热泵,冰箱和空调使用工作将热量从较冷的地方移动到较暖的地方,因此它们的功能与热机相反。 施加到它们的工作能量(Win)被转换成热量,并且从冷库(QC)移动的能量和热能的总和等于加到热水箱(QH)的总热能)
它们的效率是通过性能系数(COP)来衡量的。热泵是通过加热到热水箱的效率来测量的,即
使用“性能系数”来代替“效率”的原因是,由于这些装置正在移动热量,而不是产生热量,因此它们移动的热量可能大于输入功率,因此COP可以更大 超过1(100%)。因此,如在电加热器或炉中那样,热泵可以是比将简单地将输入工作转换成热量更有效的加热方式。
由于它们是热力发动机,所以这些装置也受到卡诺定理的限制。 卡尔诺效率对于这些过程的极限值,理论上只有理想的“可逆”循环才能实现的平等是:
在被认为是冰箱时,在考虑作为热泵时,在相同温度下使用的相同装置更有效率:
这是因为当加热时,用于运行设备的工作被转换为热量并增加了期望的效果,而如果期望的效果是冷却,则由输入工作产生的热量只是不需要的副产物。有时,效率一词用于实现COP与卡诺COP的比例,不超过100%。