Топлинни тръби

Може би топлинните тръби изглеждат като една нова концепция, но най-вероятно Вие ги използвате всеки ден без да подозирате за това. Десктоп компютрите и лаптопите често използват топлинни тръби, за по-ефективно охлаждане на процесора, една климатична или хладилна инсталация използва топлинни тръби за отвеждане на топлина.

Принципът зад топлинната тръба всъщност е много прост.

Структура и Принцип
Топлинната тръба е куха, а вътре се поддържа вакуум, почти същата като стъклените слънчеви тръби. В този случай разликата е, че поддържаме вакуум не, за да изолираме, ами, за да променим състоянието течността вътре. В самата тръба има малко количество специално пречистена вода, смесена с някои добавки. При нулева надморска височина водата завира при 100оС, но ако изкачите някой планински връх, температурата на кипене ще бъде под 100оС, поради разликата в атмосферното налягане.

Следвайки този принцип, че водата завира при по ниска температура когато налягането е понижено, когато вакуумираме топлинната тръба постигаме същия резултат. Топлинните тръби използвани в колекторите на Климамаркет имат точка на кипене от едва 30оС. Това означава, че когато тръбата е нагрята до над 30оС водата се изпарява. Тези изпарение бързо се изкачват до върха на тръбата, пренасяйки топлината. Когато топлината бъде пренесена до колектора отгоре, парите кондензират, формирайки течност, която изтича надолу по тръбата, за да се продължи процеса.

При стайна температура водата се формира като малка топла, също както живака когато се остави на плоска повърхност. Когато топлинната тръба се разклати може да се чуе как тази водна топка “трака” отвътре. Въпреки че е просто вода, звука много прилича на метално топче, което се удря в стените на тръбата.
Това обяснение представя топлинните тръби като прости уреди. Куха медна тръба с малко вода вътре и въздухът изтеглен, за да се формира вакуум. Вярно, но за постигане на това са нужни над двадесет производствени процеса и строг контрол на качеството.

Контрол на Качеството
Качеството на материалите и чистотата са изключително важни за постигането на добър краен резултат – квалитетна топлинна тръба. Ако се допуснат каквито и да било боклуци вътре в тръбата, производителността е намалена. Чистотата на медта също трябва да бъде много висока, тя може да съдържа само следи от кислород и други елементи. Наличието на по-голямо количество от кислород би формирало въздушен джоб на върха на тръбата. Това има ефект на преместване на най-горещата точка по-ниско по тръбата, отдалечавайки я от колектора. Очевидно това е пагубно за производителността на колектора, затова трябва да се използва висококачесвена мед.

Често топлинните тръби използват дренаж или капилярна система за подпомагане на потока, но при тръбите на Климамаркет това не е нужно, защото вътрешната повърхност на медта е изключително гладка, позволяйки ефективен поток на течността обратно към долната част на тръбата. Топлинните тръби не трябва да се монтират в хоризонтална позиция. Могат да бъдат произведени модели, които да не се влияят от това, но тяхната цена би била непосилна за средностатистическия потребител.

Топлинната тръба, която е използвана в слънчевите колектори Климамаркет се състои от два медни компонента, така наречените вал и кондензатор (втечнител). Точно преди вакуумирането кондензатора се запоява за тръбата. Забележете, че кондензатора има доста по-голям диаметър от вала. Това ни предоставя голяма повърхност за топлообмена към колектора. Медта използвана за производството е пречистена от кислород, което допълнително удължава живота на системата и нейната производителност.

Всяка топлинна тръба претърпява редица тестове, включително за производителност. Тя бива изложена на температура от 250оС преди да бъде одобрена за употреба. Този тест прави тръбата сравнително мека. Топлинни тръби, които са твърди не са били подложени на такива строги тестове и могат да формират въздушен джоб в кондензатора, който значително намалява производителността.

Защита против Замръзване
Въпреки наличието на вакуум и свалянето на температурата на кипене до 30оС, точката на замръзване продължава да е същата като на водата при нулева надморска височина (0оС). Позицията на топлинната тръба във вътрешността на вакуумираната стъклена тръба я предпазва от замръзване при температури до -20оС. Чистата вода използвана в доста от топлинните тръби на пазара ги поврежда непоправимо при замръзване. Пречистената вода със специални добавки, използвана в продуктите на Климамаркет също замръзва, но в контролиран процес, който не позволява непоправимо подуване на медната тръба.

 

 

към началото