Die Luft-Wasser-Wärmepumpe zieht thermische Energie aus der Umgebungsluft und überträgt sie an ein Kältemittel, was in den Leitungen fließt. Das Kältemittel verdampft und wird mit einem Verdichter zusammengepresst. Dank des hohen Drucks steigt die Temperatur des Dampfes. Diese thermische Energie überträgt das System wiederum an das Wasser im Pufferspeicher, das dann zum Heizen genutzt wird. Der Dampf kühlt dadurch ab, verflüssigt sich wieder und steht dem System erneut als flüssiges Kältemittel zur Verfügung. Der Kreislauf beginnt von vorn.

Luft-Wasser-Wärmepumpen werden mit Strom betrieben. Sie können der Umgebungsluft bis zu minus 20 Grad Celsius thermische Energie entziehen und daraus Wärme produzieren. Allerdings steigt mit kälteren Außentemperaturen auch der Stromaufwand, weil das System länger arbeiten muss, um die gleiche thermische Energie zu entziehen wie bei wärmeren Außentemperaturen.

Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kann übrigens bei hohen Außentemperaturen auch zum Kühlen der Innenräume eingesetzt werden. Dabei wird ihre Funktionsweise einfach umgedreht. Sie entzieht dann der Raumluft die thermische Energie und gibt diese an die Umgebungsluft ab. Die Räume kühlen sich dadurch ab.

Wärmepumpen haben einen sehr hohen Wirkungsgrad, weil die Energie, die sie brauchen, geringer ist, als die, die sie zum Heizen zur Verfügung stellen. Und trotzdem stellen sie weniger Heizenergie zur Verfügung als eine Gasheizung.

Deshalb eignen sich Wärmepumpen vor allem für Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen, weil diese mit weniger heißem Wasser heizen können. Der Vorteil von Flächenheizungen besteht darin, dass sie auf großen Flächen Wärme abgeben, während Heizkörper nur punktuell Wärme abstrahlen.