Pompa ciepła może stanowić jedyne źródło ciepła w budynku lub też współpracujące z innym, np. kotłem grzewczym. W zależności od rodzaju współpracy rozróżnia się 4 tryby eksploatacji pompy ciepła.
Tryb monowalentny pracy pompy ciepła oznacza, że pompa ciepła pokrywa w 100% potrzeby ciepła dla ogrzewania budynku, bez współpracy z innym źródłem ciepła. Jest głównie stosowane dla pomp ciepła typu grunt/woda w nowych budynkach o wysokim standardzie energetycznym. Dobór pompy ciepła powietrze/woda musi uwzględniać zmniejszenie mocy grzewczej przy niskich temperaturach zewnętrznych.
Tryb monoenergetyczny pracy pompy ciepła wprowadza jej wsparcie przez dodatkowe elektryczne źródło ciepła (wbudowany przepływowy podgrzewacz elektryczny lub kocioł elektryczny). Pompa ciepła pokrywa około 90% potrzeb rocznych ciepła. Tryb monoenergetyczny pozwala zastosować jedynie przyłącze elektryczne dla budynku (np. przy braku dostępu do sieci gazowej) i jest stosowany dla pomp ciepła solanka/woda i powietrze/woda także w budynkach modernizowanych.
Tryb biwalentny alternatywny pracy pompy ciepła oznacza, że pompa ciepła pokrywa 60-80% potrzeb ciepła dla ogrzewania budynku. W ujemnych temperaturach pompa ciepła (najczęściej typu powietrze/woda), której efektywność znacząco się obniża, zostaje wyłączona na rzecz innego źródła ciepła. Ten tryb można stosować do współpracy z kotłem gazowym lub stałopalnym.
Tryb biwalentny równoległy pracy pompy ciepła oznacza, że pompa ciepła pokrywa 60-80% potrzeb i przy niższej temperaturze do pracy dołączane jest drugie źródło ciepła. Wariant możliwy jest do zastosowania z urządzeniami o dobrej regulacyjności, jak np. dla kotłów gazowych z modulowaną mocą, płynnie dostosowywaną do aktualnych potrzeb cieplnych.
W trybie biwalentnym pracy, punkt włączenia drugiego źródła ciepła jest wyznaczany w zależności od wymaganej mocy grzewczej oraz efektywności pracy pompy ciepła. Tak zwany punkt biwalencyjny określa temperaturę zewnętrzną przy której pompa ciepła będzie zastępowana lub wspomagana pracą konwencjonalnego źródła ciepła.
