Maalämpöjärjestelmä koostuu lämmönkeruuputkistosta, sen sisällä kiertävästä vesi-etanoli-liuoksesta, sekä maalämpöpumppuyksiköstä. Maalämpöpumppuyksikkö koostuu sisäänrakennetusta lämminvesivaraajasta, kompressorista, lämmönvaihtimista ja suljetusta kylmäainepiiristä eli kompressoriyksiköstä. Maapiirin lämmönkeruuliuos, kylmäaine ja lämmitysverkoston vesi eivät sekoitu keskenään prosessin missään vaiheessa. Lämpö siirretään liuoksesta toiseen levylämmönvaihtimilla.

Maalämpölaitteisto kierrättää lämmönkeruupiirissä jäätymiseltä suojattua vesi-etanoliliuosta, mikä kerää maaperään auringosta varastoitunutta lämpöenergiaa talteen. Liuos lämpenee kierrossa muutaman asteen ja tuo lämpöenergian maalämpöpumpun höyrystimelle. Maaperästä höyrystimelle tulevan lämmönkeruunesteen lämpötila on noin 0ºC. Talvella lämpötila voi olla alhaisempi ja kesällä korkeampi. Höyrystimessä lämmönkeruuliuoksen energia siirtyy lämpöpumpun sisällä kiertävälle matalapaineiselle kylmäaineelle. Tällöin kylmäaineneste muuttuu lämpöenergian avulla höyryksi.

Kylmäainehöyry siirtyy höyrystimeltä kompressoriin, jossa se puristetaan korkeampaan paineeseen. Tästä seuraa voimakas lämpötilan nousu. Lämpöpumppuprosessissa kylmäaineen korkein lämpötila on kompressorin jälkeen yli 100 ºC, jolloin kylmäainetta nimitetään kuumakaasuksi. Kuuma kylmäaine siirtyy kompressorilta lämmönvaihtimille (tulistin ja lauhdutin), joiden kautta se luovuttaa lämpöenergiaa lämmitysveden varaajaan. Varaajan lämpöä käytetään rakennuksen lämmitykseen ja lämpimän käyttöveden tuottamiseen.

Kun kylmäainehöyrystä otetaan lämpöä, se saavuttaa pisteen, jossa höyry alkaa muuttua takaisin nesteeksi eli lauhtua. Piste on lähellä lämpötilaa, jota lämmitykseen tarvitaan (yleensä n. 35-55 ºC). Koska kompressorista tuleva kylmäainekaasu on noin 100 ºC, se ensin jäähtyy ennen kuin se alkaa muuttua nesteeksi. Tässä jäähtymisessä vapautuvaa energiaa kutsutaan kuumaksi tulistusenergiaksi. Tulistusenergia voidaan hyödyntää tehokkaasti esimerkiksi käyttöveden loppukuumennuksessa ottamalla se talteen erillisessä lämmönvaihtimessa eli tulistimessa.

Tulistimen jälkeen kylmäaine siirtyy lauhduttimeen, jossa aine muuttuu höyrystä nesteeksi luovuttaessaan lämpöä lämmitysveden varaajaan ja siitä edelleen lämmitysverkostoon. Luovutettuaan lämpöenergiansa kylmäaineneste siirtyy kuivaussuodattimen kautta paisuntaventtiiliin, jossa kylmäainenesteen paine laskee ja uusi kierto höyrystimestä voi alkaa.

 

Täystehoinen Lämpöässä (Vs, V ja T) hyödyntää huolella suunniteltua tulistustekniikkaa, jolla saadaan tuotettua edullisesti sekä lämmitys että lämmin käyttövesi.

Maalämmön osuus lämmityksessä on pyritty saamaan mahdollisimman suureksi. Kaksiosainen, välipohjalla varustettu lämmitysveden varaaja tehostaa tulistusenergian hyödyntämistä. Hyötysuhde pysyy korkeana, kun energiatehokkaassa tulistustekniikassa lämpöä siirretään varaajaan kahdessa vaiheessa kahdella eri lämmönsiirtimellä (tulistin ja lauhdutin). Käyttövesikierukka kulkee varaajan alaosan kautta yläosaan, jolloin lämmin käyttövesi esilämpenee varaajan alaosassa ja saa tarvittavan loppulämmön varaajan yläosassa. Lämminvesivaraajan vettä kierrätetään lämmönjakoputkistossa joko yhdessä tai kahdessa piirissä.

Varaajan yläosaa eli ylävaraajaa lämmitetään tulistuksenpoistolämmönvaihtimen (tulistin) avulla kompressorista saatavalla erittäin kuumalla energialla. Kuuma tulistusenergia varataan käyttöveden loppukuumennusta varten. Ylävaraajasta voidaan tarvittaessa ottaa kuumaa energiaa myös lämmityspiiriin.

Alavaraaja varaa keskuslämmitykseen menevän lämpöenergian lauhduttimelta lämmitysverkoston vaatimiin käyttövettä alhaisempiin lämpötiloihin. Varaajan lämpötilatasoja ohjaa säätökäyrä, jolloin peruslämmitystilanteessa varaajan lämpötila vaihtelee lämmitystarpeen mukaan. Tällöin järjestelmä on ns. kelluvalauhdutteinen.

Lämmönjako voidaan toteuttaa vesikiertoisella lattialämmityksellä, vesipattereilla tai ilmalämmityksellä. Paras hyötysuhde saadaan lattialämmityksellä, sillä mitä alhaisempi on lämmön luovutuksen lämpötila, sitä parempi on hyötysuhde.

Käyttövesi lämpiää varaajan sisällä kulkevassa kierukassa ensin varaajan alaosassa ja sitten vielä kuumenee yläosassa. Käyttöveteen tarvitaan yleensä kuumempaa lämpötilaa kuin lämmitykseen. Tulistustekniikan kaksivaiheisen lämmönluovutuksen ansiosta menovettä lämmittävä suurempi osa varaajasta voidaan pitää alhaisempana, kun käyttöveden loppukuumennus tapahtuu kuumemman ylävaraajan avulla. Tällöin prosessin toimintalämpötilat pysyvät mahdollisimman alhaisina, mikä parantaa järjestelmän vuosihyötysuhdetta.

Lämpöässän suosituimmiksi laitteiksi ovat nousseet tulistimella varustetut täystehoiset maalämpöpumput, sillä niillä saadaan tuotettua edullisin ja runsain lämmin käyttövesi.