Tepelná čerpadla jsou jedním z nejlevnějších způsobů vytápění domů. Jejich princip spočívá v odebírání nevyužitého tepla z okolí a jeho transformace do míst, kde jej potřebujeme.
Tento proces lze rozdělit do čtyř činností. První z nich je vypařování. Při něm se energie přijímá za pomocí výparníku ze zdroje tepla. Po zahřátí se chladivo vypařuje. Pak následuje komprese. Zde je chladivo stlačováno, díky čemu vzrůstá jeho teplota a mění se na plyn. Ten je nato hnán do kondenzátoru, kde odevzdává své teplo a takto zchlazený se proměňuje opět v tekutinu. Ta dále teče potrubím k expanznímu ventilu, kde se sníží její tlak, až nakonec skončí zpět ve výparníku. Tento cyklus se neustále opakuje.
Rozlišujeme čtyři základní typy. Jedním z nich je tepelné čerpadlo vzduch – voda. Teplo je v tomto případě odebíráno ze vzduchu, který proudí přes výparník tepelného čerpadla. Připomíná to princip klasické klimatizace. Systém je však navíc doplněn o hydrobox, který převádí teplo do topné vody. Všechny funkce tohoto druhu čerpadla dobře pracují až do teploty – 15 stupňů Celsia. Výhody těchto typů jsou jejich účinnost, nízké pořizovací náklady a snadná instalace.
Setkáme se také s tepelným čerpadlem země – voda. Zde je teplo předáváno ze země ve formě obíhající nemrznoucí kapaliny o nízké teplotě varu. Ve výměníku je teplota z ní předávána plynu. Energie ze země je odebírána za pomocí horizontálního plošného kolektoru nebo vertikálního vrtu. Existují také tepelná čerpadla pracující na systému čerpání vody ze studny a jejím transportu přes výparník do jiného úložiště. Tento systém je však poměrně nákladný.
Tepelná čerpadla mohou pracovat také pouze se vzduchem. Takto fungují většinou klimatizace, ale je rovněž možný opačný proces, kdy je teplý venkovní vzduch přenášen do domů. To však má větší efekt pouze na jaře a na podzim.