen Wärmepumpen von Markenherstellen wie z.B. des Herstellers Stiebel Eltron.

Immobilie und Grundstück

Eine Wärmepumpe lohnt sich für alle, die ihr Gebäude energieeffizient und umweltfreundlich heizen möchten. Ob sich diese moderne Heiztechnik für Sie persönlich lohnt, hängt dabei unter anderem von den lokalen Bedingungen und Ihrer gewählten Art der Wärmepumpe ab. Hierfür sollten Sie in jedem Fall eine fachmännische Beratung in Betracht ziehen.

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe eignet sich für die meisten Gebäude. Schon wenige Quadratmeter nutzbare Außenfläche genügen. Um herauszufinden, ob Ihr Grundstück denn tatsächlich geeignet ist und welche Wärmepumpe für Ihren Bedarf am besten ist, können Sie bei uns einen Pre-Check für 250 Euro anfordern.

Wärmepumpen haben in den letzten Jahren einen großen Fortschritt im Bereich der Effizienz und der erzielbaren Temperaturen gemacht. Der Einsatz im Altbau bzw. in Bestandsgebäuden ist daher kein Problem. Die Wärmepumpe wird individuell für Ihr Haus ausgewählt und das Gesamtsystem darauf angepasst. In manchen Fällen sind hierzu auch Anpassungen an der Wärmeübergabe notwendig (Austausch bestehender Heizkörper gegen neue effizientere Heizkörper), um die Vorlauftemperatur abzusenken und die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern.

Der Einsatz einer Wärmepumpe zusammen mit einer Fußbodenheizung ist zu bevorzugen, da die Beheizung des Raums mit sehr geringen Temperaturen möglich ist. Dies maximiert die Effizienz der Wärmepumpe. Allerdings funktioniert eine Wärmepumpe auch mit Heizkörpern sehr effizient. Die Temperaturen zur Beheizung sind höher als bei einer Fußbodenheizung, allerdings nicht so hoch wie bei einer konventionellen Heizung. Aus diesem Grund werden die bestehenden Heizkörper überprüft und gegebenenfalls müssen ein oder mehrere Heizkörper ausgetauscht werden.

Grundsätzlich ist eine Sanierung nicht zwingend erforderlich, um eine Wärmepumpe zu betreiben. Ein effizienter Betrieb einer Wärmepumpe kann auch bei unsanierten Bestandsgebäuden erreicht werden. Trotzdem kann die Effizienz einer Wärmepumpe maßgeblich durch eine Sanierung gesteigert werden.

Wenn eine Sanierung geplant ist, sollte die Umrüstung auf eine Wärmepumpe auch im Zuge der Sanierung geplant und durchgeführt werden.

Ob Sie eine Genehmigung für Ihre Heizung benötigen, hängt ganz davon ab, welche Wärmepumpentechnik Sie verwenden möchten. Während für Luftwärmepumpen keine Genehmigung erforderlich ist, sollten Sie bei Pumpen, die das Grundwasser oder Erdreich als Wärmequelle nutzen, vorab prüfen lassen, ob Ihr Grundstück dafür gemacht ist. Je nach Lage des Grundstücks und der angestrebten Bauart gelten entsprechende Vorschriften, die zum Teil eine Genehmigung erforderlich machen.

Kosten und Förderung

Die Kosten für eine Wärmepumpe richten sich nach der Wärmequelle. Die Nutzung von Wasser oder dem Erdreich sind teurer als die Nutzung von Luft als Wärmequelle. Die Kosten variieren sehr stark, je nachdem welche Maßnahmen durchzuführen sind. Für ein Einfamilienhaus können die Kosten für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zwischen 15.000 und 30.000 Euro liegen. Die Höhe hängt stark von der eingesetzten Qualität der Hardware ab, dem Aufstellort der Wärmepumpe sowie ggfs. notwendiger Nebenarbeiten (Austausch Heizkörper, Erneuerung des Hausanschlusskastens). Bei diesen Kosten sind die verfügbaren Fördermittel bereits berücksichtigt.

In einem typischen Einfamilienhaus mit ca. 18.000 kWh Wärmebedarf betragen die Betriebskosten einer Gasheizung ca. 2.200 Euro pro Jahr. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe verursacht ca. 1.600 Euro an Kosten. Hierbei muss beachtet werden, dass der CO2-Preis über die nächsten Jahre ansteigt und somit das Heizen mit Gas teurer wird.

Das aktuelle Förderprogramm der KfW ist in vier Bereiche gestaffelt:

  1. Grundförderung: 30 Prozent Grundförderung, wenn auf eine klimafreundliche Heizung mit mindestens 65 Prozent EE-Anteil umgestiegen wird.

  2. Klimageschwindigkeitsbonus: 20 Prozent Förderung, beim Austausch einer funktionstüchtigen Öl-, Kohle-, Gasetagen- oder Nachtspeicherheizung oder beim Austausch einer mindestens 20 Jahre alten Gas- oder Biomasseheizung. Dieser Bonus gilt nur im selbstgenutzten Eigentum!

  3. Effizienzbonus: 5 Prozent Förderung für Wärmepumpen mit natürlichem Kältemittel oder bei Nutzung von Wasser, dem Erdreich oder Abwasser als Energiequelle.

  4. Einkommensbonus: 30 Prozent Förderung, bei einem zu versteuernden Haushaltsjahreseinkommen von bis zu 40.000 Euro. Dieser Bonus gilt nur im selbstgenutzten Eigentum.

Der Förderhöchstsatz ist allerdings begrenzt. Die Grundförderung und die verschiedenen Bonusförderungen lassen sich miteinander kombinieren – bis zu einem Fördersatz von maximal 70 Prozent.

Der Fördersatz kann, in einem Einfamilienhaus, auf maximal förderfähige Kosten von 30.000 Euro angerechnet werden. Bei Mehrfamilienhäusern besteht eine Staffelung der förderfähigen Kosten auf Basis der Anzahl der Wohneinheiten.

In der Stadt Düsseldorf kann eine weitere Förderung in Anspruch genommen werden. Diese liegt zwischen 4.250 bis 6.500 Euro.

Wir übernehmen die Beantragung der Fördermittel für Sie, damit Sie die bestmögliche Fördersumme erhalten.

Im Prinzip ist eine Wärmepumpe praktisch wartungsfrei. Kosten für Abgasüberprüfung oder das Kehren des Kamins fallen aufgrund des fehlenden Verbrennungsvorgangs nicht an. Die Wartung bei Luft-Wasser-Wärmepumpen beschränkt sich meist auf die Überprüfung des Kältemittelkreislaufs und dem Erhalt des Betriebs. Die entstehenden Kosten belaufen sich auf ca. 200 Euro pro Jahr.

Rechtliche Informationen

Zur Beilegung von Streitigkeiten, die Verbraucherverträge die Bereiche Wasser und Fernwärme betreffend, ist unser Unternehmen zur Teilnahme am Schlichtungsverfahren bei der Allgemeinen Verbraucherschlichtungsstelle bereit. Voraussetzung hierfür ist, dass unser Haus kontaktiert und keine beidseitig zufriedenstellende Lösung gefunden wurde.

Universalschlichtungsstelle des Bundes e.V.
Zentrum für Schlichtung e.V.
Straßburger Straße 8
77694 Kehl am Rhein
Tel.: 07851 / 795 79 40
Internet: www.verbraucher-schlichter.de
E-Mail: mail@universalschlichtungsstelle.de

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