Як уже говорилося раніше, теплові насоси використовують теплову енергію, що постійно присутня в повітрі, воді або верхніх шарах землі і перетворюють її на корисне тепло для опалення та інших потреб.
Простими словами можна сказати так, що тепловий насос перекачує теплову енергію з одного середовища до іншого. Прикладом теплового насоса може бути простий холодильник. У холодильнику тепло «відбирається» морозильною камерою від продуктів та «викидається» за допомогою радіатора, на задній стінці холодильника, у приміщення (кухню).
Принцип роботи теплового насоса зображено на схемі. Відповідно до неї, охолоджений розсол, проходячи трубопроводом зовнішнього контуру (зонду), зануреному в землю, нагрівається на кілька градусів (для вертикального зонда до +10 °С) і повертається до теплового насоса. Всередині теплового насоса нагрітий розсол, проходячи через теплообмінник, званий випарником, віддає зібране з довкілля тепло у внутрішній контур теплового насоса.
Внутрішній контур теплового насоса наповнений холодоагентом. Холодоагент, маючи дуже низьку температуру кипіння (-5 °С) і проходячи через випарник, забирає тепло у розсолу, нагрівається і перетворюється з рідкого стану на газоподібний.
З випарника газоподібний холодоагент потрапляє до компресора. Компресор стиском створює високий тиск газу в другому теплообміннику, який називається конденсатор. Внаслідок збільшення тиску газоподібний холодоагент нагрівається до високої температури (+80 °С).
У конденсаторі відбувається теплообмін між гарячим газом та теплоносієм із зворотного трубопроводу системи опалення будинку. Холодоагент віддає своє тепло системі опалення та охолоджується, а нагрітий теплоносій системи опалення надходить до опалювальних приладів.
Після конденсатора тиск холодоагенту все ж залишається високим. При проходженні холодоагенту через скидний клапан (дросель) тиск знижується, холодоагент переходить у рідкий стан та потрапляє у випарник. Після цього цикл повторюється знову.
