Головним секретом успіху всіх модифікацій альтернативного опалювального обладнання є можливість використовувати загальнодоступні та невичерпні ресурси навколишнього середовища для отримання теплової енергії. Тим самим можна звести до мінімуму витрати на обігрів, постійно економити енергоносії, створити майже повністю незалежну систему опалення та зробити все це без найменшої шкоди для екології. З цих причин у багатьох країнах Євросоюзу, а також у США та Канаді діють спеціальні програми державного фінансування, спрямовані на збільшення кількості теплонасосів у звичайних домогосподарствах. Вони необхідні для того, щоб нейтралізувати єдину значну нестачу подібного обладнання – його відносно високу вартість. Але навіть без субсидій вона успішно відшкодовується за 5-8, максимум 10 років.
Більшість теплових насосів складаються всього з 4 основних елементів – компресора, випарника, конденсатора та теплового розширювального клапана. А сам процес передачі тепла від холоднішого тіла до більш нагрітого відбувається завдяки циркуляції всередині перелічених компонентів теплоносія, який називається холодоагентом. Цікаво, що принцип дії будь-якого теплового насоса дуже схожий на алгоритм функціонування звичайного кондиціонера чи холодильника, тільки відбувається «навпаки». Якщо побутовий охолоджувач відбирає тепло у повітря всередині приміщення або зсередини його холодильних камер відповідно, а потім відводить його назовні, то геотермальна або повітряна система відбирає тепло з навколишнього середовища, щоб передати його в мережу опалення або гарячого водопостачання. У всіх випадках для цього потрібна електроенергія.
Основу альтернативної системи обігріву становить тепловий насос, до якого підключається один або два контури. Якщо для обігріву використовується обладнання типу "повітря-вода", то до нього приєднується лише внутрішній контур. А якщо вибір робиться на користь обладнання типу «вода-вода» чи «земля-вода», то контурів вже монтується два – внутрішній та зовнішній. При цьому в будинках такі системи виглядають абсолютно звично. До внутрішнього контуру можуть бути приєднані радіатори або кільця опалення підлоги. А ось зовнішні контури, що складаються із міцних труб і не тільки, бувають різними, і залежать від того, який вид теплового насоса використовується. Вони можуть розміщуватися або під землею, або під водою, і є абсолютно непомітними в процесі експлуатації. А потрібні вони для циркуляції рідин, що відбирають тепло у навколишніх природних середовищ.
Теплоносій, що циркулює у зовнішньому контурі, просто нагрівається до температури середовища, в яке занурений, а потім надходить у тепловий насос. А він, у свою чергу, шляхом кількох перетворень відбирає енергію у робочої рідини, щоб передати її воді, що циркулює у контурах опалення чи гарячого водопостачання. За аналогічним принципом працює і повітряний тепловий насос, з тією різницею, що для отримання тепла ззовні йому не потрібний зовнішній контур. Енергія від зовнішнього повітря відбирається в його зовнішньому блоці, схожому на такий самий блок звичайної спліт-системи. Немаловажно, що для вироблення 4-5 кВт тепла подібного обладнання потрібно всього 1 кВт електроенергії, що зовсім не дивовижний феномен, адже додаткова енергія береться з довкілля.
Ну а класифікація найпопулярніших побутових теплових насосів має такий вигляд:
- Теплові насоси ґрунт-вода - використовуються для передачі воді, що циркулює в побутових системах обігріву, теплової енергії, забраної у ґрунтів. Помпи, що відносяться до цього виду, відрізняються найбільшою ефективністю серед усіх інших аналогів. Завдяки стабільній температурі нижніх ґрунтових шарів, що майже не змінюється протягом року, теплові насоси земля-вода мають досить високі ККД і працюють виключно стабільно, що позитивно позначається на їх довговічності. Для відбору тепла з ґрунту дані апарати використовують два типи зовнішніх контурів – горизонтальні, для прокладки яких нижче за глибину промерзання потрібні великі площі, а також вертикальні, для прокладання яких буряться глибокі свердловини, в які поміщаються спеціальні зонди;
- Теплові насоси вода-вода - використовуються для передачі воді, що циркулює в побутових системах обігріву, теплової енергії, забраної у рідини з різних водойм. Помпи, що відносяться до цього виду обладнання, можуть бути трохи простіші в монтажі, ніж грунтові, при тому, що їх ефективність також знаходиться на досить високому рівні. Для відбору тепла дані апарати також використовують два типи зовнішніх контурів - горизонтальні, які укладаються безпосередньо на дно водойм, що не промерзають повністю, а також вертикальні, для облаштування яких бурят досягають водяних пластів свердловини. Друга методика є значно трудомісткою, хоча стабільна температура води на великій глибині дозволяє такому теплонасосу працювати дещо ефективніше;
- Теплові насоси повітря-вода – використовуються передачі води, циркулюючої у побутових системах обігріву, теплової енергії, забраної в зовнішнього повітря. Помпи, що відносяться до цього виду обладнання, характеризуються найбільшою зручністю монтажу та застосування серед усіх інших. Завдяки відсутності зовнішніх контурів, їх установка дуже схожа на установку звичайних побутових кондиціонерів, а основні процеси теплообміну проходять в зовнішніх блоках. Дані особливості стали запорукою поширення повітряних теплових насосів, обслуговування яких також не потрібні спеціальні навички. Фактично, єдиним значним мінусом даних апаратів є їхня максимально ефективна робота в обмеженому діапазоні температур – від -5 °С до -7 °С.
Хоча ці альтернативні теплогенератори укомплектовані всім необхідним для виробництва тепла для побутових інженерних систем, іноді їх доводиться доповнювати спеціальними комплектуючими. Деякі приналежності до теплових насосів дозволяють збільшити їх ефективність і зручність використання, а інші відіграють роль змінних запчастин, що встановлюються замість зношених. Йдеться про модулі управління, модулі припливно-витяжної вентиляції, гідравлічні і теплообмінні модулі, внутрішні блоки, компактні системи вентиляції, гідравлічні станції, повітряні теплообмінні модулі, теплообмінні модулі пасивного охолодження і навіть цілі внутрішні блоки теплових помп. До категорії приладдя також прийнято відносити рідкий теплоносій для теплових насосів, що продається у різних ємностях.
від джерела з нижчою температурою, до споживача з вищою температурою. А реалізується цей незвичайний процес за рахунок електричної енергії. Тепловий насос з'явився у 1970 роках, коли західні країни охопила серйозну нафтову кризу. Саме тоді виникла гостра потреба в альтернативних джерелах енергії, які не залежали б від традиційних видів палива. Відповіддю на цей запит і стали геотермальні системи опалення, що пізніше доповнили 