Pompa de caldura primeste energia acumulata in apa din panza freatica si o cedeaza, cu ajutorul energiei electrice, catre circuitul de incalzire al casei. Elementul esential in procesul de captare si cedare a energiei este agentul frigorific din circuitul interior al pompei de caldura. Acesta are proprietatea de a trece din stare lichida in stare de vapori reci la temperaturi scazute.

Cele 4 faze ale procesului de transfer termic care are loc in interiorul pompei de caldura sunt:
•  Agentul frigorific lichid la T= -2C si p=1,7 bar intra in vaporizator (schimbator de caldura) unde se produce transferul de caldura de la sursa de energie la agentul frigorific (apa din panza freatica intra in vaporizator cu T= cca. 12C si iese cu T= cca. 8C). La iesirea din vaporizator agentul frigorific este in stare de vapori reci (T=3C si p=1,7 bar).
•  Vaporii reci de agent frigorific intra in compresor unde, cu ajutorul energiei electrice, se produce cresterea de presiune si temperatura a acestora. La iesirea din compresor vaporii fierbinti de agent frigorific vor avea T=73,5C si p=13,4 bar.
•  Vaporii fierbinti de agent frigorific intra in condensator (schimbator de caldura) unde se produce transferul de caldura de la vaporii fierbinti la apa din circuitul inchis al sistemului de incalzire al casei (T tur a apei in circuitul de incalzire este de 35C pentru incalzirea in pardoseala si de 50C pentru calorifere). La iesirea din condensator, in urma cedarii caldurii, agentul frigorific este in stare lichida cu T=48C si p=13,4 bar.
•  Agentului frigorific lichid intra in ventilul de expansiune unde temperatura acestora scade la (-2) C iar presiunea scade la 1,7 bar. Din acest moment ciclul se reia.
Coeficientul de performanta COP al unei pompe de caldura reprezinta raportul dintre puterea de incalzire a acesteia si puterea electrica absorbita de la retea, respectiv :

COP = PUTEREA DE INCALZIRE : PUTEREA ELECTRICA ABSORBITA

In cazul pompelor de caldura tip apa - apa, coeficientul de performanta este COP = 5,4 - 5,5. Aceasta inseamna ca 1 kWh de energie electrica absorbita produce, prin intermediul pompei de caldura tip apa-apa, 5,4 - 5,5 kWh energie termica.