Lämpöpumppu on laite, joka hyödyntää poistoilman, ulkoilman, vesistön, pintamaan tai kallion lämpöenergiaa, jota on aina tarjolla, kun lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Lämpöpumput pystyvät toimimaan tyypin ja mallin mukaan hyvin siis pakkaskeleissäkin, mutta laitteiden tekniset ja taloudelliset rajat voivat tulla vastaan aiemmin.
Lämpöpumpun keräämä lämpö on yleensä liian viileää hyödynnettäväksi sellaisenaan. Siksi se pitää nostaa korkeampaan lämpötilaan. Alla olevassa kuvassa on esitetty maalämmön toimintaperiaate. Muiden lämpöpumppujen toimintaperiaate on samankaltainen, vain lämmönkeruutapa on erilainen.
1. Höyrystimessä keruupiiristä (A) lämpöenergia siirtyy lämpöpumpun kylmäainepiiriin (B). Kylmäaine muuttuu nesteestä kaasuksi.
2. Lämpöpumpun kompressori puristaa kylmäainehöyryn korkeapaineiseksi kaasuksi, jolloin lämpötila kohoaa. Puristamiseen käytetty sähköenergia muuttuu lämmöksi ja nostaa myös kylmäaineen lämpötilaa.
3. Lämpöpumpun lauhduttimessa lämpöenergia siirtyy kylmäaineesta rakennuksen lämmitysjärjestelmään (C). Samalla kylmäaine muuttuu nesteeksi. Lämpöenergia voidaan hyödyntää sekä lämmitysverkostossa että käyttöveden lämmityksessä.
4. Lämpöpumpun paisuntaventtiilissä kylmäaineen painetta alennetaan, jolloin kylmäaineen lämpötila laskee. Kylmäaine virtaa höyrystimeen ja prosessi jatkuu kohdan 1 mukaisesti.
5. Vuodonilmaisimena toimii laitteen matalapainekytkin, joka sammuttaa kompressorin ja kiertopiirin pumpun, sekä antaa samalla hälytyksen, mikäli lämmönkeruunesteen määrä tai kierto ei ole riittävä.
Absoluuttinen nollapiste = teoreettinen lämpötila, jossa lämpöliike on täysin pysähtynyt; −273,15 celsiusta tai 0 kelviniä.
Kompressori = sähköllä tai polttomoottorilla toimiva pumppu, joka pumppaa kaasua pienempään tilaan, mikä lisää kaasun painetta ja lämpötilaa.
Lämmönvaihdin tai -siirrin = laitteisto, jolla lämpöenergiaa siirretään lämmitys- tai jäähdytystarkoituksessa eri lämpötilassa olevien nesteiden välillä.