极寒复叠高温热泵的工作原理：其组成和工作过程与压缩式制冷机相同，同样使用一般制冷剂(氨或氟利昂)作为工质。在泵的作用下，工业废水流经蒸发器的传热管，加热蒸发器外的工质并使其蒸发。产生的蒸汽经压缩机压缩后，进入冷凝器，即凝结成液体。液体经节流阀节流降压后，进入蒸发器继续蒸发，从而完成热泵的工作循环。在冷凝器中，工质在高温下冷凝，热量传递给热载体(冷却水)，热载体再将热量源源不断地供给需要热量的用户。
即使在冬季日平均气温下，极寒复叠高温热泵机组的能效比(COP)也能达到2.5左右，即消耗1千瓦时可获得2150千卡的热量。也就是说，要得到同样多的热水，使用热泵的热水机组耗电量仅为电锅炉的1/3-1/4。而且在夏季，随着温度的升高，高温热泵热水机组的制热效率更高，COP可以达到5，而电锅炉的热效率并没有因为温度的升高而提高。
高温热泵能达到60-95℃的热水，可用作采暖热水、生活热水或工业热水。利用热泵技术直接制取生活热水的热水系统替代采暖锅炉，具有占地少、工程量少、环保、安全、运行费用低等优点。可应用于电镀、化工、漂染等大型行业。
