Podstawowymi elementami instalacji pompy ciepła są:
- Sprężarka
- Skraplacz
- Parownik
- Zawór rozprężny
- Dolne źródło ciepła
- Górne źródło ciepła
Elementy te połączone ze sobą rurkami miedzianymi, lutowanymi srebrem, tworzą wewnętrzny obieg pompy ciepła. Jest on wypełniony czynnikiem roboczym, który posiada właściwości pozwalające mu wrzeć w niskiej temperaturze (np. 0°C). Czynnik przepływając przez parownik (3) pobiera ciepło z dolnego źródła (5) i zaczyna wrzeć stając się parą o niskim ciśnieniu oraz temperaturze. Zassany przez sprężarkę (1) ulega sprężeniu, co wiąże się z gwałtownym wzrostem jego temperatury. Gorący czynnik trafia do skraplacza (2) i oddaje w nim ciepło do górnego źródła (6). Podczas tego procesu skrapla się i w postaci cieczy trafia do zaworu rozprężnego (4), w którym zostaje zdławiony od ciśnienia skraplania do ciśnienia, jakie jest w parowniku. Proces rozpoczyna się ponownie.
W obiegu termodynamicznym pompy ciepła zachodzą w sposób ciągły cztery procesy odbywające się w:
Parowniku - gdzie ziębiwo krążące w dolnym źródle (woda z glikolem o temperaturze około 0°C) na skutek oddania ciepła powoduje wrzenie się ziębnika (jest nim czynnik roboczy R407C o temperaturze wrzenia -40°C). w ten sposób naturalna energia zgromadzona w ziemi zostaje pobrana przez pompę ciepła.
Sprężarce - w której para zostaje sprężona do temperatury około 75°C, po czym jest kierowana do skraplacza.
Skraplaczu - gdzie gorąca para ulega procesowi skraplania oddając ciepło do systemu grzewczego lub podgrzewając ciepłą wodę użytkową. Ziębnik będąc już w postaci cieczy przepływa do zaworu rozprężnego.
Zaworze rozprężnym - gdzie następuje gwałtowne zmniejszenie ciśnienia, powodując dodatkowe schłodzenie ziębiwa, co zapewnia lepsze wykorzystanie darmowej energii zakumulowanej w ziemi. Zawór rozprężny reguluje przepływ ziębnika, który wpływając do parownika rozpoczyna na nowo proces odparowywania.