A hőszivattyú egy rendszerben képes hűteni, fűteni, vizet melegíteni.  Számos előnnyel rendelkezik...

...egyszerű megoldást kínál a hőmérséklet szabályozására, működése azonban nem mindenki számára magától értetődő. A levegő-víz hőszivattyú a környezet levegőjét szívja magába, majd annak energiáját hasznosítva hőt állít elő, amelyet a víz keringetésű rendszernek ad tovább.

Hogyan nyer ki energiát a levegőből a hőszivattyú?

A hőszivattyú képes arra, hogy a levegő (a talajszondás típus a föld, a víz-víz hőszivattyú a talajvíz, stb.) energiáját hasznosítsa. Ez egyszerűen elképzelhető például tavasszal: meleg, napsütötte idő van, a kinti meleg levegő energiáját hasznosítja a hőszivattyú. De mi van akkor, ha a kinti levegő hűvös? Milyen energiát lel a hőszivattyú, ha 10 °C a kinti hőmérséklet? A válasz a fizika törvényeiben rejlik.

A fizika törvényei, avagy a hőszivattyú fortélyai

A hőszivattyú a kinti, hideg levegőből is képes energiát kinyerni. Ez nem kis dolog, ha belegondolunk, a hőmérséklet-különbség télen  akár lehet 30°C is. Kint -10°C-os fagy, bent 20°C kellemes szobahőmérséklet.

A titok nyitja, hogy a fizikában a természetes hőátadás szerint mindig a melegebb közeg (levegő, víz, gáz, stb.) hőt ad le a hidegebb közeg felé. A jégkocka elolvad: nem csak a tűző napon, de ha hideg limonádéba tesszük, vagy 2°C-on tároljuk. Az olvadás így persze több időbe telik.

X > 0 Kelvin = belső energia. A hőszivattyú ezt használja 

Ha egy test hőmérséklete magasabb, mint az abszolút nulla fok, (-273 °C, vagy 0°K) akkor belső energiával rendelkezik. Ezt pedig a nála alacsonyabb hőmérsékletű közegek felé természetszerűen leadja. A -10°C-os kinti hőmérsékletű levegő: gázok elegye, amely 263 °C-kal melegebb az abszolút 0 foknál, így rendelkezik belső energiával. Ezt a hőszivattyú képes kinyerni és felhasználni, fűtőhatást létrehozva.

A gázok hőleadása a hőszivattyúban

Ha egy gáz térfogata csökken, akkor hőt ad le, (fűt), ha pedig növekszik a térfogata, hőt von el a környezetéből (hűt). A hőszivattyú ezeket az állapotváltozásokat éri el: összenyomja a gázt, majd megnöveli annak térfogatát. Az így keletkező hőváltozások energiáját a hőszivattyú hőcserélő rendszerein keresztül továbbítja, működésbe hozva a fűtési vagy a hűtési rendszert.