Hőszivattyú hűtésre, fűtésre

Évek óta velünk él a hőszivattyú, s egyre több háztartásban alkalmazott megoldás. Ráadásul a gép, ha kell, fűt, ha kell, hűt. Ha a berendezés energiaigényét napelemmel biztosítjuk, akkor szinte ingyen dolgozik számunkra. Ez egy olyan berendezés, ami az egyik oldalán kivont hőt a másik oldalára szállítja és leadja. Magyarul attól az oldaltól, melytől hőt von el, azt hűti, ahol leadja, azt fűti. Télen a kinti környezettől von el hőt, amit bent lead, nyáron pedig a lakásból von el hőt, amit a környezetben ad le. 
A hőszivattyút elhelyezhetjük kint a szabad levegőn, de beáshatjuk a talajba is, ahol a talajhőt, illetve a talajvíz hőmérsékletét veszi fel és vezeti a lakásba, illetve nyáron fordítva történik mindez. 
Működését kicsit nehéz megérteni, hiszen akár mínusz húszfokos hidegből is képes meleget előállítani. Hogy hogyan? Az alapelv a folyadékok gázzá, a gázok folyadékká való átalakulásának, illetve az ezzel kapcsolatos párolgás fizikai törvényszerűségéből indul ki. Amikor egy folyadék elpárolog, tehát gázzá alakul, akkor hőt von el a környezetéből, amikor a gáz folyadékká alakul, akkor hő termelődik. A fizikai alapvetésekhez tartozik még, hogy a természetes hőátadás mindig a melegebb közeg felől a hidegebb felé áramlik, egy meleg felület mindig hőt ad át a hidegebbnek. 
A hőszivattyú a fenti elvek alapján működik. Benne speciális összetételű folyadékot keringetnek, illetve nyomnak össze: ezekhez kell a már említett külsőleg bevitt villamos energia. 
A lényeg, hogyha nyomás alá helyezünk egy gázt, vagyis csökkentjük a térfogatát, akkor az hőt ad le, vagyis felmelegszik. Ha engedjük a gáz térfogatát növekedni, akkor hőt von el a környezetből, vagyis hűti azt. 
A hőszivattyú által szállított hő mintegy 75%-át a környezetből vonja el, a fennmaradó 25%-ot pedig a kompresszió során keletkezett energiából állítja elő.

A hőszivattyú működése
 párologtat. A párologtatás során a gépben lévő hűtőközeg folyékony, és sokkal hidegebb, mint a körülötte lévő közeg. Vagyis a levegőből, a talajból hőt tud felvenni, elnyelni. A hőszivattyú belsejében lévő hűtőközeg ilyenkor mínusz 30 fokos, ezért aztán még akár mínusz 20 fokos környezeti hőmérséklet esetén is képes abból hőt felvenni. 
 sűrít. Ha ezt az egyenként is felmelegített hűtőközeget összepréseljük, nyomás alá helyezzük, ez megint hőt fog termelni. Ezt kell egy hőcserérővel kinyerni és továbbítani a lakás fűtőberendezésébe, például padló, falfűtő csövekbe vagy radiátorokba. A kompresszor működtetéséhez áram kell, de sokkal kisebb energiát igényel, mint amennyit a hőszivattyú a lakásba szállít. 
 cseppfolyósít. A mű­ködés második felén pont fordított folyamat zajlik le: a hőcserélőben a szivattyúgáz a hőt leadva lehűl és gázból folyékonnyá válik. Ez a kondenzáció, amely során szintén hő keletkezik. 
 old. A működés végső fázisában a folyékony hűtőközeget a kinti oldalra vezetik egy gépelembe, ahol a nyomás nagyon alacsony, vagyis az egész annyira lehűl, hogy képes lesz a külső környezetből ismét hőt felvenni. Majd a folyamat indul elölről.