Работа теплового насоса похожа на работу обычного бытового холодильника.
Тепловой насос перекачивает тепло, рассеянное в наружном воздухе, в тепло для внутренней системы отопления объекта. Для этого на улице, вблизи здания устанавливается испаритель, состоящий из медных труб, оребренных алюминиевыми пластинами.
Испаритель медными трубами соединяется с компрессорно-конденсаторным блоком, находящимся в здании, и заполняется хладагентом.
Хладагент под давлением поступает в испаритель, где за счет резкого уменьшения давления происходит испарение. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, а испаритель в свою очередь отбирает тепло у наружного воздуха, за счет чего происходит конденсирование влаги в виде инея или льда на стенках испарителя.
Компрессор засасывает из испарителя хладагент, сжимает его, за счет чего температура хладагента повышается, и выталкивает его в конденсатор.
В конденсаторе, нагретый в результате сжатия, хладагент отдает полученное тепло в систему отопления объекта и переходит в жидкое состояние. Процесс повторяется вновь. При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При понижении температуры в системе отопления объекта процесс повторяется.