Im Verdampfer wird dem flüssigen Arbeitsmittel die Wärme der Umwelt zugeführt. Das außen am Verdampfer anstehende Temperaturniveau der Wärmequelle ist höher als die Siedetemperatur des Arbeitsmittels, so dass das Arbeitsmittel verdampft. Dabei wird der Umgebung der Wärmequelle Wärme entzogen. Das Temperaturniveau kann dabei durchaus unter 0 °C liegen.

Der Verdichter saugt das verdampfte Arbeitsmittel aus dem Verdampfer ab und verdichtet es. Dabei wird das gasförmige Arbeitsmittel stark komprimiert und dadurch auf ein für Heizzwecke nutzbares, hohes Temperaturniveau gebracht.

Vom Verdichter gelangt das dampfförmige Arbeitsmittel in den Verflüssiger. Hier wird das Arbeitsmittel vom Heizwasser umspült. Das hohe Temperaturniveau des Arbeitsmittels wird jetzt vom Heizwasser aufgenommen. Die Temperatur des Heizwassers ist nun niedriger als die Kondensationstemperatur des Arbeitsmittels, so dass der Dampf abkühlt und dabei wieder verflüssigt wird.

Die im Verdampfer (Wärmequelle) aufgenommene Wärme und die durch das Verdichten (Kompressor) zugeführte Energie wurde also auf ein hohes nutzbares Temperaturniveau gebracht und schließlich im Verflüssiger (Kondensator) an das Heizwasser abgegeben. Danach wird das Arbeitsmittel über ein Expansionsventil in den Verdampfer zurückgeführt. Dabei wird es vom hohen Druck des Kondensators auf den niedrigen Druck des Verdampfers entspannt. Damit ist der thermodynamische Kreislauf geschlossen.