Sprężarka „serce układu” zasilana z zewnątrz za pomocą prądu elektrycznego spręża parę czynnika chłodniczego, w wyniku czego wzrasta temperatura tej pary. W skraplaczu para ulega skropleniu oddając swoje ciepło wodzie krążącej w instalacji ogrzewania. Następnie ciekły i sprężony czynnik chłodniczy przepływa przez zawór rozprężny i w procesie rozprężania następuje jego gwałtowny spadek temperatury. „Zimny” czynnik chłodniczy, przepływając pod niskim ciśnieniem przez parownik ogrzewa się pobierając ciepło od czynnika roboczego (wody, solanki bądź innego płynu pośredniczącego) dolnego źródła. W wyniku ogrzania czynnik chłodniczy odparowuje , a para zasysana jest przez sprężarkę i cały cykl się powtarza.
Rys.3. Schemat działania pompy ciepła.
Wielkości charakterystyczne opisujące pompę ciepła.
O efektywności działania pompy ciepła decyduje jakość energetyczna zdefiniowana jako stosunek skutku jej działania , tj. ilości ciepła użytecznego uzyskanego w skraplaczu Qg do nakładu, który trzeba ponieść, aby ten skutek uzyskać, tj. do ilości zużytej energii napędowej L. Jakość energetyczna pomp ciepła nazywana jest współczynnikiem wydajności grzejnej -COP.