A geotermikus (talajszondás vagy talajkollektoros) hőszivattyú a földfelszín alatti rétegek állandó, 8–12 °C körüli hőmérsékletét használja megújuló hőforrásként. A rendszer a talajba fúrt vertikális szondákon vagy horizontálisan fektetett kollektorcsöveken keresztül egy fagyálló hőhordozó folyadékot (általában glikolos vízkeveréket) keringet. A hőszivattyú a hőhordozó közeg által felvett alacsony hőmérsékletű hőt egy hűtőkörfolyamat segítségével – kompresszor, elpárologtató és kondenzátor közreműködésével – magasabb hőmérsékletre emeli, majd ezt a hőt hőcserélőn keresztül átadja az épület fűtési rendszerének. A geotermikus hőszivattyú passzív hűtésre is képes, ami azt jelenti, hogy a talaj természetes hőmérsékletét használja a belső terek hűtésére kompresszor működtetése nélkül, így a rendszer rendkívül energiatakarékos és csendes hűtési megoldást nyújt.
Mivel a földhő hőmérséklete évszaktól függetlenül közel állandó, a geotermikus hőszivattyú magasabb éves átlaghatásfokkal (SCOP) működik, mint a levegő-víz rendszerek, különösen téli időszakban, ami alacsonyabb villamosenergia-fogyasztást és nagyobb komfortot jelent.
A talajba telepített szondák, kollektorcsövek és hőcserélők karbantartásmentesek, és több évtizedes élettartammal rendelkeznek, a gépészeti egységek pedig kevés mozgó alkatrészt tartalmaznak, így hosszú távon megbízható, csendes és gazdaságos működést biztosítanak.
Geotermikus hőszivattyút olyan ingatlanoknál célszerű telepíteni, ahol rendelkezésre áll a megfelelő telekméret és talajviszony (szondafúráshoz vagy talajkollektor telepítéshez). Különösen ideális új építésű, jól hőszigetelt családi és társasházak, középületek, szálláshelyek vagy ipari csarnokok esetén.
Egyéb hőszivattyús rendszerek működése és előnyei
A víz–víz és levegő–víz hőszivattyúk szintén a környezetből származó alacsony hőmérsékletű energiát hasznosítják.
- A víz–víz hőszivattyú a talajvízből vonja ki a hőt (kútvizes rendszer), majd egy különálló nyelető kútba juttatja vissza a lehűlt vizet. Hatékonysága magas, de a kialakítása nagy körültekintést és engedélyeztetést, továbbá üzemeltetés során állandó gondozást igényel.
- A levegő–víz hőszivattyú a külső levegő hőjét használja, így egyszerűbb a telepítése, de teljesítménye nagyban függ a külső hőmérséklettől, ezért jellemzően tartalékfűtés (pl. elektromos fűtőpatron) is beépítésre kerül.
A korszerű hőszivattyúk akár 5-6-szoros átlagos éves hatásfokkal működnek, azaz egy kilowattóra villamos energiából 5–6 kWh hőenergiát képesek előállítani (SCOP 5–6). Alacsony üzemeltetési költsége, hosszú élettartama és minimális karbantartási igénye miatt a hőszivattyús fűtés napjainkban az egyik legfenntarthatóbb és leggazdaságosabb alternatívát jelenti a fűtési és hűtési megoldások között.