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 -150C, - 200C lub nawet -250C (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 -100C współczynnik COP będzie wahał się w granicach 2-3.

Jednym z rodzajów powietrznych pomp ciepła są POMPY CIEPŁA TYPU SPLIT, czyli urządzenia z jednostką zewnętrzną zawierającą sprężarkę, zawór rozprężny i parownik oraz jednostką wewnętrzną zawierającą skraplacz. Pomiędzy jednostką zewnętrzną a jednostką wewnętrzną krąży czynnik roboczy R 410A.

Pompy ciepła typu SPLIT są najczęściej wyposażone w układ inwertera, który moduluje pracę sprężarki w jednostce zewnętrznej (przy wyższych temperaturach panujących na zewnątrz sprężarka pracuje z mniejszą mocą). Pompy tego typu są urządzeniami osiągającymi niższe moce (do 20-25 kW) w porównaniu z powietrznymi pompami ciepła typu monoblok. W urządzeniach tych możemy ogrzewać wodę do temperatury od 50 do nawet 800C.

Warto pamiętać, iż uwzględniając naszą strefę klimatyczną, pompy ciepła 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.