Pompy cieplne są maszynami cieplnymi, które wymuszają transfer ciepła z miejsc o niższej temperaturze do obszarów z temperaturą wyższą. Ten proces przebiega przeciwnie do naturalnego kierunku przepływu ciepła i dochodzi do niego dzięki energii mechanicznej z zewnątrz. Pompy ciepła znajdują szerokie zastosowania w różnych gałęziach przemysłu, a także w gospodarstwach domowych. Stosuje się je między innymi w chłodziarkach i zamrażarkach, między innymi w przetwórstwie spożywczym np. W przetwórniach i fabrykach lodu. Pompy ciepła stosuje się również do ogrzewania pomieszczeń ciepłem pobieranym z otoczenia, oraz podgrzewania wody.
Jeśli chodzi o chłodziarki i zamrażarki, mechanizm działa na zasadzie „wypompowywania” z produktów ciepła, co naturalnie obniża ich temperaturę. Ciepło to jest oddawane do otoczenia. Jeśli chodzi o ogrzewanie pomieszczeń, pompy ciepła „zbierają” ciepło z gruntu lub powietrza i kumulują je w pomieszczeniach. Jeżeli temperatura powietrza lub gruntu jest niska, pompa ogrzewa powietrze do temperatury roboczej i wtłacza je do pomieszczeń.
Pompy cieplne zalety
Pompy ciepła działają w sposób analogiczny do mechanizmu działania pompy hydraulicznej. Ciecz pompowana jest ze zbiornika położonego niżej do zbiornika wyżej. Pompy hydrauliczne i pompy ciepła potrzebują zasilania zewnętrznego. W sytuacji kiedy ciepło płynie w naturalnym kierunku, tj.z pomieszczenia zimniejszego do cieplejszego. Taki przepływ ciepła wykorzystywany jest do napędu silników cieplnych, tak samo jak i przepływ wody płynącej zgodnie z grawitacją (z góry na dół. By zmusić ciepło do płynięcia odwrotnie (z temperatury niższej do wyższej) należy dostarczyć energię z zewnątrz do napędu, analogicznie jak przy pompowaniu wody z dolnego do górnego zbiornika. Przy odpowiednim skonstruowaniu pompa ciepła i silnik cieplny mogą pracować jako jedno urządzenie, tak jak pompa hydrauliczna i silnik hydrauliczny w elektrowniach szczytowo – pompowych.
Pompy sprężarkowe realizują obieg ciepła Lindego (termodynamiczny), który jest jednocześnie odwróceniem obiegu silników cieplnych. Parujący, ciekły czynnik roboczy pobiera ciepło. Czynnik ten znajduje się w stanie niskiego, stałego ciśnienia. Mamy tutaj do czynienia również z czynnikiem termodynamicznym, którym jest zazwyczaj amoniak, freon lub dwutlenek węgla. Dolne źródło ciepła (parownik) pobiera ciepło i dalej jako para wodna trafia do sprężarki. W sprężarce rośnie ciśnienie pary wodnej i jej energia wewnętrzna. Para, znajdująca się pod wysokim, stałym ciśnieniem, oddaje ciepło i skrapla się w wymienniku ciepła. Czynnik w postaci cieczy przechodzi przez zawór dławiący albo rurkę kapilarną. W turbinie rozprężnej następuje spadek ciśnienia i trafia znowu do parownika. Istnieje kilka rodzajów pomp ciepła.
