Toplotna črpalka zrak voda je najcenejša vrsta toplotnih črpalk, ki omogoča enostavno in poceni vzdrževanje. Zrak je vir toplote, ki ga ne moremo izčrpati, hkrati pa je povsod na voljo. Tudi pri zunanji temperaturi do -20°C najsodobnejše izvedbe toplotni črpalk zrak voda omogočajo primerno ogrevanje. Toplotna črpalka lahko poleg toplote zunanjega zraka izkorišča tudi toploto notranjega zraka. Najprimernejše mesto za izkoriščanje toplote notranjega zraka je običajno klet, kjer vzdržujemo stalno temperaturo treh stopinj Celzija. Kot drugo najprimernejše mesto, ki omogoča toplotni črpalki zrak voda izkoriščanje notranjega zraka je tudi podstrešje, kjer načeloma temperatura zraka ne pade pod ničlo.
Toplotne črpalke zrak voda so običajno sposobne samostojno pokrivati toplotne izgube objekta do zunanje temperature -5°C, pod to temperaturno mejo pa je potrebno koristiti drugi ogrevalni vir, ki lahko deluje samostojno, lahko pa je povezan tudi s samo toplotno črpalko. Pri zunanjih temperaturah, ki dosegajo temperature nižje od 5°C pod ničlo lahko pokrijemo več kot 90% toplotnih potreb naše hiše z delovanjem toplotne črpalke.
Hranilnik toplote je pri toplotni črpalki zrak voda obvezen, saj se potrebna energija za odtaljevanje uparjalnika vzame iz ogrevalnega kroga, s tem pa se izognemo prepogostim vklopom toplotne črpalke.
Pri novogradnjah se običajno uporablja kot drugi ogrevalni vir električni grelnik. V hiši pa je omogočeno elektronsko krmiljenje ki omogoča enostaven preklop iz toplotne črpalke zrak voda na drug ogrevalni vir.
Zelo majhne toplotne izgube omogočajo nizkoenergijske hiše s kontroliranim prezračevanjem in vračanjem toplote. Toplotna črpalka zrak voda lahko ogreva stanovanjsko zgradbo površine okrog 100m2 brez kakršnegakoli dodatnega vira toplotne moči, ob nižjih temperaturah pa se ogrevana voda dogreva z električno energijo.
Toplotna črpalka zrak voda se lahko uporablja tudi za ogrevanje sanitarne vode, sama črpalka je izvedena tako, da je nameščena na grelnik vode. Ogreje lahko tudi do 1400 litrov vode na dan. Največja ekonomična prednost te vrste toplotne črpalke je, da porabi trikrat manj električne energije kot klasični električni grelci oz. grelniki. Manj nalaganja vodnega kamna in manjše toplotne izgube v hranilniku vode in ceveh pa dosežemo s tem, da vodo segrevamo na maksimalno 55°C.
Monovalenten način obratovanja toplotne črpalke pomeni, da bo le-ta vso energijo zagotavljala sama s pomočjo dodatnega električnega grelca.
Pri klasičnih toplotnih črpalkah zrak voda je treba v primeru nizkih temperatur okoliškega zraka zagotoviti dodaten vir ogrevanja.
Odpadna toplota hlajenja se lahko izkorišča tudi za ogrevanja bazena.
Poznamo tudi tako imenovano reverzibilno toplotno črpalko zrak voda, ki nam omogoča tako hlajenje kot ogrevanje. Hlajenje je lahko stensko, stropno ali talno, temperatura hlajene vode pa mora biti nad točko rosišča.
Morebitna tveganja, previdnostni ukrepi in informacije
V povprečju ne obstaja toplotna črpalka zrak-voda, ki ne bi bila sposobna segreti vode do 70°C (ob pogoju, da je temperatura zunanjega zraka višja ali enaka 5°C). Priporočljivo je, da sanitarno vodo vedno segrevate nad 60°C, saj s tem občutno zmanjšate tveganje za nastanek legionele.
Večina toplotnih črpalk zrak-voda izgubi določen del svoje učinkovitosti in sposobnosti ogrevanja, ko zunanje temperature zraka padejo pod 5°C, zato je priporočljivo imeti na voljo dodaten vir toplotne, ki dopolnjuje toplotno črpalko v primeru izrednih nizkih temperatur (mrzle zime) ali v primeru, ko toplotna črpalka preprosto sama ne more proizvesti zadostne količine toplote.