Pompa ciepła jest urządzeniem, w którym ciepło z obszaru o niższej temperaturze jest przenoszone do obszaru o wyższej temperaturze. Proces ten zachodzi, w wyniku dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej lub cieplnej.
Przykłady pomp ciepła:
- lodówki, zamrażalki – ciepło jest odprowadzane z przechowywanych produktów, powodując obniżenie ich temperatury do pomieszczenia (z tyłu urządzenia),
- klimatyzator – ciepło jest odprowadzane z wnętrza budynku na zewnątrz (w lecie) albo z zewnątrz do wnętrza (w zimie).
Schemat pompy ciepła
1. skraplacz – urządzenie, którego zadaniem jest skraplanie(zamiana gazów w ciecze),
2. kapilara – bardzo cienka rurka,
3. parownik – urządzenie, w którym jeden z elementów roboczych jest odparowywany,
4. sprężarka – urządzenie, którego zadaniem jest podwyższanie ciśnienia gazu lub nadanie mu energii kinetyczne.
Parametry wyidealizowanej pompy ciepła pracującej w danych temperaturach określa sprawność cyklu Carnota. W rzeczywistości pompy ciepła mają mniejszą sprawność od cyklu Carnota.
Cykl Carnota
Cykl Carnota jest odwracalnym obiegiem termodynamicznym, składającym się z procesów:
1. rozprężania izotermicznego,
2. rozprężania adiabatycznego,
3. sprężania izotermicznego,
4. sprężania adiabatycznego.
Do wykonania cyklu wymagany jest czynnik termodynamiczny (np. gaz) oraz źródło ciepła i chłodnica. Cykl ten może przebiegać w przeciwnym kierunku, zamieniając sprężenie z rozprężeniem. Układ taki nazywany jest pompą ciepłą.