História tepelných čerpadiel a William Cullen

V roku 1748 William Cullen demonštroval umelé chladenie, čo možno považovať za začiatky vedeckého princípu tepelných čerpadiel. O niekoľko desaťročí neskôr, v roku 1852, Lord Kelvin rozvinul túto myšlienku a je všeobecne považovaný za zakladateľa vedeckého konceptu. V rokoch 1855-1857 Peter von Rittinger vyvinul a postavil prvý systém tepelného čerpadla. O niekoľko rokov neskôr, koncom 40. rokov 20. storočia, Robert C. Webber je považovaný za vynálezcu prvého tepelného čerpadla na základe geotermálnej energie.

Robert C. Webber: Priekopník geotermálnych tepelných čerpadiel

Americký vynálezca Robert C. Webber prišiel s myšlienkou na tepelné čerpadlo pri experimentovaní so svojím mraziacim boxom. Keď sa náhodou popálil pri dotyku s výstupnými rúrkami chladenia, rozhodol sa preskúmať, či by sa mechanika nemohla otočiť na vykurovanie. Tento moment bol kľúčový pri vývoji prvého tepelného čerpadla, ktoré využívalo zemný zdroj tepla.

„Pripojil výstupné potrubie z mraziaceho boxu na bojler, a keďže mraznička produkovala stále nadbytočné teplo, pripojil ohrievanú vodu na rozvodné potrubie.“ Následne Webber použil malý ventilátor na rozptyľovanie teplého vzduchu v budove.

Keď videl, že jeho vynález funguje, postavil plnohodnotné tepelné čerpadlo na vykurovanie celého domu. Jeho dizajn využíval medené trubky zakopané v zemi, cez ktoré pretekal plyn Freon na zber zemného tepla. Plyn sa kondenzoval v pivnici, uvoľnil svoje teplo a rozšírený plyn bol potom tlačený späť cez zemnú cievku, aby opäť zachytil teplo.

Prvý komerčný úspech

Prvý úspešný komerčný projekt tepelného čerpadla bol nainštalovaný v Commonwealth Building (Portland, Oregon) v roku 1948 inžinierom J.D. Krockerom. Táto inovácia bola neskôr označená za Národnú historickú pamiatku mechanického inžinierstva Americkou spoločnosťou inžinierov strojných (ASME).

V rovnakom roku, profesor Carl Nielsen z Ohio State University vyvinul prvé tepelné čerpadlo na geotermálny zdroj pre svoje vlastné bývanie. Toto zariadenie bolo jedným z prvých, ktoré úspešne demonštrovalo využitie zemskej energie na vykurovanie domácností.

Popularita technológie a jej rozšírenie

Technológia tepelných čerpadiel sa stala populárnou vo Švédsku v 70. rokoch 20. storočia a odvtedy rastie jej celosvetové uznanie. Vo Fínsku sa geotermálne tepelné čerpadlo stalo najčastejšou voľbou pre vykurovanie nových rodinných domov v rokoch 2006 až 2011, pričom jeho trhový podiel presiahol 40 %. Geotermálna energia sa dnes využíva snáď v každej krajine sveta.