Ob omembi toplotne črpalke avtomatično pomislimo na
vodno črpalko. V bistvu to ni tako zelo narobe. Podobno kot voda, ki teče
vedno po hribu navzdol, teče toplota vedno v smeri padajoče (nižje) temperature.
Kadar želimo vodo dvigniti na višji nivo, potrebujemo črpalko in energijo
za pogon te črpalke. Pri toplotni črpalki gre za podoben princip samo, da
se namesto vode prečrpava toplota.
Enako količino toplote, ki uide iz hiše skozi stene, okna, vrata in strehe
je potrebno nadomestiti s toplotnim virom višjih temperatur, z ogrevalnim
sistemom. To vse pa seveda brez pomoči tehnike ni mogoče.
1 -Brez "toplotne črpalke"
Omenjeni proces je moč primerjati s propustnim rezervoarjem
za vodo:
da bi lahko obdržali razliko nivoja vodne gladine v rezervoarju in okolice
je potrebno stalno dotakati vodo iz višjega vira v rezervoar. Na ta način
ostane nivo vode v rezervoarju konstanten (slika 1).
Če želimo varčevati z vodo višjega vira, je potrebno, da del vodnega toka
hkrati služi za pogon vodne črpalke. Tako bo s pomočjo vodnega toka prečrpan
velik del potrebne vode za ohranjanje nivoja gladine iz nižje ležeče okoliške
gladine (slika 2).
2 -S "toplotno črpalko"
Primer, ki ponazarja princip TČ:
z majhnim delom višje energije (elektrike) se veliko, sicer neuporabne energije
"prečrpa" na za ogrevanje uporabni temperaturni nivo.
3/4 potrebne energije priskrbi okolje. Z uporabo te toplote in 1/4 pogonske
energije je toplotna črpalka popoln in okolju prijazen ogrevalni sistem.
V principu gre pri procesu TČ za krožni proces, v katerem je hladivo (tekočina
z nizko točko vrelišča) podvrženo različnim spremembam agregatnega stanja
uparjanju, kondenzaciji, ekspanziji in kompresiji.
TČ spreminja toploto nižje temperature v toploto
višje temperature
V uparjalniku vzame TČ iz okolice (zemlje, vode ali zraka) shranjeno sončno energijo in jo skupaj s pogonsko energijo
odda v obliki toplote za ogrevanje stanovanja ali segrevanje sanitarne vode.
Ker toplota ne prehaja sama od sebe s hladnejšega telesa na toplejše, naredi to toplotna črpalka s pomočjo delčka višje energije
in iz okolja odvzeto toploto spremeni na za ogrevanje primeren temperaturni nivo.
Enostavno povedano, veliko količino toplote okolice, na nizkem temperaturnem nivoju - TČ (kompresor) stisne, v manjšo količino toplote
na višjem temperaturnem nivoju.
Oziroma toplotna črpalka deluje podobno kot hladilnik z enako tehniko, samo obrnjenim procesom.
