Геотермальные тепловые насосы (ТН) названы так потому, что для их работы нагревательным и охлаждающим элементом служит верхний слой земной коры. В зимнее и летнее время массив земли на определенной глубине имеет стабильную температуру круглый год (теплее зимнего, и прохладнее летнего воздуха), и существующая разность температур может помочь сделать жизнь человека более комфортной.

Тепло от земной поверхности передаётся как через подобие радиаторной системы – закрытый геотермальный контур, в котором под землей циклически движется антифриз-теплоноситель, так и способом открытого теплообмена, например, подачей тёплых грунтовых вод с небольших глубин (до 15 метров) в теплообменник с последующим сливом охлажденной воды в приёмную скважину или канаву. Как правило, на выходе температура воды в открытом контуре составляет на 5-12 °С выше нулевой отметки и не меняется на протяжении года.

Геотермальному тепловому насосу не нужны ни градирни, ни выносные конденсаторы, ни газовые котлы, поскольку для нагрева или охлаждения воды используюется природный цикл теплообмена, а температурный рабочий диапазон является естественным для окружающей среды. В один геотермальный контур можно включить параллельно несколько тепловых насосов, каждый из которых способен работать как на обогрев, так и на охлаждение независимо от соседних агрегатов, что позволяет создавать несколько автономных температурных режимов в различных зонах, будь то отдельные помещения или зоны одной большой площади. Тепловые насосы такого типа, будучи недогруженными, не менее эффективны, а учитывая тот факт, что 90% времени отопительное и охладительное оборудование работает не на полную мощность, можно сказать, что это – несомненное преимущество.

Но без недостатков систем не бывает, не исключение и геотермальные системы. Главный их недостаток – относительная дороговизна, хотя это менее всего касается тепловых насосов торговой марки «Атмосистемы».

При проектировке очень важен точный расчет мощности системы и принятие соответствующих мер для исключения перегрузки или недостаточной мощности.

Даже учитывая серьёзные капиталовложения, геотермальные тепловые системы достаточно быстро окупаются, поскольку они обладают самой низкой стоимостью произведения гигокалории тепла. Средний срок окупаемости составляет 2-3 года. Низкопотенциальным контуром теплового насоса могут быть грунтовые воды, омывающие теплообменник открытым способом или заглубленная в землю закрытая петля теплообменника наполненная незамерзающей жидкостью или газом.

Если по условиям проекта выбирается низкопотенциальный контур с открытой циркуляцией, необходимо учитывать особенности грунтовых вод местности, о чём следует проконсультироваться со специалистом гидрогеологом.

Кроме того, необходимо расчитать и пробурить скважины так, чтобы они не только обеспечили требуемый объём воды для функционирования системы, но и вместе со скважинными насосами были доступны для периодического осмотра и обслуживания. Чаще всего системы геотермальных тепловых насосов изготавливаются с использованием двух контактирующих теплоносителей: вода-воздух, вода-вода, а также по схеме с разнесением контуров (сплит) вода-воздух.

Схема тепловых насосов с разнесением контуров выполняется в виде двух блоков: водонаполненного контура с компрессором и воздушного радиатора с вентилятором, между которыми прокладывается фреоновая трасса.