Uma bomba de calor é um dispositivo que retira calor de uma fonte e o move para outro local através de meios eléctricos ou mecânicos. As bombas de calor podem ser usadas para aquecer ou resfriar.
As tecnologias de bombas de calor incluem mudança de fase, termoelétricas, termoacústicas e resfriadores magnéticos. HVAC e outros métodos de arrefecimento por mudança de fase são de natureza mecânica. A mudança de fase funciona utilizando um gás volátil (um refrigerante) que é mecanicamente comprimido a um líquido com baixa energia e depois bombeado através de um laço. O refrigerante é evaporado em uma fonte de calor, absorvendo o calor. Em seguida, ele se move para irradiar calor para fora do sistema em outra área e depois volta para o compressor.
Fase change cooling is used in refrigerators and building heating and cooling, as well as extreme cooling of electronics. Devido à sua eficiência relativamente elevada, as bombas de calor AVAC são frequentemente utilizadas para cargas maiores, como centros de dados e usos industriais onde o seu grande tamanho não é problemático.
Os refrigeradores termoeléctricos são bombas de calor eléctricas. Um sistema de arrefecimento termoeléctrico emprega tipicamente uma matriz de pastilhas semicondutoras ensanduichadas entre dois grandes eléctrodos. Quando uma fonte de tensão DC é conectada entre os eletrodos, o lado carregado negativamente torna-se mais frio, enquanto o lado carregado positivamente torna-se mais quente que a temperatura de entrada.
O lado negativo é colocado em contato com o componente, dispositivo ou meio a ser resfriado, enquanto o lado positivo é conectado a um componente de resfriamento, como um dissipador de calor, que irradia ou dissipa a energia térmica para o ambiente externo. A termoelétrica pode ser encontrada em tamanhos compactos para a microeletrônica de resfriamento e uma série de aplicações científicas.
Bombas de calor termoacústicas utilizam a conversão do calor em vibrações acústicas. A principal força por trás da termoacústica é o movimento do calor juntamente com a propagação das ondas. O arrefecimento termoacústico é utilizado em criogenia.
Bombas de calor magnéticas utilizam a capacidade de um conjunto de ímanes para mover o calor do lado do arrefecimento para o lado do aquecimento. O calor é transferido para uma liga ferromagnética que é movida da área de resfriamento para um ambiente externo no qual o calor irradia. Este é um campo mais experimental mas estima-se que as bombas de calor magnéticas poderiam melhorar a eficiência de refrigeração em até 40 por cento.