Классифицируются тепловые насосы по тем же принципам и показателям, что и холодильные машины. Действительные циклы тепловых насосов такие же, как и у парокомпрессорных холодильных машин. Это связано с тем, что потери в основном трансформируются в теплоту, которая полезно передается в конденсаторе нагреваемой среде.

Тепловые насосы используют для нужд отопления зданий (особенно в условиях круглогодичного кондиционирования воздуха), при опреснении воды, для технологических нужд, в системах горячего водоснабжения.

Примерные значения коэффициента действительного преобразования µ компрессионных тепловых насосов;

Отопительные системы с радиаторами – 2,2…3,8.

Низкотемпературные системы отопления с t < 45⁰C – 3,5…5,9.

Системы горячего водоснабжения с t < 70⁰C (естественные источники теплоты) – 2,2…3,8.

То же, в испарителе охлаждаются теплые отработавшие воды – 3,0…7,0.

Системы для подогрева воды в плавательных бассейнах – 4,0…7,0.

Выпарные установки для легкокипящих растворов, опреснительные и сушильные установки – 10…25,0.

Наибольший эффект получают при комбинированном использовании тепловых насосов. Например, при охлаждении катка в спортивных сооружениях и использовании теплоты конденсатора для подогрева воды в бассейне, для охлаждения и пастеризации молока на молокозаводах. Особенно эффективно комплексное применение установок, если одновременно есть баланс потребности и производительности теплового насоса по теплу и холоду. В таких случаях не требуется применение дополнительных источников. Эффективен и другой тип комбинированного применения тепловых насосов, который характерен для систем кондиционирования воздуха. В теплый период установка работает на охлаждение помещения, при снижении температуры наружного воздуха переводится на режим отопления. Особенно это важно в период до включения централизованных систем отопления (включаются в работу при устойчивых наружных температурах ниже +8⁰С). Источником теплоты в этот период, как уже было отмечено ранее, служит наружный воздух.

Перспективно применение в качестве тепловых насосов абсорбционных холодильных установок, особенно в режиме совместного получения тепла и холода. Абсорбционные холодильные установки в этом случае имеют преимущества: при одинаковой производительности позволяют получить почти в два раза больше теплоты (теплота отводится от конденсатора и абсорбера); для получения высокой температуры нагреваемой среды не требуется повышения давления конденсации.

Тепловые насосы используют различные виды тепловых ресурсов, в том числе и вторичных, для нужд холодоснабжения и теплоснабжения. Вторичные тепловые или энергетические ресурсы (ВЭР) – это отходы тепловой энергии в виде теплых потоков жидкости и газов от технологических и промышленных установок, коммунальных жилых, бытовых и других объектов. Структура ВЭР чрезвычайно многообразна, их можно классифицировать:

- по температурному уровню – на ВЭЗ низкого (0…70⁰С), среднего уровня (70…150⁰С) и высокого (150…400⁰С) потенциала;

- по агрегатному состоянию – на жидкие, твердые и паро- или газообразные;

- по химическому воздействию на конструкционные материалы – на агрессивные и нейтральные;

- по содержанию примесей – на чистые и загрязненные;

- по степени расположения на строительных объектах – на сосредоточенные и распределенные;

- по условиям выделения – на периодические и непрерывные (в том числе с постоянным или переменным по времени расходом).

Наиболее доступным источником теплоты для работы тепловых насосов является наружный воздух. Как теплоноситель он имеет ряд существенных недостатков: низкая теплоемкость и малая объемная масса; связанный с этими характеристиками низкий коэффициент теплообмена; перечисленное выше приводит к необходимости устраивать громоздкие воздушные испарители; трудно прогнозируемый режим температуры. При температуре кипения хладагента ниже 0⁰С на поверхности испарителя, обдуваемой воздухом, образуется иней, который полностью может заполнить проточные части. Коэффициент преобразования тепловых насосов, применяющих воздух в качестве источника теплоты, не превышает 2,5. Несмотря на указанные недостатки , воздух успешно применяется в установках кондиционирования, особенно в переходные периоды года. Эффективности применения воздуха в качестве источника теплоты в тепловых насосах возрастает в климатических зонах с более теплым климатом.

Вода при применении в качестве источника теплоты в тепловых насосах обладает существенно более высокими показателями, чем воздух. При этом обеспечиваются высокие коэффициенты теплообмена, что в совокупности с высоким значением теплообмена и объемной массы позволяет создавать компактные теплообменники. Особенно перспективно применение теплых и горячих вод , отходящих от промышленных или технологических установок, при условии, что степень и характер загрязнений не приведут к нежелательным последствиям. В этом случае тепловые насосы имеют самые высокие экономические показатели и коэффициенты преобразования. В качестве источника теплоты успешно может применяться и вода рек и различных водоемов. В этом случае следует опасаться обмерзания теплообменных поверхностей в зимний период года, когда температура воды в водоемах приближается к 0⁰С, а температура кипения в испарителе может быть ниже этого уровня. Перспективно применение в тепловых насосах и подземных вод, особенно термальных. При их применении следует учитывать высокую степень минерализации, которая приводит к загрязнению теплообменных поверхностей.