Voda teče sa visokih na niska mesta, a toplota se prenosi sa visokotemperaturnih objekata na objekte niske temperature. Ovo je prirodni zakon. Međutim, u stvarnom životu, za navodnjavanje u poljoprivredi, potrebe za vodom za domaćinstvo, itd., ljudi koriste vodene pumpe za slanje vode sa niskih mjesta na visoka mjesta. Slično, u današnjem sve napetijem svijetu energije, za povrat topline iz niskotemperaturnog toplog zraka koji se obično ispušta u atmosferu, niskotemperaturne tople vode koja se ispušta u rijeke itd., koriste se toplotne pumpe za prijenos topline. energije od niskotemperaturnih objekata do visokotemperaturnih objekata, a zatim visokotemperaturnog objekta za zagrijavanje vode ili grijanja, tako da se toplina može u potpunosti iskoristiti. Princip rada sistema toplotne pumpe je isti kao i rashladnog sistema. Da biste razumeli kako radi toplotna pumpa, prvo morate razumeti kako funkcioniše sistem za hlađenje. Rashladni sistem (kompresiono hlađenje) se uglavnom sastoji od četiri dijela: kompresora, kondenzatora, prigušnog ventila i isparivača. Njegov radni proces je: rashladno sredstvo niske temperature i niskog pritiska (kao što je freon) prvo apsorbira toplotu iz izvora toplote visoke temperature (kao što je vazduh normalne temperature) u isparivaču (kao što je unutrašnja jedinica klima uređaja) i isparava u paru niskog pritiska. Rashladni plin se zatim komprimira u paru visoke temperature i visokog pritiska u kompresoru. Visokotemperaturni i visokotlačni plin se hladi i kondenzira u tekućinu pod visokim pritiskom pomoću izvora topline niske temperature (kao što je rashladna voda) u kondenzatoru. Zatim se prigušuje u tečno rashladno sredstvo niske temperature i niskog pritiska kroz elemente za prigušivanje (kapilarne cijevi, termički ekspanzijski ventili, elektronički ekspanzijski ventili, itd.). Ovim se završava ciklus hlađenja. Performanse toplotnih pumpi se generalno vrednuju koeficijentom hlađenja (COP koeficijent performansi). Koeficijent hlađenja definira se kao omjer topline prenesene od niskotemperaturnog objekta do visokotemperaturnog objekta i potrebne snage. Obično je koeficijent hlađenja toplotne pumpe oko 3-4, to jest, toplotna pumpa može prenijeti 3 do 4 puta veću toplinsku energiju koja je sama sebi potrebna od niskotemperaturnog objekta do visokotemperaturnog objekta. Stoga je toplotna pumpa u suštini uređaj za podizanje topline. Prilikom rada troši malu količinu električne energije, ali može izvući 4-7 puta više električne energije iz okoline (vode, zraka, tla, itd.) kako bi povećao temperaturu za korištenje. Zbog toga toplotne pumpe štede energiju. Evropa, Sjedinjene Američke Države i Japan se takmiče u razvoju novih toplotnih pumpi. Izvještava se da koeficijent hlađenja novih toplotnih pumpi može biti 6 do 8. Ako se ova vrijednost može popularizirati, to znači da će se energija koristiti efikasnije. Popularnost toplotnih pumpi će takođe dramatično porasti. Toplotna pumpa sa zemljom je vrsta toplotne pumpe. To je tehnologija klimatizacije koja koristi zemlju ili vodu kao izvor hladnoće i topline kako bi zgrade bile tople zimi i hladne ljeti. Toplotne pumpe sa zemljom samo "prenose" energiju između zemlje i zatvorenog prostora. Koristite minimalnu električnu energiju za održavanje potrebne unutrašnje temperature. Zimi, 1 kilovat električne energije šalje 4-5 kilovata topline iz tla ili izvora vode u prostoriju. Ljeti je proces obrnut, a toplina u prostoriji se toplotnom pumpom prenosi na tlo ili vodu, omogućavajući prostoriji da dobije hladniji zrak. Energija dobijena pod zemljom će se koristiti tokom zime. To se nastavlja i nastavlja, integrirajući arhitektonski prostor s prirodom. Najudobnije okruženje za život se postiže uz minimalne troškove.