Pompa ciepła jest maszyną cieplną wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).

      Zasada działania pompy ciepła jest bardzo prosta, odbiera ona ciepło z otoczenia np. powietrza, wody, gruntu i przekazuje do instalacji centralnego ogrzewania lub wody użytkowej. Jest to urządzenie, które wykorzystuje rozmaite zjawiska fizyczne po to, aby przenieść ciepło z ciała o niższej do ciała o wyższej temperaturze. Do tego procesu potrzebna jest energia napędowa najczęściej w postaci energii elektrycznej.

Na rysunku przedstawiono ilość energii jaką musimy dostarczyć oraz wielkość energii jaką możemy wykorzystać z naturalnych dolnych źródeł.

Powietrze zewnętrzne      Powietrze jest najłatwiej dostępnym źródłem ciepła i dla tego najczęściej stosowane do pomp o małych mocach grzewczych. Niskie koszty inwestycji i eksploatacji uwarunkowane są tym że taka pompa nie potrzebuje instalacji dolnego źródła. Nie musimy zatem płacić za roboty ziemne, rury, nośnik ciepła w nich krążących itp. Powietrze ma również swoje wady.W okresie zimowym w polskich warunkach klimatycznych powietrze oddające ciepło powinno mieć odpowiednią temperaturę. Im zimniejsze, tym mniej energii cieplnej można dostarczyć do budynku. Pompy ciepła w standardowej technologii mogą pracować w zakresie od 14 do -5oC. Dla tego najlepszym jak dotąd rozwiązaniem jest stosowanie pomp ciepła z wymiennikiem powietrznym w technologii  INVERTER , pozwalają one uzyskać wysoką wydajność nawet do -20 °C.
Woda      Woda jako dolne źródło ciepła ma bardzo korzystne właściwości i duże współczynniki przejmowania ciepła. Wykorzystywać można wody powierzchniowe, gruntowe i głębinowe. Wody powierzchniowe, czyli rzeki, stawy, jeziora-stanowią duże zasobniki ciepła, którego pobór nie zakłóca równowagi środowiska. Do zalet wód powierzchniowych należy zaliczyć niskie w porównaniu z wodą gruntową i głębinową, koszty inwestycyjne i eksploatacyjne instalacji pozyskiwania ciepła.
	Ciepło z wód powierzchniowych może być pozyskiwane za pomocą układów pompowych lub za pomocą wymienników ciepła zanurzonych bezpośrednio w wodzie.
	Wody gruntowe i głębinowe stanowią szczególnie dogodne źródło dolne do zasilania pompy ciepła. Średnia roczna temperatura wacha się między 5-15°C. W układach takich woda pobierana jest za pomocą studni czerpalnej i po ochłodzeniu zostaje odprowadzona do studni zrzutowej (chłonnej). Studnie powinny być oddalone od siebie o około 30-50m, odległość ta zależy od właściwości gruntu i poziomu wody gruntowej.
Grunt      Grunt stanowi całoroczny zasobnik ciepła, w którym na pewnej głębokości   tj. od 5 do 10 m, ma stałą temperaturę równą średniej rocznej temperaturze powietrza. Temperatura górnych warstw gruntu zmienia się odpowiednio z temperaturą powietrza. Jednak amplituda wahań  temperatury gruntu jest mniejsza niż powietrza i przesunięta w czasie. Grunt jako dolne źródło ciepła ma przewagę nad wodą gruntową, jest on ogólnie dostępny, a jego temperatura jest wyższa niż temperatura powietrza zewnętrznego. Ciepło zakumulowane w gruncie jest najczęściej wykorzystywane za pomocą wtórnego nośnika ciepła. Krąży on w obiegu zamkniętym przez wymiennik gruntowy.
	Gruntowe poziome wymienniki ciepła (kolektory poziome) mogą być wykonane w różnych konfiguracjach: jako układy szeregowe lub wężownicowe. Wykonane są najczęściej z rur z tworzyw sztucznych (PVC, polipropylen, polietylen,     lub polibutylen) o średnicy 20 do 40 milimetrów. Układane są na głębokości od 1,0 do 1,5 m, a odległość między rurami wynosi 0,8 do 1,0 m. Rury wymienników powinny być układane około 30 cm niżej od głębokości przemarzania.
	Rurowy wymiennik pionowy instaluje się do głębokości 60-120m. Sondy gruntowe wykonuje się z rur PE. Uzyskiwana temperatura zasilania jest dosyć stała i zawiera się w granicach 6-8°C (spotyka się przypadki, że dochodzi do 12°C). Uzysk energetyczny waha się w granicach 40-60W/mb odwiertu, lecz może zostać dokładniej stwierdzony dopiero w momencie wykonywania odwiertu.

źródło: http://www.klimatsklep.pl/Artykul-15-pompy-ciepla.aspx