A hőszivattyúk alapvető működése az alábbiakból áll: a természetes környezetből (alacsonyabb hőmérsékletű tárolóból) felvett hőenergia átalakítása hasznos energiává a használati melegvíz (magasabb hőmérsékletű tároló) felmelegítéséhez és előállításához.
A párologtató egység és kondenzátor, amelyek az áramkör fő elemeit képezik a kompresszor és az expanziós szelep mellett, továbbítják a közbenső áramkörökben létrehozott energiát. Egy kompresszoros hőszivattyú különböző természetes energiaforrások kihasználásán alapulhat, a földből, légköri levegőből és felszíni vagy felszín alatti vizekből kinyerve azokat.
A korszerű energiahatékony rendszerek egyre gyakrabban használnak hőszivattyúkat. Automatizáltak, nincsen karbantartási igényük, és gazdaságosak. Egy megfelelően beszerelt hőszivattyú jóval alacsonyabb fűtésszámlákat eredményez, mint a hagyományos rendszerek, és a beruházás gyorsan megtérül.
Levegős hőszivattyúk
A levegős hőszivattyúk használhatók épületek fűtésére és hűtésére is. Kitűnő alternatívái a talajkollektoros hőszivattyúknak. Ideális választást jelentenek olyankor, amikor nincsen elég hely levegő–talaj hőcserélőt telepíteni a telken.
Kétfajta levegős hőszivattyú van. A leggyakrabban használt a levegő–levegő szivattyú. A levegőből nyeri ki a hőt, és elszállítja az épület belsejébe vagy az épületen kívülre, évszaktól függően.
A másik fajta levegős szivattyú a levegő–víz szivattyú, amely még 0° alatti hőmérsékleten is nagy hatásfokkal működik. A levegő–víz szivattyúk használhatók lakóépületek fűtésére és használati melegvíz előállítására. Ezek a szivattyúk az épület hűtését is lehetővé teszik a megfordítható áramlási iránnyal.
Abszorpciós szivattyúkat kell beszerelni olyankor, amikor felesleges hulladék- vagy technológiai hő áll rendelkezésre. Az abszorpciós hőszivattyúk abban különböznek a kompresszoros hőszivattyúktól, hogy a működésük másfajta elven alapul. Hőellátásra van szükségük, nem villamosságra. Az elektromos áram csak a szivattyúk megtáplálásához szükséges. Az abszorpciós hőszivattyúk az alábbiakból állnak: kondenzátor, párologtató egység és expanziós szelep. A kompresszoros hőszivattyúban lévő mechanikus kompresszor szerepét különböző egységek veszik át, például egy deszorber, egy abszorber és egy szivattyú, másnéven hőkompresszor.
Ammónia–víz és lítium-bromid–víz abszorpciós hőszivattyúk is kaphatók a piacon. A lítium-bromid készülékek esetén víz a hűtőközeg és lítium-bromid az abszorbens. Az ammóniás készülékek esetén ammónia a közeg és víz az abszorbens.
Földes hőszivattyú
A földes hőszivattyúk a hőszivattyúk leggazdaságosabb fajtái. Kollektoraik segítségével a talaj, mély vízkutak és tavak vagy vízfolyások vizeinek energiaforrásait csapolják meg. A stabil talajhőmérsékletnek köszönhetően fenntarthatók az állandó gépparaméterek. Ez képezi a rendszer gazdaságos működésének alapját, egyenletes hőmérsékletet (fűtést) biztosítva a lakásban.
A földes rendszereknek két változata van: vízszintes (talajkollektoros) és függőleges (talajszondás). A felszíni hőcserélő a nap és az esővíz energiát használja, ezért az ilyen rendszereknél kulcsfontosságú az építési telek megfelelő kialakítása.
A hőszivattyú hűtési funkciót is el tud látni a ciklus megfordításával. A megfordítható szivattyúk drágábbak, mint a hagyományosak. Nemcsak a központi fűtési rendszert tudják ellátni és a használati melegvizet felmelegíteni, hanem a helyiségeket is képesek hűteni nyáron. Évszaktól függően a szivattyúba épített keményforrasztott lemezes hőcserélő kondenzátorként vagy párologtató egységként működik.
A hidegebb éghajlatokon, ahol nincsen szükség légkondicionálásra, érdemes az adott célra tervezett hőszivattyúkat használni, mert a megfordítható hőszivattyúk használata nem lenne gazdaságos. Mivel a célirányos hőszivattyú csak fűtést végez, az üzemeltetési költségei jóval alacsonyabbak, mint a megfordítható ciklusú hőszivattyúké.
Nagyteljesítményű vizes hőszivattyú
Az ipari hőszivattyúk fűtést és hűtést is végezhetnek, különböző folyamatok útján hasznosítva az energiát. Egy nagyteljesítményű hőszivattyú beszerelése egy ipari épületbe kiemelkedő haszonnal járhat a költségek és szennyeződéskibocsátások csökkentése, valamint a levegőminőség javítása szempontjából.
A szivattyú a működésekor egy technológiai folyamatból vizet gyűjt egy tartályba. Nyaranta a tárolt vizet egy áramkör hűti ventilátorokkal. Telente a tartályok az alacsonyabb hőmérséklet hőtárolóját képezik a szivattyúnál. A víz a tartályból a hőszivattyú párologtató egységéhez halad, ahol átadja hőjét a hűtőközegnek. A központi fűtés vize a szivattyú kondenzátorában melegszik fel, és a keletkezett hő a központi fűtés rendszerének adódik át.
