Hur fungerar det?

Principen för vad som händer i en kylmaskin eller värmepump är alltid den samma. Målet är att kyla eller att värma någonting. För att detta ska vara möjligt så måste vi uppta energi (värme) någonstans och avge energi (värme) någon annanstans. Vi kan ju ha en värmepump hemma för att värma vårat hus, det gör vi genom att ta energi på en annan plast, exempelvis från uteluften eller från ett borrhål i berget eller från den omgivande marken. Med hjälp av den energin kan vi värma vårt hur. Precis samma sak gör vi faktiskt när vi kyler livsmedel eller använder AC i våra bilar. Vi tar energi, fast istället inne i kylskåpet eller inne i bilens kupé och så lämnar vi av den värmen utanför så att vi kan sänka temperaturen på insidan.

Vi flyttar med andra ord värme från en plats till en annan. Antingen gör vi det för att vi vill ha varmt eller för att vi vill ha kallt på en plats. Alltså värmepump eller kylmaskin. Men oavsett vilken typ av maskin det handlar om så gör dem egentligen samma sak.

För att detta ska vara möjligt så behöver vi ha en maskin med ett köldmedium. Det är ett medie som är bra på att bära energi (värme). I den här maskinen så ser vi till att förändra trycket så att köldmediet blir kallt i vissa delar av maskinen och varmt i andra delar. Om vi skapar ett lågt tryck så kommer mediet att bli kallt nämligen och om vi ökar på trycket så kommer det istället att bli varmt. (När vi komprimerar något så ökar trycket och värme uppstår, när vi minskar trycket så blir det istället kallare igen)

Så om vi kunde se till att halva maskinen har högt tryck och den andra halvan har lågt tryck så blir det helt plötsligt möjligt att ta energi på en plats och avge energi på en annan plats. Om vi tänker oss en luftvärmepump till exempel så vill vi att utedelen ska ta energi (värme) från sin omgivning och vi vill att innedelen ska avge energi (värme) i rummet som den befinner sig.

Om vi ska kunna ta energi från luften ute så måste själva utedelen med dess värmeväxlare vara ännu kallare än uteluften. Värme går ju alltid mot det som är kallt och om utedelen är väldigt kall så kommer lite av uteluften att vilja värma upp växlaren. För att få utedelen att bli kallare än sin omgivning så kan vi helt enkelt sänka trycket inne i utedelen för då blir den nämligen kall.

Precis samma princip gäller sen för innedelen som ska leverera värme till huset. Men då vill vi ju istället att den ska vara varmare än rummet så att den kan ge oss värme. Värme kommer vi att kunna få där om vi istället ser till att öka trycket i maskinen för då blir det varmt och värmeväxlaren kommer nu att vara varmare än rumsluften.

Till våran hjälp har vi också fläktar i både innedelen och utedelen som hela tiden ser till att flytta runt en massa luft för att göra detta ännu mer effektivt så att vi kan uppta mer energi från uteluften och avge mer energi på ett effektivt vis inomhus så att det blir varmt överallt.

Bilden visar en luftvärmepump där fläkten i innedelen drar med sig luft längst med taket och suger in genom den varma värmeväxlaren så att den kan blåsa ut värmen i rummet, vi avger alltså energi här.
I utedelen så ser vi att fläkten suger in sval/kall luft på baksidan genom värmeväxlaren som är ordentligt kall eftersom vi sänkt trycket så kraftigt, då kommer lite av den energin som finns i uteluften att vilja värma upp den kalla växlaren och då upptar vi energi. Ut ur pumpen så blåser det då ännu lite kallare helt plötsligt eftersom energin gick åt för att värma upp växlaren en aning.