Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, welche nutzbare Wärme (Hochtemperaturwärme) bereitstellen kann, dazu wird Wärme im Niedertemperaturniveau als Wärmequelle entnommen wird. Häufig handelt es sich bei der entnommenen Wärme um Umweltwärme oder um sonst nicht nutzbare Abwärme (Anergie).
Um die Niedertemperaturwärme nutzbar zu machen, wird diese durch Einsatz von Exergie auf ein höheres Temperaturniveau gebracht.
Ein klassisches und viel verwendetes Modell einer Wärmepumpe, stellt die Kompressionswärmepumpe dar. Eine Kompressionswärmepumpe z.B. arbeitet mit einem Gas wie z.B. Propan, welches unter Energieaufwand komprimiert wird, wodurch sich das Gas erhitzt.
Diese Hitze wird im Wärmetauscher der Wärmepumpe an eine vorbeiströmende Flüssigkeit (Wasser, Sole) abgegeben. Durch die Abgabe der Wärmeenergie an die vorbeiströmende Flüssigkeit verflüssigt sich das Gas.
Wird das verflüssigte Gas wieder entspannt und expandiert so wird es sehr kalt und entzieht der Umwelt Wärme, da es selbst noch wesentlich kälter ist. Das verflüssigte Gas wird durch die aufgenommene Wärmemenge wieder gasförmig und kann nun wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Weitere Modelle einer Wärmepumpe:
- Adsorptionswärmepumpe
- Absorptionswärmepumpe
- Peltierwärmepumpen