Pompa de căldură extrage căldura prezentă în mediul înconjurător natural (aer) și o cedează în interiorul locuinței pentru încălzirea acesteia. Principiul constă în captarea căldurii din aerul exterior cu ajutorul unei pompe de căldură. Este o soluție simplă, ce nu necesită o suprafață complexă de captare a căldurii din exterior. Încălzirea locuinței este asigurată prin intermediul unui circuit hidraulic ce alimentează un sistem de încălzire în pardoseală (de preferat pentru o eficiență mai ridicată), dar poate alimenta și un sistem cu radiatoare.
Sistemul aer-apă este un sistem relativ simplu de montat și nu necesită lucrări speciale de amenajare (săpături, foraje etc.). Nu este nevoie de aprobare pentru a folosi aerul ca sursă de căldură. Marele avantaj al acestui sistem este costul redus de achiziție și de instalare.

Componență și funcționare:

Vaporizatorul este compus dintr-un radiator cu lamele prin intermediul căruia este vaporizat agentul frigorific care preia căldura din aerul vehiculat prin acesta cu ajutorul unui ventilator axial.
Prin destinderea gazului frigorific în vaporizator, pe suprafața acestuia se înregistrează de cele mai multe ori temperaturi negative care duc la acumularea unui strat de gheață pe suprafața radiatorului. Acesta duce la scăderea capacității de captare a energiei din aerul vehiculat. Radiatorul poate fi complet acoperit de gheață, ceea ce nu permite vehicularea aerului și implicit captarea de energie. Pentru a putea asigura o eficiență maximă la temperaturi exterioare scăzute este necesară îndepărtarea stratului de gheață.

Îndepărtarea stratului de gheață de pe suprafața vaporizatorului se realizează prin degivrarea vaporizatorului care este realizată de obicei printr-o scurtă inversare a ciclului frigorific. În cadrul acestei inversări a ciclului frigorific vaporizatorul preia rolul condensatorului, iar condensatorul preia rolul vaporizatorului pentru o scurtă perioadă de timp.
În comparație cu celelalte tipuri de pompe de căldură, coeficientul de performanță al pompelor de căldură aer-apă este de maxim (COP = 4), rezultând astfel un randament mai scăzut.