Pompy ciepła są jednym ze sposobów na ekonomiczne i ekologiczne ogrzewanie domu. To rozwiązanie stanowi świetną alternatywę dla klasycznych systemów grzewczych. Cechą charakterystyczną pompy ciepła jest to, że nie wytwarza własnej energii, ale wykorzystuje energię pochodzącą z środowiska naturalnego, to jest z wody, powietrza bądź z ziemi. Aby pompa mogła efektywnie pracować, wymaga tylko jedną czwartą energii z elektryczności. Pozostałe 75 procent pobiera z zewnątrz.
Pompa ciepła bazuje na działaniu jednej zasady fizycznej, nazywanej efektem Joule’a Thompsona. Pompa ciepła poprzez odpowiednie procesy termodynamiczne pobiera ciepło do wewnątrz pomieszczenia, natomiast zimne powietrze jest wydalane na zewnątrz. Na podobnych zasadach, lecz w odwrotny sposób działają lodówki – ochładzają wnętrze, jednocześnie oddając ciepłe powietrze na zewnątrz urządzenia.
Proces techniczny tego urządzenia przebiega w trzech etapach:
W systemie pompy ciepła krąży płyn, będący mieszanką wody i środka antyzamarzaniowego. W pompach ciepła pobierających energię z ziemi czy wody ciecz pobiera ciepło z gruntu lub wody, a następnie transportuje je do pompy ciepła. W pompach na powietrze za pobieranie ciepła odpowiedzialny jest wentylator, zasysający powietrze z zewnątrz i dostarczający ciepło bezpośrednio do pompy.
W każdej pompie znajduje się obieg chłodniczy i parownik. Przy ich pomocy energia ze środowiska zostaje przekazana do czynnika chłodniczego, który odparowuje. Para jest pobierana przez sprężarkę, czynnik ogrzewa się, zmienia stan skupienia na gazowy po czym trafia do skraplacza, gdzie pod wysokim ciśnieniem jest skraplany, co skutkuje oddaniem ciepła. Kolejnym etapem drogi czynnika chłodniczego jest zawór rozprężny, gdzie jego ciśnienie jest obniżane, a stan skupienia zmienia się z gazowego na ciekły.
Ostatnim etapem jest ogrzewanie. W domu, w instalacji grzewczej krąży woda, która przejmuje ciepło oddane przez czynnik chłodniczy do skraplacza. Tak ogrzana woda trafia do grzejników, zbiornika wody grzewczej bądź do użycia jako ciepła woda użytkowa.
