Тепловий насос використовує термодинамічні процеси та перетворює первинну енергію, отриману від джерела, для подачі її в систему опалення. Для цього процесу необхідно використовувати зовнішнє джерело живлення, яким зазвичай є електрика або газ.
Тепловий насос використовує відновлювані джерела енергії. Принцип його роботи такий: насос збирає теплову енергію, наприклад, землі, і перетворює її на теплову енергію з використанням стандартного джерела живлення. У системі часто використовується розчин гліколю, тобто вода з антифризом, який поглинає тепло з навколишнього середовища (земельного джерела) та передає його тепловому насосу.
Насос також має контур, в якому циркулює газоподібний охолоджувач. У теплообміннику, енергія навколишнього середовища з першого контуру передається охолоджувачу. Охолоджувач випарюється, а в повітряних теплових насосах охолоджувач нагрівається зовнішнім повітрям.
Пари охолоджувача всмоктуються компресором, який підвищує температуру нагріваного охолоджувача. У конденсаторі гарячий охолоджувач у вигляді газу під високим тиском конденсується і віддає тепло. Далі він передається на розширювальний клапан, де його тиск знижується, що змінює його агрегатний стан з газового на рідке.
У системі опалення будівлі та в ємностях-акумуляторах вода циркулює як теплоносій і поглинає тепло, виділене охолоджувачем в конденсаторі під час конденсації. Вона направляється в систему розподілу, наприклад, на підлогу з підігрівом або гаряче водопостачання.
