Toplotne črpalke so naprave, ki uporabljajo določeno tehnologijo, ki rešuje problem varčne klimatske naprave z eno samo napravo, ker omogoča ogrevanje in hlajenje. Poleg tega lahko proizvajajo tudi toplo sanitarno vodo.
Obstajajo tri različice - ki jih bomo kmalu videli -, ki jih bomo izbrali glede na podnebne razmere in potrebe: zrak-voda, voda-voda, zemlja-voda.
Toplotne črpalke so še posebej primerne za nizkotemperaturne sisteme (radiatorji z nizko ali srednjo temperaturo in, še bolje, za sevalne plošče), vendar so na voljo tudi v različicah, ki se uporabljajo v stavbah, že zgrajenih z visokotemperaturnimi sistemi (radiatorji ).
Večino toplotnih črpalk poganja elektrika (za to najdejo idealnega partnerja v fotovoltaičnih sistemih), obstajajo pa tudi modeli, ki delujejo na plin.
Novost tega sistema je, da ne ustvarja toplote: preprosto ga prenaša z enega kraja na drugega . Iz tega razloga govorimo o donosu (in ne o energetski učinkovitosti).
Postopek je podoben kot pri hladilniku, vendar obratno. Domači hladilnik izvleče toploto iz notranje prostornine in jo razprši zunaj s pomočjo tako imenovanega "hladnega cikla". Po drugi strani toplotna črpalka uporablja vroč cikel: toploto na primer vzame iz zunanjega okolja in jo prenese v notranji izmenjevalnik, kjer se voda pregreje, ta pa nato doseže radiatorje in pipe.
Črpalka ima običajno v sebi plin (freon), ki lahko absorbira toploto iz naravnega vira . Ta plin je stisnjen, tako da - zaradi tlaka - temperatura naraste in odda toploto.
Obstajata dve možnosti za hlajenje prostorov . Pri prvem je cikel obrnjen: plin absorbira toploto iz notranjega okolja in jo premakne zunaj. Z drugo pa v sistemu kroži hladna voda.
Poleti si povrne toploto in ogreva domačo vodo
V številnih sistemih toplotnih črpalk notranja enota z neposrednim raztezanjem, ki zagotavlja ogrevanje in hlajenje, omogoča rekuperacijo toplote, odvzete iz prostorov poleti, in njeno uporabo za ogrevanje sanitarne vode .
Toplotne črpalke: dejavniki, ki jih je treba upoštevati pred nakupom
Koeficient „COP“: Razmerje med porabljeno in pridobljeno energijo označuje COP, koeficient učinkovitosti. V toplotni črpalki, ki absorbira 1 kW električne energije in napaja 4 ogrevalni sistem, naj bi bil COP enak 4. COP je vrednost, ki jo je navedel proizvajalec glede na natančne obratovalne pogoje in temperature . Njegova vrednost je navedena na tehničnem listu naprave in je uporabna za primerjavo različnih modelov.
TO "SPF" ali "SCOP": sezonski izkoristek (SPF ali SCOP) je veliko pomembnejši podatek kot COP, ker upošteva dejanske razmere stroja v ogrevalnem sistemu. Dobrota sezonskih zmogljivosti je odvisna od številnih dejavnikov, vključno s kakovostjo izdelave toplotne črpalke, podnebnim pasom, v katerem stroj deluje, in vrsto ogrevalnega sistema. Vpliva pa tudi skrbno načrtovanje in pravilna namestitev sistema. Iz tega razloga sezonska zmogljivost ni tehnični podatek, ki ga predloži proizvajalec, ampak ga je mogoče oceniti v fazi načrtovanja.