Прямые термодинамические циклы , в которых в которых за счет теплоты источника может быть получена полезная работа, отдаваемая внешним потребителям, носят название циклов теплоэнергетических установок. Обратные термодинамические циклы могут применяться либо для отвода теплоты в окружающую среду от рабочего тела, имеющего более низкую температуру (холодильные установки), либо для передачи теплоты от тел с более низкой температурой для нагревания окружающей среды (тепловые насосы).

Задачей прямого цикла является получение работы за счет теплоты источника:

= q₁ – q₂,

где q₁ – теплота от горячего источника; q₂ – теплота, отданная холодному источнику.

Оценка совершенства такого цикла, составленного из обратимых процессов, производится с помощью так называемого термического (или термодинамического) коэффициента полезного действия η_t путем сопоставления полученной работы l_ц и подведенной теплоты q_1:

или

или

Из этих соотношений следует, что термический КПД прямого обратимого цикла определяет, какая часть подведенной в цикле теплоты q₁ превращается в работу l_ц.

Для обратного цикла холодильных установок критерием эффективности служит холодильный коэффициент

Где q₂ – теплота, отведенная от холодильника.

Так как затраченная для осуществления цикла работа l_ц = q₁ – q₂,

То

В холодильной установке рабочими телами служат, как правило, пары легкокипящих жидкостей – фреона, аммиака и т.п. Процесс перекачки теплоты от тел, помещенных в холодильную камеру к окружающей среде происходит за счет затрат электроэнергии.

Заметим, что чем меньше разность температур между холодильной камерой и окружающей средой, тем меньше нужно затратить энергии для передачи теплоты от холодного тела к горячему и тем выше холодильный коэффициент.

Холодильную установку можно использовать в качестве теплового насоса. Если, например, для отопления помещения использовать электронагревательные приборы, то количество теплоты, выделенное в них, будет равно расходу электроэнергии. Если же это количество электроэнергии использовать для работы теплового насоса, когда горячим источником , т.е. приемником теплоты q₁, является отапливаемое помещение, а холодным – наружная атмосфера, то количество теплоты, полученное помещением,

q₁ = q₂ +l_ц,

где q₂ – количество теплоты, взятое от наружной атмосферы; l_ц – расход электроэнергии.

Понятно, что q₂ > l_ц, т.е отопление с помощью теплового насоса выгоднее простого электрообогрева.