A fosszilis tüzelőanyagok elégetésének fokozatos leváltása környezetbarátabb megújuló energiaforrásokkal, például hőszivattyúkkal, hozzájárul a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének céljához. Gyakran mondják, hogy a hőszivattyúk úgy működnek, mint a hűtőszekrény, csak fordítva. A külső levegőből, a talajból vagy a vízből hőt juttatnak az épületbe, és a fűtési rendszer részeként felmelegítik azt. A hőszivattyúk két leggyakrabban telepített típusa a levegő-levegő és a talajszondás hőszivattyú. A levegő-levegő hőszivattyúk a legnépszerűbbek a piacon, mivel olcsóbbak és könnyebben telepíthetők. A talajszondás hőszivattyúkat hatékonyabbnak tartják, hosszabb élettartamúak, és az évszakok során állandó hőáramlást biztosítanak. A talajba csöveket kell fektetni, ezért a telepítésük drágább. Különösen alkalmasak új épületekbe. Európában még mindig több millió kazán van használatban, amelyeket az elkövetkező években le kell cserélni. A kormányok egyre inkább ösztönzik az alacsony szén-dioxid-kibocsátású fűtési technológiák alkalmazását.
A hűtőközegek fejlődése a hőszivattyúkban
Minden hőszivattyú alapvető összetevője a kompressziós körfolyamathoz szükséges hűtőközeg, amely sok éven át főként az R-410A és az R-134a volt. A fenntarthatóságra való törekvések miatt az R-410A 2088-as GWP értékével már egyáltalán nem alkalmas az új berendezésekhez. A berendezésgyártók ma már alacsony GWP-jű hűtőközegeket használnak, mint például az R-32 (GWP 675) és az R-454B (GWP 466). Néhány alacsony töltetű, hermetikus, monoblokk rendszer R-290 vagy R-134a hűtőközeget használ. A legtöbb talajszondás hőszivattyú, amely korábban R-407C-t használt, mostanában áttér az R-454C vagy R-455A használatára, amelyeknek nagyon alacsony, 148 GWP értéke van. Egyes alacsony GWP-értékű hűtőközegek bizonyos fokig gyúlékonyak. Amennyiben biztonsági és telepítési szempontból képzett szerelő végzi a munkálatokat, ezek használata elfogadható. Hosszú távon az R-134a helyett az R-1234yf (GWP 4) vagy az R-1234ze (GWP 7) kerül alkalmazásra, rövid távon pedig egyszerűen helyettesíthető R-513A-val (GWP 631).
Egyes speciális alkalmazásokban R-744, R-1233zd, propán vagy ammónia használatos hűtőközegként.
A növényi eredetű közvetítőközeg és a nagyon alacsony GWP-jű hűtőközegek kombinációja nyerő megoldás.
A levegő-víz vagy geotermikus hőszivattyúk közvetítőközegeket használnak, és azt a hőcserélőben a magas nyomású hűtőközeg segítségével felmelegítik, a rendszerhez igazodóan megemelve annak hőmérsékletét. A zárt körű talajszondás hőszivattyúrendszer a közvetítőközeget föld alatti csöveken keresztül keringeti, míg a nyitott körű rendszer a föld alatti vizet használja a hőcserélő folyamathoz, és használat után elengedi. A nyitott hurkot általában egyszerűbb és olcsóbb telepíteni, de több karbantartást igényelhet.
A közvetítőközegek hagyományosan monopropilén-glikol (MPG) alapúak, ami a petrolkémiai ipar terméke. A szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére irányuló célkitűzések miatt eljött az idő, hogy fontolóra vegyük a hagyományos közvetítőközegek alternatíváinak alkalmazását. Az egyik ilyen termék a Greenway® Neo Heat Pump N, amely egy növényi eredetű közvetítőközeg, és amit növényi eredetű 1,3 propándiolból állítanak elő. A biológiai forrásból származó alapanyag előállításához a növényeket betakarítják, erjesztik és finomítják. Az olyan biológiailag lebomló termék használata, mint a Greenway® Neo Heat Pump N, szivárgás esetén csökkenti a talajszennyezés kockázatát, ami különösen fontos egy hőszivattyús rendszer esetében, és kiváló korrózióvédelmet biztosít. Ezenkívül a növényi eredetű 1,3-propándiol gyártási folyamata kevesebb energiát fogyaszt és kevesebb CO2 kibocsátással jár, mint az MPG vagy a szintetikus vegyi anyagoké, így hozzájárul a kisebb környezeti terheléshez. Ami viszont lényeges, hogy az olajtüzelésű kazánok helyettesítése kevésbé energiaigényes, alacsony környezeti hatású közegekkel töltött hőszivattyúkra az első lépés a felelős döntések felé. Minden hőszivattyúnak villamos energiára van szüksége a működéséhez, ugyanakkor energiahatékonyan tudnak hőt szolgáltatni, akár 5-ig terjedő magas teljesítmény együtthatóval (COP), míg a legjobb kondenzációs kazánok COP-ja mindössze 0,9. A berendezésgyártók folytatják a kutatást és fejlesztést a szén-dioxid-mentesítési célok elérése érdekében.
*az EHPA szerint
**az IPCC4 szerint