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  熱能自然地從較溫暖的地方轉移到較冷的空間。 但是,熱泵可以通過從寒冷的空間吸收熱量並將其釋放給較熱的空間來逆轉這一過程。 此過程需要一定量的外部能量,例如電。在暖通空調中,術語“熱泵”通常是指為在熱能傳遞的兩個方向上都實現高效率而優化的蒸汽壓縮製冷裝置。 即,熱泵能夠根據需要向內部空間提供加熱或冷卻。

  大事記:

  在比較熱泵的工作效率時,一般不使用“效率”這個詞,由於效率在熱力學上是有特別的定義的,因此使用能效(COP)這個詞描述了有效熱量移動與工作需要的能量的比率。大多數壓縮機熱泵使用電動機帶動,而一些車載裝置則採用傳動軸和引擎馬達相連驅動。 在溫和的天氣給建築物取暖,空氣源熱泵可能可以提供到COP指標3到4的能效,而一個電加熱器則只能提供COP為1的能效。也就是說,電阻發熱的取暖器耗費1焦耳的能量最多隻能提供1焦耳的熱量,而熱泵則可以使用1焦耳的能量從更熱或更冷地方移動大於1焦耳的能量。不過需要注意到環境溫度差別很大,譬如在非常寒冷的冬天要給屋子取暖,熱泵為了取得更多的熱量而需要花費更多的能量。因為卡諾效率(Carnot Efficiency)的限制,隨著室內與室外的溫差的增加,熱泵的COP最終有可能會接近1。對於空氣源熱泵,這種情況一般會發生在室外環境溫度靠近−18 °C(0 °F)時。  同時,當熱泵從室外低溫的空氣中獲取熱量時,空氣中的水分會凝結並凍結在室外交換器上。系統就必須階段性地除去這些冰霜。換言之,當外面空氣極端寒冷時,空氣源熱泵取暖有可能不如更直接用電阻加熱的取暖器。  地源熱泵利用地底特定深度永遠保持舒適溫度的特性,相比之下也許更加全年均衡。地源熱泵的COP一般可以常年保持在3.5到4之間。  對於製冷,熱泵的效能要用能效比(EER)或季節能效比(EESR)表示,兩者都是用為單位(),越大的能效比值表示更好的效能。製造商的型錄應該分別用COP表示制熱模式的效能,用EER表示製冷模式的效能。然而實際效能還取決於更多不同的因素譬如安裝、溫差、海拔和維護。 對於相同溫差的條件,熱泵工作於制熱模式比製冷模式效率要高。這是因為制熱模式下輸入壓縮機的工作能量也大量被轉化為熱量,並通過冷凝器直接增加到有效熱量中。而對於製冷模式,冷凝器通常處於室外,壓縮機耗能發出的熱量與工作目的正好相反。  法國工程師尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾於1824年提出的卡諾效應(Carnot efficiency)可以運用在熱泵上。依照能量守恆定律,流入熱泵的能量(formula_1)等於流出熱泵的能量(formula_2)。  熱泵的效率(從低溫熱源吸熱量/外界輸入的功)為效能係數(coefficient of performance),縮寫為C.O.P.。  由於Carnot同時還證明了:  因此可以得到:  這個公式是以熱泵用於供暖為前提的,所以當環境溫度比較溫和的時候,熱泵的效率比較高。  當熱泵用於製冷的時候,C.O.P.的公式變為:  這個效率計算方法只對理想熱泵適用。對於實際中的熱泵來說,C.O.P.通常在2到6之間。

  熱泵的兩種主要型別是壓縮和吸收。 壓縮熱泵以機械能(通常由電力驅動)執行,而吸收式熱泵也可以以熱能作為能源(來自電力或可燃燃料)執行。  按工作原理,熱泵有蒸氣壓縮式熱泵、吸收式熱泵、化學熱泵等,其中應用最廣泛的是電驅動式蒸氣壓縮式熱泵。

  熱泵被廣泛的應用在空調,電冰箱等以製冷為目的的家用電器上。它也可以在冬天使用地熱來加熱房屋,也可以在夏天來冷卻房屋。(因為在地下處於恆溫,而在特定深度的溫度正好是舒適的溫度)。

  熱泵也可以用作區域供熱的供熱器。 用於此類應用的可能的熱源為汙水,環境水(如海水,湖水和河水),工業廢熱,地熱能,煙道氣,區域冷卻產生的廢熱和太陽能儲熱產生的熱。

  熱泵原理利用電為房屋取暖和住宅用水加熱,比使用電阻發熱的電熱器更加高效。安裝起來也比使用天然氣等方法簡單便宜。缺點是在極度寒冷的情況下,它供熱能力有所下降。所以當環境溫度低於−5 °C(23 °F)時,取暖和熱水供應比較困難。
熱泵()是一種用於將熱量從一種溫度下的物質或空間傳遞到更高溫度下的另一種物質或空間的裝置。它能提供給高溫處的能量總和要大於它自身執行所需要的能量,多出的這部分熱量是在執行能量的作用下從較低溫處所取得的。熱泵最常見的設計包括四個主要部件–冷凝器,膨脹閥,蒸發器和壓縮機。 迴圈通過這些元件的傳熱介質稱為製冷劑。