Powietrzne pompy ciepła (pompy ciepła powietrze-woda) to ekologiczne urządzenia grzewcze, które w swoim działaniu wykorzystują cykliczne zmiany stanu skupienia (sprężanie, skraplanie, rozprężanie, parowanie) czynnika roboczego krążącego w obiegu zamkniętym.

W pompach tego rodzaju ciepło odbierane jest z powietrza.

Każda pompa ciepła zbudowana jest z czterech podstawowych części:

• sprężarki, która odpowiada za sprężanie par czynnika roboczego, w wyniku czego następuje wzrost ich ciśnienia i temperatury,
• skraplacza, w którym pary czynnika roboczego ulegają skropleniu oddając swoje ciepło wodzie znajdującej się w instalacji grzewczej,
• zaworu rozprężnego, w którym następuje obniżenie ciśnienia skroplonego czynnika roboczego,
• parownika, w którym czynnik roboczy odbierając ciepło od dolnego źródła (powietrza) ulega przemianie z fazy ciekłej do gazowej.

Aby pompa ciepła mogła działać należy dostarczyć do niej energię elektryczną, która jest niezbędna do pracy sprężarki i pomp obiegowych dolnego i górnego źródła ciepła. Dostarczana do pompy ciepła energia elektryczna zamieniana jest w pompie na energię cieplną. 

Z 1kW energii elektrycznej dostarczonej pompie ciepła można otrzymać 5 kW lub nawet więcej (w pompach najnowszej generacji) energii cieplnej. Stosunek otrzymanej energii cieplnej do włożonej energii elektrycznej określamy mianem współczynnika COP. Im wyższy jest ten współczynnik tym wyższa jest sprawność pompy ciepła.

Pompy tego typu mogą pracować efektywnie w temperaturach -15 st C, - 20 st C lub nawet -25 st C (jeszcze w tych temperaturach będą potrafiły wytworzyć więcej energii cieplnej niż zużyją energii elektrycznej).

Oczywiście im niższa temperatura będzie panowała na zewnątrz, tym niższy będzie współczynnik COP, przy czym w większości tego typu pomp przy temperaturze zewnętrznej -10 st C współczynnik COP będzie wahał się w granicach 2-3.

Jednym z rodzajów powietrznych pomp ciepła są pompy ciepła typu monoblok czyli takie, w których sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik znajdują się w jednej – montowanej na zewnątrz budynku- jednostce.

Pomiędzy pompą ciepła a systemem grzewczym znajdującym się wewnątrz budynku krąży czynnik na bazie glikolu monoetylenowego lub propylenowego (www.warmtrager.pl) zabezpieczający instalację przed zamarzaniem w okresie postoju urządzenia lub w momencie jego odszraniania.

W pompach tego typu sporadycznie występuje układ inwerterowy zapewniający modulowaną pracę sprężarki – przy wyższej temperaturze panującej na zewnątrz sprężarka pracuje z mniejszą mocą. Inne rozwiązanie technologiczne pozwalające na modulowaną moc pracy pomp ciepła typu monoblok to zastosowanie dwóch sprężarek w jednym urządzeniu (początkowo energię dostarcza sprężarka numer 1, a w przypadku obniżenia się temperatury panującej na zewnątrz w urządzeniu włącza się sprężarka numer 2). Powietrzne pompy ciepła typu monoblok są urządzeniami mogącymi osiągnąć wyższe moce (do 50-60 kW) w porównaniu z powietrznymi pompami ciepła typu SPLIT.

Pompy ciepła typu monoblok mogą ogrzewać wodę do temperatury od 50 do 60 st C.

Warto pamiętać, że pompy powietrze-woda nie są urządzeniami, które powinny pracować w trybie monowalentnym (ten rodzaj urządzenia nie powinien być jedynym źródłem ciepła w ogrzewanym budynku). Dużo lepsze efekty można uzyskać gdy pompa będzie pracowała w trybie biwalentnym alternatywnym.

Zastosowanie tego trybu oznacza, iż w momencie znacznego spadku sprawność pompy (bardzo niska temperatura zewnętrzna), zaczyna ona być wspomagana przez drugie efektywniejsze w tych warunkach źródło ciepła np. kominek z płaszczem wodnym.

Wart podkreślenia jest fakt, iż pomp ciepła typu powietrze-woda można z powodzeniem w okresie letnim używać do chłodzenia domu.