Großwärmepumpen mit Umweltwärmenutzung können Raumwärme-, Warmwasser- und Klimatisierungsbedarfe effizient zur Verfügung stellen. Prozesswärmebedarfe mit höheren Temperaturen bis ca. 80 °C können ebenfalls – wenngleich schon deutlich weniger effizient – durch diese Aggregate bereitgestellt werden. Die Jahresarbeitszahl liegt hier schon zumeist unter 3.
Großwärmepumpen mit hoher Quellentemperatur sind hier deutlich effizienter, so dass deren Jahresarbeitszahl höher als bei Anlagen mit Umweltwärmenutzung liegt. Sie nutzen dafür keine Umweltwärme, sondern beispielsweise Abwärme von 30 bis 50 °C aus Industrieprozessen oder Klimakälte - und Industriekälte-Anlagen. So können Prozesswärmebedarfe bei Temperaturen von etwa bis zu 100 °C bereitgestellt werden.
Großwärmepumpen mit niedriger Quellentemperatur können als zwei- bzw. mehrstufige Wärmepumpen eingesetzt werden. Dabei wird das Temperaturniveau am Ausgang der ersten Wärmepumpen-Stufe als Quelle der nachfolgenden, zweiten Stufe genutzt. So können mit Umweltwärme hohe Temperaturen bereitgestellt werden: Liegt die Quellentemperaturen der ersten Stufe noch bei unter 20 °C, kann am Ausgang der zweiten Stufe ein Temperaturniveau von über 100 °C erreicht werden. Dieser höhere Aufwand an eingesetzter Energie lässt die Jahresarbeitszahl solcher Anlagen in der Regel unter 3 fallen.
Neben diesen elektrisch getriebenen Großwärmepumpen kommen auch thermisch angetriebene Großwärmepumpen (Absorptions-/Adsorptions-WP) im gewerblichen und industriellen Bereich zum Einsatz. Diese nutzen große, moderat temperierte Abwärmemengen, die sonst ungenutzt blieben, als Antrieb und stellen Wärmeströme auf dem gewünschten Temperaturniveau bereit. Ein elektrisch getriebener Verdichter (Kompressor) wird nicht benötigt, lediglich eine Umwälzpumpe mit ungleich geringerer Leistungsaufnahme.
Der direkte Vergleich von Leistungskennzahlen thermisch angetriebener und elektrisch angetriebener Wärmepumpen ist nicht sinnvoll. Bei den einen wird Strom zum Antrieb genutzt, der auch anderweitig sinnvoll zum Einsatz kommen könnte, bei den anderen Abwärme, die sonst ungenutzt bliebe und nur am Entstehungsort weiter genutzt werden kann.