En värmepump är en apparat som överför värmeenergi från en värmekälla till vad som kallas ”kylfläns”. Värmepumpar flyttar värmeenergi i motsatt riktning av spontan värmeöverföring, genom att absorbera värme från ett kallt utrymme och släppa det till en varmare. En värmepump använder en liten mängd extern ström för att uppnå arbetet med att överföra energi från värmekällan till kylflänsen.
Motståndsuppvärmning
Medan luftkonditioneringsapparater och frysar är kända exempel på värmepumpar är termen ”värmepump” mer generell och gäller för många värme-, luft- och luftkonditioneringsanordningar som används för rymmeuppvärmning eller rymdkylning. När en värmepump används för uppvärmning, använder den samma grundläggande kylningstypcykel som används av en luftkonditionering eller kylskåp, men i motsatt riktning – släpper ut värme i det konditionerade utrymmet i stället för omgivningen. I denna användning drar värmepumpar generellt värme från den kallare yttre luften eller från marken.
I värmemodell är värmepumpar tre till fyra gånger mer effektiva vid upphettning än enkla elektriska motståndsvärmare som använder samma mängd el. Den typiska kostnaden för att installera en värmepump är emellertid också högre än den för en motståndsuppvärmning.
Värmeenergi
Värmeenergi överför naturligtvis från varma platser till kallare utrymmen. En värmepump kan dock vända om processen genom att absorbera värme från ett kallt utrymme och släppa det till en varmare. Värme är inte bevarad i denna process och kräver viss mängd extern energi, såsom el. I värme-, ventilations- och luftkonditionering (HVAC) -system hänvisar termen värmepump vanligen till ångkompressorkylanordningar optimerade för hög effektivitet i båda riktningarna för värmeenergiöverföring. Dessa värmepumpar kan vara reversibla och arbeta i båda riktningarna för att ge upphettning eller kylning till det inre utrymmet.
Överföra värme med värmepump
Värmepumpar används för att överföra värme eftersom mindre högkvalitativ energi är nödvändig än vad som släpps ut som värme. Huvuddelen av energin för uppvärmning kommer från den yttre miljön, bara en bråkdel kommer från el (eller någon annan högkvalitativ energikälla som krävs för att köra en kompressor). I elektriskt drivna värmepumpar kan den överförda värmen vara tre eller fyra gånger större än den elektriska strömförbrukningen, vilket ger systemet en prestandakoefficient på 3 eller 4, i motsats till en COP på 1 för en konventionell elektrisk resistans värmare, där all värme produceras från inmatad elektrisk energi.
Kylmedel
Värmepumpar använder ett kylmedel som mellanvätska för att absorbera värme där den förångas, i förångaren och sedan släppa ut värme där kylmediet kondenserar i kondensorn. Köldmediet strömmar genom isolerade rör mellan förångaren och kondensorn, vilket möjliggör effektiv värmeenergiöverföring på relativt långa avstånd.