По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: «грунт-вода», «вода-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух», «воздух-воздух».

При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на глубину 1 м. Минимальное расстояние между трубами коллектора — 0,8... 1 м.

Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощно­сти, приходящейся на 1 м трубопровода, 20—30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350—450 м, для укладки которого потребу­ется участок земли площадью около 400 м2 (20x20 м). При правильном расчете контур не влияет на зеленые насаждения.

Если свободного участка для прокладки коллектора нет или в каче­стве источника тепла используется скалистая порода, трубопровод опускается в скважину. Не обязательно использовать одну глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых, чтобы получить общую расчетную глубину. Иногда в качестве сква­жин используют фундаментные сваи.

Ориентировочно на 1 пог. м скважины приходится 50—60 Вт тепло­вой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса произ­водительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 170 м.

Существенно снизить необходимую глубину скважины и увели­чить отбор тепловой энергии до 700 Вт на на 1 пог. м скважины позво­ляет применение активного контура «Fill well» первичного преобра­зователя теплового насоса (необходимым условием является наличие обводненого горизонта вскрываемого скважиной).

Среди тепловых насосов, использующих тепло поверхностного слоя земли, выделяется система EarthLinked® с подземным медным теплообменником DIRECT AXXESS®.

Хладагент подается непосредственно к источнику земного типа, что обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопитель­ной системы. Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40—60 мм пробу­ренные вертикально либо под уклоном до глубины 15—30 м.

Благодаря такому инженерному решению устройство теплообмен­ного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоема контур укладывается на дно. Этот вариант принято считать идеальным: не слишком длинный внешний контур, «высокая» температура окружаю­щей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопро­вода — 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса произ­водительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длиной 300 м. Чтобы трубопровод не всплывал, на 1 пог. м устанавливается около 5 кг груза.

Для получения тепла из теплого воздуха (например, из вытяжки системы вентиляции) используется специальная модель теплового насоса с воздушным теплообменником. Тепло из воздуха для системы отопления и горячего водоснабжения также можно собирать на про­изводственных предприятиях.

Если тепла из внешнего контура все же недостаточно для отопления в сильные морозы, практикуется эксплуатация насоса в паре с допол­нительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использо­вании бивалентной схемы отопления). Когда уличная температура опускается ниже расчетного уровня (температуры бивалентности), в работу включается второй генератор тепла — чаще всего небольшой электронагреватель (тен).

Преимущества и недостатки

К преимуществам тепловых насосов, в первую очередь, следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт-ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2— 0,35 кВт-ч электроэнергии. Кроме того, теплонасос не сжигает топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу.

Он не требует специальной вентиляции помещений и абсолютно безопасен. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Еще одним преимуществом тепловых насосов является возмож­ность переключения с режима отопления зимой на режим кондицио­нирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фанкойлы.

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В про­цессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслужива­нии, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является ее сугубо индивидуаль­ный характер для каждого потребителя, который заключается в опти­мальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энер­гии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Теплонасос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

Хотя идея, высказанная лордом Кельвином в 1852 году, была реа­лизована уже спустя четыре года, практическое применение теплона - сосы получили только в 30-х годах прошлого века. В западных странах тепловые насосы применяются давно — ив быту, и в промышленно­сти. Сегодня в Японии, например, эксплуатируется около 3 миллионов установок.