Лорд Кельвин в 1852 году опубликовал разработанный им принцип переноса энергии тепла от низкотемпературного источника тепла к потребителю с повышенной температурой.
Устройство, реализующее этот принцип работы, это суть не что иное, как холодильный агрегат, но только наоборот. При этом оказалось, что тепловой насос (такое название это устройство получило позже) использует потребляемую электроэнергию эффективнее самых экономичных отопительных котлов. Например, на вход ТН подают электрическую мощность в 1 кВт, на выходе «снимают» 4.5 кВт тепловой энергии. Принято эффективность таких изделий представлять показателем КТП (коэффициентом преобразования тепловой энергии). Он в нашем случае равен соответственно 4.5. Обычный термоэлектрический нагреватель (ТЭН) характеризуется показателем максимум 0.9.
При продуманной и оптимизированной системе отопления, использующей ГТН (геотермальные теплонасосы) с показателем КТП порядка 3.5, потребление невосстанавливаемых энергоносителей может быть уменьшено -по сравнению с показателями потребления мощными котельными в 1.5 раза и в 2.5 раза с потреблением топлива индивидуальными отопительными котлами. По сравнению с отопительными системами, использующими исключительно электрическую энергию, тепловые насосы оказываются эффективнее в 3.5 раза. К сведению, рост цен на ГТН составляет 2 - 3 % в год, а ежегодное увеличение тарифов на энергоносители - около 15 %, соответственно окупаемость тепловых насосов возрастает с каждым годом.
Наиболее рациональным применением геотермальных тепловых насосов считается использование их :
- в отопительных системах жилого фонда;
- в системах создания зонального микроклимата в крупных общественно-административных зданиях и т.п. комплексах;
- при реализации теплопотребляющих технологических процессов в различных отраслях экономики.