Das Kapitel behandelt die Grundlagen, thermodynamischen Prozesse und praktischen Anwendungen von Wärmepumpen zur Bereitstellung von Heizwärme. Nach der Einführung in das Funktionsprinzip und den Aufbau von Wärmepumpen wird der Kompressionsprozess erläutert, der die Umwandlung von mechanischer Arbeit in nutzbare Wärme ermöglicht. Es werden Kältemittelkreisläufe, Zustandsänderungen und Kennzahlen wie Leistungszahl und exergetischer Wirkungsgrad beschrieben. Die Darstellung umfasst energetische und exergetische Bilanzen sowie Einflussgrößen auf Effizienz und Umweltverträglichkeit. Anschließend werden Wärmepumpen-Heizsysteme in verschiedenen Anwendungsfeldern vorgestellt. Im Mobilitätsbereich wird der Einsatz in elektrisch betriebenen Fahrzeugen beschrieben, einschließlich der Wechselwirkungen mit Antriebs- und Batteriesystem. Für den Gebäudebereich werden Luft-Wasser-Wärmepumpen und ihre Betriebsweise bei unterschiedlichen Außentemperaturen analysiert. Abschließend wird der Einsatz geothermischer Wärmequellen behandelt, bei dem durch Nutzung des konstanten Temperaturniveaus des Erdreichs eine besonders effiziente Wärmebereitstellung möglich ist. Das Kapitel vermittelt die theoretischen Grundlagen und praktischen Aspekte für die Bewertung und Auslegung moderner Wärmepumpensysteme.