Toplotna črpalka je naprava ki lahko prenaša energijo iz enega mesta na drugo in ob tem še zvišuje temperaturni nivo toplotne energije. Lahko ohlaja zrak in odvzeto energijo spravi na nivo do 50 stopinj C in obratno, lahko ogreva zunanji zrak in na drugi strani ohlaja določen medij.
Toplotna črpalka vedno hladi in greje istočasno, uporabimo pa le tisto kar tisti trenutek potrebujemo, lahko tudi oboje. Bistvena lastnost toplotnih črpalk je dejstvo, da za porabljeno (in plačano) eno enoto električne energije, dobavijo kar 3-4 x več toplotne energije, kar pomeni da se lahko ogrevamo ali ohlajamo prostore z 3-4 kratnim izkoristkom električne energije, kar je cenovno izredno ugodno.
Toplotne črpalke lahko jemljejo ali oddajajo toploto zraku, zemlji ali vodi. Ker delujejo sodobne toplotne črpalke zrak-voda celo do -20 stopinj C, so zaradi enostavne izvedbe sistema, nizke cene in solidnega izkoristka v prednosti pred ostalimi rešitvami. Toplotne črpalke ne zahtevajo posebnega vzdrževanja, delajo brez okvar desetletje ali več, so lahko po obliki podobne hladilniku in se lepo vklopijo v interier.
Naprave za prezračevanje prostorov, lahko uporabimo tudi za potrebe ogrevanja in hlajenja prostorov. Ogrevanje s toplim zrakom ali t. i. toplozračno ogrevanje je že dolgo znano, saj so ga uporabljali že Rimljani. Vsem poznane klimatske naprave tudi uporabljajo zrak kot prenosnik toplote.
Zrak kot direktni nosilec toplote/hladu nam nudi možnost hitrega in varčnega ogrevanja/hlajenja in prezračevanja. Tako lahko istočasno, ko prezračujemo prostore s kontroliranim sistemom z dovodom svežega in odvodom izrabljenega zraka, tudi ogrevamo ali hladimo prostore.
Pasivna sončna energija, kakor tudi toplota gospodinjskih in električnih naprav se lahko brez dodatnih naprav izkoristi in na ta način zniža stroške ogrevanja do 70%. Problem poškodbe prostorov zaradi vlage in plesni, kot posledice neustreznega prezračevanja, je na ta način rešen. Kuhinje in sanitarije se lahko oskrbijo s posebej povečanimi količinami zraka.
Toplozračno ogrevanje lahko uporabljamo samostojno, vendar zgolj za gretje pasivnih hiš, ki imajo vgrajene primerne debeline izolacije v celotnem obodu hiše.
Eden najpomembnejših dejavnikov, od katerega sta odvisna ugodno počutje in sposobnost koncentracije za delo v prostoru, pa naj bo to bivalni ali delovni prostor, je kakovost zraka. Slab zrak je tipičen pojav v prostorih, ki nimajo urejenega prezračevanja ali pa je slabo urejeno.
V takšnih prostorih se pojavljajo povišana temperatura zraka, visoka koncentracija ogljikovega dioksida, vlaga, pomanjkanje kisika, neprijetne vonjave, ponekod pa tudi povišana koncentracija radona. Bivanje v takih prostorih ni le neprijetno, ampak lahko celo škodljivo.
Na žalost je v uporabi veliko novih ali pa renoviranih objektov, ki imajo popolnoma zrakotesna okna in druge elemente, kar je zelo pozitivno zaradi zmanjšanih toplotnih izgub, negativna stran pa je, da ni več naravnega prezračevanja, ki nam je v preteklosti zagotavljalo potrebno minimalno kvaliteto zraka.
Po splošno znanih normativih je treba zagotoviti najmanj enkratno menjavo zraka na dve uri, kar v praksi pomeni odprto okno 5 do 7 minut na uro v vsaki sobi. Tolikšna menjava zraka je energijsko potratna, vendar pa sprejemljiva, če izkoriščamo odpadno toploto s sistemi prezračevanja. Prav zaradi zgoraj navedenih problemov zaradi slabega prezračevanja se je razvila vrhunska prezračevalne naprava, ki vrača toploto izrabljenega zraka svežemu zraku.
Tako napravo imenujemo REKUPERATOR. V bistvu gre za kompaktno prezračevalno napravo, ki po zaslugi posebnega toplotnega prenosnika vrača tudi do 95 % toplote odpadnega zraka. S takim načinom prezračevanja si zagotovimo vedno svež in kvaliteten zrak v prostoru, pri tem pa izgubimo le 5 ali nekaj več odstotkov dragocene toplotne energije. Električna poraba za delovanje rekuperatorja je minimalna glede na rezultat, ki ga dobimo.
Rekuperator je toplotni izmenjevalec, kjer izstopni zrak predaja svojo toploto vstopnemu zraku. Ventilatorja v rekuperatorju uravnavata pretok dovodnega in odvodnega zraka, filtri pa uravnavajo čistost zraka. Za primere, ko izstopni zrak ne more dovolj segreti vstopnega zraka, ima rekuperator lahko vgrajen električni, vodni grelec ali geotermalni izmenjevalec.