Strožji okoljski standardi in vse večja ozaveščenost ljudi o zmanjšanju uporabe fosilnih goriv močno vplivata na odločitev za izbiro grelnih sistemov, ki izkoriščajo obnovljive vire. V ta nabor sodijo toplotne črpalke, ki so se v zadnjem desetletju zelo razširile tudi pri nas. K temu prispevajo tudi državne institucije, ki z različnimi subvencijami spodbujajo njihovo uvedbo.

Delovanje toplotne črpalke temelji na izkoriščanju energije iz okolja – zraka, podtalnice ali zemlje – ter njenem pretvarjanju v ogrevanje prostorov in pripravo tople sanitarne vode. Gre za fizikalni proces prenosa toplote s pomočjo hladilnega kroga, pri čemer sistem porabi razmeroma malo električne energije. Zato dosega visoko energetsko učinkovitost: iz ene kilovatne ure elektrike lahko pridobi več kilovatnih ur toplote. Med različnimi vrstami je najpogosteje izbrana toplotna črpalka zrak‑voda, saj je postavitev preprosta in začetni stroški nižji. Pri sistemih zemlja‑voda in voda‑voda toplotna črpalka običajno zahteva večjo začetno investicijo, ki vključuje vrtine ali zemeljske kolektorje, ponekod pa tudi gradbeno dovoljenje. Ker toplotna črpalka proizvede več koristne toplote, kot porabi elektrike, jo vse pogosteje najdemo v enodružinskih hišah, večstanovanjskih objektih in poslovnih stavbah. Z njo lahko ogrevamo sanitarno vodo, poleti pa lahko ob pomoči konvektorjev nadomesti klimatske naprave in omogoča hlajenje. Njeno obratno delovanje omogoča pasivno hlajenje, pri katerem cevi talnega ogrevanja odvzemajo toploto in prostore ohlajajo, ali pa aktivno hlajenje, kjer je hladilni krog vključen in kompresor odvzame toploto iz notranjosti ter jo odvaja v okolje. Tak sistem omogoča natančno uravnavanje temperature in vlažnosti.

Prednosti takšnega hlajenja so manjša potreba po klimatskih napravah (v številnih večstanovanjskih stavbah je na fasadah več zunanjih enot, kar povečuje hrup v okolici), višja energetska učinkovitost in boljše bivalno udobje. Možno je tudi pametno upravljanje prek aplikacije.