现代热泵本质上是一种用于加热水、空气或两者的高效加热设备。基本上，热泵将热能或“热量”从一种介质转移到另一种介质，这与冰箱将热量从冰箱中移出以冷却冰箱的方式大致相同。热以与自发流动相反的方向移动，即从冷到热，而不是从热到冷。

当然，在介质之间移动热能需要一些动力，但热泵比传统的热水系统更有效，后者直接从电力或天然气中加热水-这将在下面的性能部分中更详细地解释。

分步循环或反向循环空调系统的工作原理完全相同，但可以反向运行，加热空气而不是水。

热泵工作原理

热泵的工作原理是蒸汽压缩制冷循环．工作流体(制冷剂)通过闭路泵送。泵移动并压缩制冷剂，从而提高被加热的一侧的温度。然后，流体通过一个膨胀阀，膨胀阀降低了流体的压力，将其冷却到较低的温度，比它吸收热量的环境更冷(然后重复这个循环)。

驱动压缩机(泵)的动力来自电力。温差越大，所需的压差就越大，这就增加了驱动压缩机(泵)所需的能量。因此，性能系数(效率测量)随着冷暖区温差的增大而减小。

性能

热泵在供暖系统中特别有效，因为它们使用的电力比释放的热量要少。例如，一个简单的电(加热元件)加热器需要一个单位的电并将其转换为一个单位的热。然而，大多数热泵将获取一个单位的电力，并将其转换为大约4个单位的热量到所需的介质中，无论是水还是空气。分循环或反循环空调系统的工作原理完全相同，但热空气而不是水。衡量热泵工作好坏的标准被称为其性能系数(COP)。

制冷剂种类

制冷剂是热交换器中使用的工作流体，它吸收、携带并释放热能到需要的地方。它在不同的温度下经历相变(液体和气体状态之间的变化)，这是用于热泵时利用的主要特性。

热泵中使用的传统制冷剂对臭氧层造成了破坏，还排放了大量的温室气体。目前正在使用的一些制冷剂对温室气体的影响较小。事实上，二氧化碳现在被广泛用于热泵，它是一种比其他制冷剂更弱的温室气体，同时仍然保持较高的COP。

热源

建筑物周围的环境被用作供暖的热能来源，可以来自空气或地面。在地表以下约6至9米的地方，温度几乎不随季节变化，因此地源热泵通常是最有效的。然而，由于需要安装地下管网或钻孔，他们的资本成本要高得多。一些系统可能是混合的，并在空气和地面源之间切换，以降低可见的温差并最大化效率。

来源:卢克·博伊登，2014年