Тепловой насос в схеме обеспечения потребителя энергией является одним из главных элементов в независимости от имеющегося ресурса. С появлением передовых технических моделей, позволяющих извлекать энергетический потенциал, не обращаясь к углеводородным источникам, роль тепловой помпы стала еще более весомой. Теперь она может работать в качестве холодильного агрегата, выполняя двойную функцию нагнетания теплоносителя и хладагента. Энергосбережение становится очевидным фактом.

Тепловой компрессор

Отличительное свойство теплового насоса заключается в передаче энергии большей, чем получено непосредственно от генерирующей системы. Смысл кроется в производстве тепла, излучаемого от сжигания топлива и тепла, отбираемого от низкотемпературного источника, которым может быть река, грунт, воздух, жидкие производственные и коммунальные отходы, подземные ресурсы. Существующая разность температур теплоносителя в потенциальных структурах может составлять от -17°С до + 80°С.Практически за счет одного насоса, обеспечивающего циркуляцию воды от источника к потребителю, можно снабдить последний достаточным количеством энергии. В мощных технических агрегатах, таким образом, сокращение расхода топлива составляет от 20 до 70%.
Европа уже давно апробировала и выпускает серийные тепловые механизмы, обогревающие сотни тысяч домов. В одной Швеции задействовано 350 тыс. теплообменников, а в мире - до 40 млн. шт. Через пять лет развитые экономики надеются, что доля тепловых насосов в энергетике составит 75%.
Россия же пока не спешит с нововведениями. Известно, что по всей стране задействовано 140 перекачивающих конструкций с использованием альтернативных источников тепла. Эта цифра говорит о том, что энергосбережение не стало еще приоритетом для российской действительности. Основной научный потенциал в области теплотехники и производственные мощности находятся в Новосибирске. Институт теплофизики решает чисто теоретические вопросы и передает готовые проекты промышленникам. Один из них, - это завод "Теплосибмаш", выпускающий абсорбционные агрегаты. На данный момент произведено 6 тепловых и 7 охлаждающих установок общей мощностью 23МВт. Завод "Энергия" и конструкторское бюро "ИПИ" работают над парокомпрессионными системами мощностью до 5МВт.

Установка Стирлинга

Сегодня практически забыли о тепловом двигателе Стирлинга. Как и системы с циклом Карно, аппарат Стирлинга выдает максимально достижимый КПД. Его конструктивное устройство несложно, а работать он может фактически на любом виде топлива.

Трубка Ранка-Хилша

Используется для местного подогрева, выхолаживания, осушения и проветривания воздуха. В системе происходит разъединение воздуха на две группы: горячую и холодную, где разница температур достигает почти сотни градусов.
Для получения тепла на основе сжигания топлива используются горелочные устройства: диффузионные, инфракрасные, инжекторные. Российские ученые разработали горелку, в которой к энергоносителю добавляют водяной пар. При этом промежуточный процесс газификации обеспечивает снижение нагрузки на экологический фон за счет уменьшения количества выбросов. Основное предназначение данного вида оборудования состоит в утилизации некондиционного жидкого топлива. В будущем такие модифицированные установки позволят сжигать любые горючие отходы без вреда для экологии. Существуют системы мощностью до 10 КВт, соединяющие в себе энергосбережение и безопасность.

Схемы прямой трансформации энергии

Существуют множество методов превращения одного вида энергии в другой, например: электрохимический, фотоэлектрический, термоэлектрический, термоэмиссионный, магнитогидродинамический (МГД-генераторы).
Электрохимические преобразователи в виде топливных батарей в настоящее время пользуются огромной популярностью и востребованностью. В этих элементах в процессе химических реакций происходит генерация электрического потенциала. Но они не похожи на гальванические источники тока, так как имеют топливо и окислитель.
Еще одним несомненным достоинством топливных компонентов является возможность получения максимального уровня КПД при трансформировании химического взаимодействия в электрическую энергию. Он равняется 50-70%. Несколько усложняет и увеличивает стоимость топливных конструкций необходимость применения металлических катализаторов, ускоряющих реакцию окисления. К ним относятся металлы платинового ряда.
Существенная техническая проблема состоит в необходимости создании высокоразвитых поверхностей для отрицательно заряженных электродов и мембранных элементов, работающих в субатомном диапазоне. Уровень микромира уже недостаточен для формирования принципиально другой компонентной базы технических структур, где энергосбережение станет важным условием успеха.