A hőszivattyú működése viszonylag összetett más fűtési és hűtési rendszerekhez képest. Vagy mégsem? Mindenesetre a hőszivattyú a levegőből (vagy talajból, vízből) hőenergiát szerez, ezt alkalmazza a fűtés működtetéséhez.

A hőszivattyú és a hőfok-különbség

Hogyan képes a hőszivattyú a hideg levegő használatával fűteni otthonunkat? A hőmérséklet-különbség akár lehet 30°C is. Télen kint -10°C fagy, bent viszont 20°C kellemes szobahőmérséklet tapasztalható. Hogyan lehetséges ez?

A hőszivattyú és a hőátadás

A hőátadás a természetben mindenütt jelen van. Működése: mindig a melegebb közeg (pl levegő, víz vagy gáz) adja le hőmérsékletének egy részét a hidegebb közeg felé. A jégkocka nem csak nyáron olvad el, hanem akkor is, ha télen 2°C-ra enyhül a fagyos idő, vagy, ha 8°Cos limonádéba tesszük. Értelemszerűen nyáron a nagyobb hőmérséklet-különbség miatt gyorsabban zajlik le ezen folyamat.

A hőszivattyú és az abszolút 0 fok

Az abszolút nulla fok -273 °C, azaz 0 Kelvin az az érték, amelynél elméletben sem létezhet hidegebb dolog az univerzumban. Az ennél nagyobb hőmérsékletű anyagok úgynevezett belső energiával bírnak, amelyet leadhatnak egy náluk alacsonyabb hőmérsékletű közegnek. Ez alapján a -10°C-os levegőből is lehetséges hőt, energiát nyerni. Ez a hőszivattyú működésének elve.

Gázok a hőszivattyúban

A gázok esetében a térfogatváltozás során hőfelvétel vagy hőleadás történik. Amennyiben egy gáz térfogata lecsökken, hőt ad le, (melegítő hatás), ha növekszik a térfogata, nagyobb teret tölthet ki, hőelvonás figyelhető meg (hűtő hatás). A hőszivattyú ilyen módon képes a gáz halmazállapotú anyagot hőleadásra, hőfelvételre bírni.