Появление устройства под названием «тепловой насос» произошло не сразу, как это бывает с музыкой,
которая однажды услышанная композитором через день может вдохновлять миллионы.
Десятилетия и, даже, столетия отделяют этапы пути к созданию системы, позволяющей человечеству
использовать неисчерпаемые ресурсы Земли, системы, доступной широкому кругу потребителей.
Речь идёт об энергии, которую наша планета отдаёт нам в виде тепла. Но для того, чтобы принять
это тепло, учёным и изобретателям в разные времена пришлось провести множество исследований и
сделать немало открытий.
В 1824 году 28-летним французским физиком Сади Карно (Carnot 1796 -1832) были сформулированы
принципы, которые легли в основу создания холодильника и теплонасоса. Эти принципы базировались
на законах термодинамики. Цикл Карно состоит из двух адиабатических и двух изотермических
процессов.
Долгие годы опытов по созданию искусственного холода, проводимых учёными в разных странах,
сделали возможным создание установки для производства искусственного льда. В 1834 году
Джейкобом Перкинсоном (Jacob Perkins)(1766-1844) в США был получен патент на технологию
искусственного охлаждения. Устройство содержало в себе все основные элементы присущие
современным холодильным машинам. Одна из первых систем кондиционирования воздуха была
установлена в здании английского парламента 1834 году и действовала посредством разбрызгивания
воды, охлаждаемой льдом.
Задуматься о промышленном производстве льда позволило изобретение французских инженеров
братьев Фердинанда Карре (Ferdinand Carre) (1824-1900) и Эдмонда Карре (Edmond Carre) в 1846 году,
которые открыли цикл работы абсорбционной машины для промышленного производства льда и
создали машину, в основе которой лежали процессы сжатия и расширения воздуха (патент США 8080
от 1851 года). В 1850 году, благодаря Эдмонду Карре, появляется абсорбционная холодильная машина,
а в 1866 году налажено коммерческое производство таких машин.
В 1852 году сэр Уильям Томсон (Sir William Thomson, Lord Kelvin) или лорд Кельвин разработал
концепцию теплового насоса. Вместе с Джеймсом Прескоттом Джоулем (James Prescott Joule) он
открыл эффект охлаждения газа при адиабатическом расширении, т.н.«Эффект Джоуля-Томсона».
Первый известный тепловой насос был разработан и установлен австрийским инженером Петером
Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger)(1811—1872) в1855г.. В основе лежала концепция
лорда Кельвина, доработанная и воплощённая в реальном механизме.
В 1912г. идея использования тепла земли была запатентована в Цюрихе швейцарским инженером
мексиканского происхождения Генрихом Золи (Heinrich Zoelly) (1862–1937). Им был получен патент
на технологию геотермальных тепловых насосов.
В России в то время исследованием геотермальных проблем занимался профессор Михельсон
В.А.(1860 -1927). В 1920 году он разработал проект парокомпрессионной установки с
аккумулированием солнечного тепла в грунте.
В 1927 году в Шотландии английский инженер Д. Холдейн для отопления своего дома сконструировал
первую теплонасосную установку. Теплонасосом послужила холодильная машина, а источником
тепла — наружный воздух.

В США одной из старейших систем, использующих тепловой насос является здание Объедененной штаб-
квартиры освещения в New Haven, штат Connecticut, работающей с 1930 года. Далее появились
подобные установки в 13-этажном административном здании объемом 107 тыс. м3 Южно-
Калифорнийской компании Ќэдисонџ. Система отапливала и кондиционировала воздух и состояла
из четырех компрессоров с электроприводами мощностью по 147 кВт каждый. Хладагентом служил
хлорметан.
Установка и эксплуатация теплонасосов и систем на их основе стала всё больше применяться и в
Европе. В 1939 г. в Цюрихе, впервые в Швейцарии, была смонтирована теплонасосная установка
типа «вода-вода». Её мощность составляла 175 кВт, а в качестве источника тепла использовалась
речная вода. Установка обеспечивала отопление ратуши водой температурой 60С, а в жаркую погоду
работала на охлаждение. За 6 последующих лет в стране было создано ещё 9 подобных установок.
Целесообразность их применения объяснялась политикой экономии угля.
В 1945 году в Норвиче был установлен первый английский тепловой насос типа «вода-вода» для
здания электрослужбы объёмом 14 200 м3. Источником низкопотенциального тепла служила, также,
речная вода. В системе был применён бывший в использовании компрессор выпуска 1926 г. с
ременной передачей от электромотора постоянного тока. В 1949 году на набережной Темзы в Лондоне
в концертном зале "Ройял фестивал холл"была смонтирована установка с теплонасосом для отопления
зимой и охлаждения летом. Ее тепловая мощность была 2,7 МВт.
В 1940-х годах изобретатель Роберт Вебер (Robert C. Webber) создал геотермальный теплонасос,
т.е.использующий в качестве источника тепла землю. Идея пришла к нему случайно, когда по
неосторожности он прикоснулся к трубкам, выходящим из его домашней морозильной камеры и
обжёгся. Вебер решил использовать горячие трубки для нагрева воды. Это обеспечило горячей
водой всю его семью в достаточном количестве. Затем изобретатель усовершенствовал устройство.
Он пропускал горячую воду по спирали, а циркуляцию в комнате подогретого воздуха обеспечивал
вентилятором. Далее, поместив в землю медные трубы с циркулирующим по ним фреоном Вебер
осуществил идею получения тепла из земли. Замечательность идеи в том, что в земле на определённой
глубине температура сохраняется почти постоянной круглогодично, т. е. земля — стабильный
источник тепла.
В настоящее время теплонасосы применяются во многих странах мира, что обусловлено текущей
ситуацией с энергоресурсами. Нефть, газ и уголь дорожают. Кроме того, их количество на земле
ограничено, а срок восстановления несоизмерим с жизнью целых поколений людей. Поэтому,
тэнденция к использованию неисчерпаемых источников энергии будет усиливаться.
В 1952 г. в США на рынок поступило 1 тыс. тепловых насосов, полностью собранных на заводе
и готовых к монтажу. В 1954 г. - в 2 раза больше, а в 1957 г. — в 10 раз больше. В 1963 г. их было
выпущено 76 тыс. . В 1976 году - 300 тыс., а общее число действующих теплонасосов достигло 2
млн. В 1980 году в США работало около 3 млн. установок. В 1993 г. общее число действующих
теплонасосных установок в развитых странах превысило 12 млн. В 2003 году эта цифра возросла до 25
млн.

в статье использованы материалы сайтов:
http://osipovs.ru
http://ru.wikipedia.org
http://www.ehow.com