geo-comfort@yandex.ru
Успех применения теплового насоса зависит от двух факторов: откуда вы решите черпать низкотемпературное тепло, и как обогревается ваш дом (водой или воздухом).
Дело в том, что агрегат работает как перевалочная база между двумя тепловыми контурами: одним, нагревающим, на входе (на стороне испарителя) и другим, отопительным, на выходе (конденсатор). 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".
Тепловой насос с горизонтальным контуром
Грунт - это, пожалуй, наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается от земного ядра. При этом он всегда "под ногами" и способен отдавать тепло вне зависимости от погоды. Ведь уже на глубине 5-7 м температура практически постоянна в течение всего года. Для средней полосы России она составляет 5-8°С. Это очень подходящие условия для работы ТН. Более того, в верхних слоях земли минимум температуры достигается на пару месяцев позже пика морозов - нужда в интенсивном обогреве к этому времени уменьшается. В целом же грунт довольно надежно поставляет калории. Необходимая энергия собирается
теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в носителе, который затем подается в испаритель ТН и возвращается обратно за новой порцией тепла. В качестве такого переносчика энергии используют незамерзающую, экологически безвредную жидкость (ее называют также "рассолом" или антифризом). Это может быть тридцатипроцентный водный раствор этилен- или пропиленгликоля. Есть и другая схема сбора тепла, когда вместо "рассола" в контуре циркулирует фреон, который превращается в пар прямо в трубах теплосборника. Но, хотя эта схема повышает КПД, ее эксплуатация сложна. Сегодня наиболее популярны системы с "рассолом". В них используются два вида теплообменников: грунтовый коллектор и грунтовый зонд. Оба выполняются из полиэтиленовых труб диаметром 25, 32 или 40 мм (чем больше - тем лучше отбор тепла, но и система дороже). Грунтовый коллектор (горизонтальный) представляет собой длинную трубу, горизонтально уложенную под слоем грунта. Главное достоинство - универсальность и простота монтажа. Нашел свободную площадку - рой канавки и укладывай. Есть разные схемы раскладки трубы: петля, змейка, зигзаг, плоские и винтовые спирали разных форм и т. п. Выбор определяется теплопроводностью грунта и геометрией участка. Производительность теплосбора больше на увлажненных суглинках и меньше- на сухих песчаных участках. В среднем 1 м2 поверхности грунта может обеспечить "поставку" 10-35 Вт мощности. Длину трубы в одной петле, причем цельной, без разъемов, стремятся ограничить (не более 600 м), иначе заметно увеличивается расход энергии на циркуляционном насосе. Если нужна большая мощность, петель делают несколько.
У коллекторов есть особенность, доставляющая массу хлопот монтажникам. Оказывается, температура слоя грунта вокруг труб постепенно снижается, и тем сильнее- чем выше производительность ТН. Она может опускаться ниже нуля, а массив даже промерзать. Поэтому главная задача при монтаже теплосборника - за разумные деньги сделать его таким, чтобы грунт успевал за лето набрать "тепловой жирок", но при этом продолжал поставлять энергию для подготовки горячей воды. Единых норм здесь нет, ведь грунты и климатические условия районированы. Так, в Подмосковье компании уже несколько лет с успехом практикует укладку труб чуть ниже глубины промерзания (1,5 м) с шагом, рассчитанным из условия 2 пог. м трубы на 1 м2 отапливаемой площади дома. А вот под Санкт-Петербургом специалисты заглубляют трубы всего на 1,2 м, что выше глубины промерзания, и с шагом 1 м. Весной, когда запасы тепла иссякают, верхний слой земли быстрее прогревается энергией солнца и талых вод.
Тепловой насос на вертикальных геотермальных зондах
Грунтовые зонды (вертикальные коллекторы) - это система длинных труб, опускаемых в глубокую скважину (50-150 м). Здесь нужен всего пятачок земли, зато требуются дорогостоящие бурильные работы. На глубине всегда одинаковая температура - около 10°С, поэтому зонды мощнее горизонтальных коллекторов. Метр их длины поставляет от 30 до 100 Вт тепловой мощности, в зависимости от грунта. Наиболее применимые зонды: труба в трубе и U-образный зонд. По одной линии "рассол" подается циркуляционным насосом вниз, по другой им же поднимается наверх, к испарителю. Для улучшения теплопередачи и повышения прочности зонда, зазор между землей или обсадной трубой и рабочими трубами заполняется бетонитом или бетоном. Если нужно получить большую мощность, таких теплосборников делают несколько. Расстояния между ними - 5-7 м.
Геотермальный тепловой насос с контуром в водоем
Источником тепла могут быть поверхностные (реки, озера) или почвенные воды (скважины), а также сбросовая вода 
технологических установок. Сами насосы почти не отличаются от тех, которые работают с "рассолом". Но, благодаря более высокой температуре теплоносителя, зимой годовая эффективность применения устройств типа "вода-вода" оказывается максимальной. А если рядом течет незамерзающая речка или находится пруд, вы можете уложить петлю трубы с антифризом на дно (притопив грузами) и обогреваться практически даром.
Со скважиной сложнее. Воду из нее (из расчета около 0,25 м3/ч на 1 кВт тепловой мощности) скважинным насосом подают прямо в испаритель, а сливают... во вторую скважину, удаленную от первой вниз по течению воды в подземном слое на 15-20 м. При этом водоносный слой должен принять и отвести слитую воду, иначе маленькое наводнение вам обеспечено.
Тепловой насос по открытой схеме (из скважины в скважину)
По универсальности применения в российских условиях этот тип насосов занимает пока второе место. И сами насосы дешевле, и трубы (с неизменными земляными работами) не требуются. Недостаток один, но существенный: из морозного воздуха много тепла не отберешь. Устойчиво, хотя и с уменьшенной мощностью, эти устройства работают до -15 °С, а затем надо включать другой котел. В некоторых моделях в конструкцию уже встроены ТЭНы мощностью от 3 до 12 кВт. Кроме того, фирмы упорно работают над тем, чтобы еще больше снизить рабочую температуру.
Тепловой насос воздух вода
Конструктивно устройства типа "воздух-вода" выполняются по двум компоновочным схемам: сплит и моно. В первом случае установка состоит из двух блоков, соединенных коммуникациями. Один, наружный, включает мощный вентилятор и 
испаритель (монтируется на участке недалеко от дома). Второй, внутренний, содержит конденсатор и автоматику и устанавливается в помещении. Компрессор может располагаться или снаружи, чтобы не шумел в доме, или во внутреннем модуле. В моноблоках все элементы собираются в общем корпусе и монтируются в доме, а с улицей соединяются гибким воздуховодом. Они поставляются большинством фирм, но обладают ограниченной мощностью - обычно 3-16 кВт. Есть моноблоки, допускающие как наружный, так и внутренний монтаж.
В последние годы, в связи с ухудшением вентиляции жилья из-за широкого применения пластиковых герметичных окон со стеклопакетами, ТН "воздух-вода" получили дополнительное развитие. Помимо отопления и подготовки горячей воды, некоторые модели "научились" не только работать в системах вентиляции, но еще использовать тепло отработанного (отточного) воздуха помещений. Тепловые насосы, черпающие тепло в наружном воздухе, достаточно популярны и очень эффективны на Черноморском побережье, где температура редко уходит в большой «минус».