Als thermodynamischen Kreisprozess bezeichne ich einen Prozess ... Kreislauf ... Joule-Thomson-Effekt ... .., in dem ein Arbeitsmedium eine Reihe von Zustandsänderungen durchläuft, bevor es seinen ursprünglichen Zustand wieder erreicht und der Vorgang erneut beginnen kann. Der Drehrichtung des Kreisprozesses gemäß unterscheidet man:

rechtslaufende Prozesse: Ein Teil der zugeführten Wärmeenergie wird in mechanische Arbeit umgesetzt (z. B. Kraftwerk). linkslaufende Prozesse: Umweltwärme mit niederer Temperatur wird durch Zufuhr mechanischer Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau gehoben (z. B. Wärmepumpe).

Der thermodynamische Kreisprozess von Kompressionswärmepumpen ist in vier Hauptphasen unterteilt:

Verdampfung Das Kältemittel wird im Verdampfer bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur verdampft. Die Energie hierfür wird der Wärmequelle entzogen. In dieser Phase ist das Kältemittel auf einem niedrigen Druckniveau gasförmig.

Verdichtung Der Kältemitteldampf wird mittels eines elektrisch angetriebenen Verdichters auf einen höheren Druck verdichtet, wodurch die Temperatur des Kältemittels ansteigt. In dieser Phase ist das Kältemittel auf einem hohen Druckniveau gasförmig

Verflüssigung Der unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende Kältemitteldampf wird im Kondensator verflüssigt, wobei das Kältemittel Wärme an einen Wärmeträger abgibt. Diese Wärme wird dem Verbraucher (z.B. Raumheizung, Warmwasser) zur Verfügung gestellt. Das Kältemittel ist auf einem hohen Druckniveau flüssig.

Entspannung Das flüssige Kältemittel wird durch ein Drosselorgan (Expansionsventil) entspannt (expandiert), wodurch das Kältemittel von hohem auf niedrigen Druck gebracht wird. Dies führt zu einem starken Temperaturabfall, und der Kreisprozess kann erneut beginnen. In dieser vierten Phase ist das Kältemittel auf einem niedrigen Druckniveau großteils flüssig.