المضخة الحرارية هي جهاز ينقل الحرارة من مكان إلى آخر. يمكن استخدامه للتدفئة والتبريد، وهو وسيلة فعالة لنقل الطاقة الحرارية من مكان إلى آخر.
يشرح ما يلي العملية العامة لكيفية عمل المضخة الحرارية:
امتصاص الحرارة:تعمل المضخات الحرارية عن طريق امتصاص الحرارة من منطقة ذات درجة حرارة منخفضة (مثل الهواء الخارجي أو الأرض) وإطلاقها إلى منطقة ذات درجة حرارة عالية (على سبيل المثال، في الداخل خلال فصل الشتاء، أو في الهواء الطلق خلال فصل الصيف).
التبخر والضغط: يستخدمون مادة تبريد تتبخر عند درجات حرارة منخفضة وتتكثف لإطلاق الحرارة عند درجات حرارة أعلى. عندما يتبخر سائل التبريد، فإنه يمتص الحرارة من المنطقة المحيطة. ثم يتم ضغطه مما يزيد من درجة حرارته.
التبادل الحراري: يتم بعد ذلك تمرير مادة التبريد الساخنة عبر مبادل حراري، حيث تنقل حرارتها إلى الهواء أو الماء الذي سيتم تدويره لتوفير التدفئة أو التبريد.
للتدفئة، تأخذ المضخة الحرارية الحرارة من الهواء الخارجي، أو الأرض، أو الماء، وتضخها إلى الداخل. بالنسبة للتبريد، يتم عكس العملية، حيث تقوم المضخة الحرارية بإزالة الحرارة من الداخل وتفريغها في الخارج.
التوزيع الداخلي: للتدفئة، يتم توزيع الهواء الدافئ داخل المبنى باستخدام نظام التدفئة بالهواء القسري أو الإشعاعي. للتبريد، يتم استبدال الهواء الدافئ في الداخل بهواء بارد.
إن القدرة على عكس اتجاه تدفق الحرارة هو ما يجعل المضخات الحرارية متعددة الاستخدامات، حيث تخدم احتياجات التدفئة والتبريد.
من المهم ملاحظة أنه بينما تقوم المضخة الحرارية بنقل الحرارة بدلاً من توليدها، فإنها تتطلب كهرباء لتشغيل النظام، والذي يستخدم للضاغط والمراوح. بشكل عام، تُعرف المضخات الحرارية بكفاءتها في استخدام الطاقة، خاصة في المناخات المعتدلة، وقدرتها على توفير وظائف التدفئة والتبريد في نظام واحد.