Замкнутая тепловая труба транспортирует 10 кВт теплоотходов без электричество

Исследователи разработали тепловую трубу, которая может переносить до 10 кВт тепла без необходимости электричества.Кредит: Лаборатория Нагано

LHP группы направлена ​​на то, чтобы внести свой вклад в экономию энергии и нейтральности углерода в различных областях, включая восстановление тепла промышленных отходов, использование солнечного тепла, тепловое управление электромобилем (EV) и охлаждение центра обработки данных.Результаты подробно описаны в Международном журнале тепла и массового перевода.

Этот LHP превосходит предыдущую крупнейшую тепловую трубу из петли из -за улучшений в структуре испарителя.Эти улучшения привели к увеличению размеров на 18%, на 1,6 раза увеличились в потенциала теплопередачи и в четыре раза повышения эффективности теплопередачи по сравнению с предыдущим LHP, разработанным Университетом Нагоя.

LHP использовались в пилотируемых космических полетах, электромобилях, метеорологических спутниках и домашних электронных приборах.

«Этот LHP беспрецедентный в транспортировке такого большого количества тепла без электричества, достигая крупнейшего в мире неэлектрического переноса тепла»,-сказал профессор Хосей Нагано, старший исследователь, участвующий в проекте.

«Это устраняет необходимость в электроэнергии, ранее потребляемом обычными механическими насосами, что обеспечивает почти точный перенос тепла без электричества».

В отрасли EV наблюдается растущий спрос на энергоэффективные методы охлаждения из-за растущей осведомленности компаний об их углеродном следе.LHPS помогает EVS повысить общую эффективность, обеспечивая охлаждение, которое не требует электричества, что снижает необходимость в электрической мощности.

«Для электромобилей поддержание температуры инвертора имеет решающее значение для оптимальной производительности»,-пояснил Шон Сомерс-Нил, аспирант, участвующий в проекте.

«Традиционные методы охлаждения для инверторов требуют энергии, но наш LHP поддерживает температуру без электроэнергии. Это приводит к повышению эффективности, в то же время имеет возможность обрабатывать высокие тепловые нагрузки, необходимые в промышленности».

В LHP рабочая жидкость и пористый материал, называемый фитиль, используются для эффективного переноса тепла на большие расстояния.Вик привлекает рабочую жидкость на поверхность через капиллярное действие.

Когда нагревается на испаритель, жидкость на поверхности фитиля поглощает тепло и превращается в пары.Этот пары перемещается в конденсатор, где он высвобождает тепло и конденсируется обратно в жидкость.Затем жидкость возвращается в компенсационную камеру, где она снова связывается с фитилью, которая возвращает ее обратно на поверхность и продолжает цикл охлаждения.

Группа улучшила серию СПП, делая его более тонким, дольше и шире, сохраняя свои высококачественные пористые свойства.Они также улучшили возможности переноса тепла, сузив каналы, которые позволяют парам сбежать из испарителя и добавляя дополнительные каналы по бокам, тем самым увеличивая общее количество каналов.

“Уникальность тепловой трубы петли (LHP) - это форма, качество и размер фитиля и общая производительность LHP. Обычно, при изготовлении больших фитиров качество уменьшается, но качество этого фитиля аналогично сЭто из небольших фитиль », - объясняет профессор Нагано.

«У фитиля есть ядра, которые помогают уменьшить толщину, что приводит к меньшему падению давления и снижению рабочих температур».

Недавно разработанный LHP продемонстрировал эффективность теплопередачи более чем в четыре раза больше, чем у существующих LHP во время тестирования.Конструкция была настолько эффективной, что транспортировал тепло отходов на расстоянии 2,5 метра без мощности, используя капиллярную силу, генерируемую фитилем.Это установило запись для неэффективного переноса тепла.

«Ожидается, что эта новаторская технология LHP будет революционизировать энергосбережение и нейтралитет углерода во многих областях, включая заводское восстановление тепла отходов, использование солнечного тепла, управление теплом электромобилей и охлаждение центра обработки данных»,-сказал Сомерс-Нил.

«Эффективная экономия заводского тепла отходов знаменует собой значительный шаг к устойчивым энергетическим решениям».

More information: Shawn Somers-Neal et al, Experimental investigation of a 10 kW-class flat-type loop heat pipe for waste heat recovery, International Journal of Heat and Mass Transfer (2024). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125865