A foszilis tüzelőanyagok készlete lassan kimerűl és egyre drágább lesz. Ezt a folyamatot sajnos nem lehet megállítani. Egy letisztult környezetbarát megoldást a hőszivattyús technológia jelenthet. A hőszivattyús berendezések beszerzési költsége magasabb mint az olaj vagy gáztüzelésűé, azonban az üzemeltetéskor jelentkező költségek maximum 50 % -a a hagyományos fűtéseknek.
A hőszivattyú alapelvét évtizedek óta használjuk a minden háztartásban megtalálható hűtőszekrény működésekor.
A hűtőközeg elpárolgása és kondenzálódása révén a hűtőszekrény belsejéből (hidegebb zóna) hőt von el és azt a hűtőszekrény környezetében (melegebb zóna) adja le. Vagyis a hidegebb helyről hőt szállít a melegebb helyre.
A hőszivattyúkat ezért gyakran emlegetik „kifordított hűtőszekrénynek”, ami kívül hűt, belül fűt.
Az elméleti tárgyalás alapját a Carnot-féle termodinamikai körfolyamat képezi, amely összesen négy, szabályosan ismétlődő és megfordítható (reverzibilis) állapotváltozásból áll, azaz két hőcserélőből, egy kompresszorból és egy fojtó (expanziós) szelepből. Ezeket csővezetékek kötik össze, melyekben a hűtőközeg kering.
A fojtószelep által lecsökkentett nyomású, hideg folyadék a elpárologtató hőcserélőbe jut.
Mivel, köztudott, hogy alacsonyabb nyomáson, a közegek alacsonyabb hőmérsékleten forrnak, az elpárologtatóban a hűtőközeg forrni kezd,, vagyis elpárolog, ezáltal hőt von el a környezettől, a kollektor oldalról.
A már gáz halmazállapotú hűtőközeget a kompresszor ismét összenyomja, és nagy nyomáson "cseppfolyósítja" vagyis kondenzálja, a hűtőközeg a halmazállapot változáskor jellemző hőt ad le a környezetnek, vagyis a kondenzátor oldalt melegíti.
Ha az elpárologtató a talajban vagy valamilyen természeti közegben helyezkedik el, akkor azt hűti, míg a kondenzátor a házban lévő fűtési rendszer vízét melegíti. A ténylegesen megfizetendő energia a kompresszor működtetéséhez szükséges elektromos enrgia lesz. Mivel a tényleges hasznos hőt a hűtőközeg "beszállítja", a kondenzátoron leadott hőmenniyég 3-4-szer több lehet, mint a kompresszor által felvett elektromos energia.
Ha az elpárologtató a talajban vagy valamilyen természeti közegben helyezkedik el, akkor azt hűti, míg a kondenzátor a házban lévő fűtési rendszer vízét melegíti. A ténylegesen megfizetendő energia a kompresszor működtetéséhez szükséges elektromos enrgia lesz. Mivel a tényleges hasznos hőt a hűtőközeg "beszállítja", a kondenzátoron leadott hőmenniyég 3-4-szer több lehet, mint a kompresszor által felvett elektromos energia.
Azt a számot, amely a felvett elektromos energia és a leadott hőenergia hányadosa, nevezzük hatékonységi mutatónak, vagy az EER számnak (angol Energy Efficiency Ratio). Minél nagyobb az EER szám, annál hatékonyabb a hőszivattyú.
Az EER szám nagyban függ a kollektor oldali hőmérséklettől, és a felhasználói oldali hőmérséklettől. vagyis minél melegebb a kollektor, annál hatékonyabban lehet a hőt átszállítani a felhasználói oldalra.
Fontos szempontként értékelik az un. COP számot is.
Annak függvényében, hogy milyen a kollektor oldal, beszélhetünk termálvizes, levegős, vagy geotermikus hőszivattyúkról.