Tоплинските пумпи имаат задачата да ја извлечат топлинската енергија од изворен медиум (вода, воздух или земја) која е со пониска температура, користејќи технички процес за зголемување на температурата на водата како и пренесување на корисната топлина во систем што треба да се загрева. Водата има 4 пати поголем специфичен топлински капацитет од воздухот и поради многу поголемата густина бара помала транспортна енергија. Затоа, водата се смета за подобар медиум за пренос на топлина од воздухот.
Принципот на топлинска пумпа се користи и за ладење. За двете задачи, топлинските пумпи користат таканаречени средства за ладење, чија точка на испарување е на релативно ниски температури.
Еден показател за техничките системи е коефициентот на перформанси. Во форма на сооднос го означува односот на излезната моќност со влезната моќност, односно колку употреблива излезна топлина во форма на топлина генерира топлинската пумпа во споредба со потрошената електрична енергија врз основа на стандардна работна точка. Во пракса, топлинските пумпи постигнуваат коефициенти на перформанси до 6.
Пресметувањето на потребната излезна топлина е целта при определувањето на димензиите на системот за топлинска пумпа, што зависи од самата потреба од вкупен излез, видот на расположливиот и изборот на извори на топлина - земја, подземна вода или воздух; саканата температура на проток на дистрибутивниот систем, режимот на работа на топлинската пумпа и така натаму.
Вкупната излезна потреба се состои од моќност за греење што ја бара објектот, барања за моќност за подготовка на топла вода, барања за моќност за посебни намени (на пр. базени за греење). Овој излез сепак варира и зависи од типот на зградата - новоизградена или стара зграда, дали има специјална топлинска изолација итн.
При дизајнирање на системи за топлинска пумпа прва и најважна цел која сакаме да ја постигнеме е покривање на потребните барања за греење со најниски можни температури на проток. Максималната температура на проток треба да биде дизајнирана да биде помеѓу 30 и 35°C за да може целосно да се искористи потенцијалот за заштеда на енергија на топлинската пумпа.
Општо земено, температурата на протокот може да се минимизира со помош на насочени мерки, како на пример:
· Ефикасна изолација на зградите,
· Замена на лошо изолирани прозорци,
· Намалување на загубите преку насочена вентилација,
· Инсталација на систем за подно греење со потесно растојание меѓу цевките.
Затоа, системите за топлинска пумпа се особено прилагодени за системи за греење каде што може да се постигне повисок ефект на релативно ниски температури, особено системи за подно и ѕидно греење. Површинското греење има свои предности во однос на другите системи за дистрибуција на топлина како фенкојлери, радијатори:
1. Со зрачење, површините – како подови, ѕидови или тавани – се загреваат или ладат за да се разменат енергија со просторијата. Топлинската енергија се разменува во режим на ладење. Предметите, луѓето, уредите и изворите на светлина испуштаат топлинска енергија која се апсорбира од студената површина. Спротивното е случај во режимот на греење. Енергијата се пренесува од загреаната површина со зрачење и се апсорбира од предметите и луѓето.
2. Подното греење произведува зрачна топлина што прави да се чувствувате топло. Зрачната топлина директно го загрева предметот и ја одржува природната влажност во просторијата, па затоа се избегнуваат топли и ладни (пре/подгревање) места во просторијата. Се избегнува трошењето енергија и пари!
3. Подното греење не го ограничува поставувањето на мебелот и дава целосна слобода на дизајнот во зградата - без изложени топли површини или остри агли.
4. Исто така, се зонирањето за врвна удобност преку индивидуална контрола на температурата во секоја соба е можно кога се користи површинското греење.
За разлика од подното греење, радијаторите не можат да се спојат со топлински пумпи: стандардните радијатори се компатибилни со котли, но не се препорачуваат за топлински пумпи (ова е поради повисоките температури на водата што ги бараат радијаторите за ефикасно да работат). Може да изберете радијатори со ниска температура специјално за системи со топлинска пумпа или да изберете поголеми радијатори за да го загреете домот со пониски температури на водата.
Вентилаторите, пак се користат главно во мешани системи за климатизација на воздух/вода, а работата на вентилаторот е многу слична на радијаторот на нашите автомобили. Намотката на вентилаторот е дефинирана како единица со целосно кружење: воздухот се зема од околината преку вентилатор, а потоа поминува низ филтер способен да задржува прашина и честички. Оттука, тој се турка кон разменувачот на топлина, каде што, со присилна конвекција, разменува топлина со водата пред да биде исфрлен. Во режимот на греење, топлината се повлекува, додека во режимот на ладење се ослободува. Кога воздухот се лади, тој исто така се одвлажнува, бидејќи процесот на ладење ја намалува неговата способност за транспорт на честички од вода, кои создаваат влага.
Главна карактеристика, тоа што може да управува со топлото и ладното заедно, меѓу предностите на вентилаторот, исто така, откриваме дека е особено погоден за куќи, канцеларии и просечни простори, кои се загреваат или ладат за многу пократко време во споредба со традиционални системи, а истовремено вршат и одвлажнување на просториите.