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出典検索?: "ヒートポンプ" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2023年4月）
エアコン電気冷蔵庫給湯機（エコキュート）

ヒートポンプ（英: heat pump）とは、大気中の熱を汲み上げ、熱エネルギーに転換するしくみをいう[1]。

熱媒体や半導体等を用いて低温部分から高温部分へ熱を移動させる技術である。手法はいくつかあるが主流は気体の圧縮・膨張と熱交換を組み合わせたもので、一般家庭でもみられる製品でヒートポンプを使っているものとして冷凍冷蔵庫、エアコン、ヒートポンプ式給湯器などがある。

家電製品の分類の「ヒートポンプ」は、「ヒートポンプ式給湯器」を示し、冷蔵庫やエアコンなどはヒートポンプ式とは呼ばない。
概要

19世紀後半より、熱力学の理論としては確立されていた。当初は熱移動による冷却技術として利用が始まり、その後1970年代後半には熱回収によって加熱を行う省エネルギー技術としても利用されるようになった。

冷却にも加熱にも同じ原理が使える。熱の移送の方向を逆にして同じ装置を加熱にも冷却にも使ったり（エアコンなど）、冷温熱同時取り出し（給湯製氷機など）も可能である。

冷却（冷房・冷蔵・冷凍・製氷）には実用的な代替手段が乏しいため、全ての分野でヒートポンプが使われている。

加熱（暖房・給湯）の場合、発熱現象そのもの（燃焼など）を利用する従来の方法に徐々に取って代わりつつある。大気・地中熱・水（地下水・河川・下水道）・排熱等から、投入エネルギー（電気が多いがその他の動力・熱のものもある）よりも多い熱エネルギーを回収して利用する[2]。適切な条件下で利用すれば省エネルギーや温暖化ガスの排出量削減が可能であり、地球温暖化への対策技術の一つにも挙げられている[3]。
原理気体液化ヒートポンプのしくみ。
1:凝縮器、2:膨張弁、3:蒸発器、4:圧縮機
赤が高温、青が低温。

理論上は逆カルノーサイクルが最高効率である。
気化熱+凝縮熱
冷蔵庫、冷凍庫、エアコンなどで使われるヒートポンプでは、熱媒体の気化熱および凝縮熱を用いて周辺環境中の空気、水、土、岩と熱のやり取りを行う。熱媒体は機器の用途によって呼び方が変わり、冷却機器であれば冷媒、加熱機器であれば熱媒とも呼ばれる。熱媒体を用いるヒートポンプによる熱移動では可逆（逆の順番も可能）な発熱現象と吸熱現象を共に利用する。冷暖房では、熱媒体を減圧することにより周囲より温度を下げ室内（冷房時）または屋外（暖房時）の空気から吸熱させる。周囲から吸熱した熱媒体を加圧することにより温度を上げ、屋外（冷房時）または室内（暖房時）の空気に対して発熱させる。熱媒体となる流体を連続的に循環させることが多い。
格子振動
ペルティエ素子などの半導体を用いたヒートポンプ機器では電流を熱電素子に流すことにより素子内部に格子振動を人工的に引き起こして熱移動を行う。主に精密な温度管理が求められる医療用機器や小型の冷温庫に用いられる。
種類ペルティエ素子（半導体ヒートポンプ）

動作原理・動力源・熱源等に応じて、下記のような分類がある。
動作原理による分類

熱の輸送原理により、下記のように分類される。

冷媒・熱媒に起こる発熱・吸熱現象を利用するもの

蒸気圧縮ヒートポンプ（気体液化ヒートポンプ） - 液体が気化する際の気化熱と、再び液体に戻る際の凝縮熱を利用する。

スターリングヒートポンプ - スターリングエンジン（温度差からエネルギーを得る）の逆現象