Опишем принципиальную схему отопления помещений тепловым насосом, использующим низкопотенциальное тепло грунта. В помещении расположен конденсатор рабочей среды теплового насоса (например, хладоны 134, 404, 407 и др.). Сконденсировавшийся хладон поступает через дроссельный клапан в испаритель, который размещен в грунте под отапливаемым помещением. Температура воздуха в помещении определяется балансом между сезонным аккумулированным теплом грунта и теплопотерями в окружающую среду.
Энергетический потенциал грунта во многом зависит от геологии местности, типа грунта и глубины залегания грунтовых вод. Теоретическая оценка количества тепла, которое можно снять со 100 м2 поверхности грунта, расположенной параллельно поверхности земли на глубине от 3 до 8 м, показывает, что оно может обеспечить обогрев 2–3 м2 помещения в течение отопительного сезона без дополнительного аккумулирования энергии. Если обеспечить аккумулирование энергии в этом объеме грунта в неотопительный летний период, то без дополнительных мер по предотвращению рассеивания тепла можно обеспечить отопление помещения площадью 30–50 м2. Расчеты, которые выполнялись при температуре наружного воздуха –15 °С, показывают, что для отопления 1 м2 помещения в течение всего отопительного сезона необходимо трансформировать тепло 45–50 м3 грунта, лежащего под зданием. Если использовать в качестве рабочего тела хладоны различных марок, то расход циркулирующего в этом объеме грунта рабочего тела будет составлять около 25–28 кг/ч.
Тепловые насосы являются высокоэкономичными энергоресурсосберегающими тепловыми аппаратами, которые позволяют снизить потребность в первичных топливных ресурсах в 4 раза.
Сезонная аккумуляция тепла трансформаторов с помощью абсорбционных тепловых насосов позволяет в течение летнего, осеннего и весеннего периодов отобрать избыточное тепло трансформатора и «закачать» в грунт с температурой до 55 °С, а в периоды максимально низкой температуры «выбирать» тепло грунта температурой до –5 °С.
Во всем цивилизованном мире для загородного отопления все более широко используются такие возобновляемые источники энергии, как древесина и другие растительные материалы, поставляемые в виде топливных брикетов или гранул.
В отличие от традиционных березовых дров для производства древесных или торфяных брикетов, используются современные технологии, основанные на измельчении материала в однородную массу с последующим прессованием при очень высоком давлении. В результате получаются топливные гранулы или брикеты, иначе называемые биотопливом. Подобное биотопливо можно изготавливать не только из древесных отходов, но также из лузги подсолнечника, соломы, торфа и даже водорослей.
Для автоматизированного производства топливных брикетов из древесных отходов необходимы пресс, сушилка (если влажность исходного сырья превышает 20 %), оборудование для сортировки и измельчения древесины, а также бункеры и транспортные устройства. Полученные брикеты различной формы (в виде цилиндров, брусков или кубиков с отверстием посередине) могут быть разной плотности (750—1100 кг/м3) и массы.
Так как брикеты изготавливаются из перемолотых древесных отходов без каких-либо химических добавок и склеивающих веществ, то они оказываются экологически чистыми, и никакие вредные вещества при их горении не выделяются. Теплотворная способность брикета в 1,5–2 раза больше того же показателя обычной древесины. Это связано с тем, что при сжигании дров большое количество тепла тратится на испарение содержащейся в них воды. Ведь обычно влажность дров составляет 18–20 %, в то время как у топливных брикетов этот параметр не превышает 7–8 %.