В настоящее время отмечается бурный рост потребностей в энергии, особенно это заметно в теплоснабжении жилых и административных зданий. В то же время возможности получения ее в необходимом количестве не столь высоки. В связи с этим возобновляемые источники энергии стали весьма актуальны, в частности геотермальная энергетика является в настоящее время растущей отраслью, отличающейся тенденциями активных исследований и технических разработок. Так, в течение последних нескольких десятилетий в мире были созданы методы для извлечения геотермальной теплоты с различных глубин грунта, водоемов, канализационных вод и др.
Возрос интерес и у нас в стране к теории и практике применения теплонасосных установок (ТНУ), позволяющих снабжать тепловой энергией не только частные дома и дачи, но также здания и помещения ЖКХ и службы быта. В частности, уже сейчас есть планы по разработке ТНУ большой мощности для строительства комплексов многоэтажных домов. А в западных странах, например в Германии, Швейцарии и др., тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения (ГВС) от тепловых насосов уже много лет получают не только отдельные коттеджи, но и целые поселки, продолжая при этом непрерывное развитие техники и технологии освоения альтернативной энергии [1].
Теплонасосное отопление относят к альтернативной энергетике, основанной на возобновляемых энергетических ресурсах. Так, земля (грунт) и вода накапливают тепловую энергию за летний период от солнца, которую можно использовать для хозяйственных нужд с помощью тепловых насосов (ТН). При этом низкопотенциальная тепловая энергия подается к ТН с помощью теплоносителя (как правило, специальной жидкости) от внешних теплообменников, чаще всего — трубчатых конструкций, которые помещаются в грунт или в водоемы. Таким образом, ТН и внешний теплообменник, наряду с различными приборами отопления, составляют основную часть структуры ТНУ [2].
Внешние грунтовые теплообменники к ТН практически всегда индивидуальны по структуре и условиям эксплуатации. Вызвано это тем, что грунты, в которые помещаются теплообменники, обладают разными возможностями накапливать и хранить низкопотенциальную энергию.