Tháng Mười Một 07 2016 0Comment
ong-heatpipe

Ống chân không thu nhiệt lõi đồng

Ống dẫn nhiệt có thể như là một khái niệm mới, nhưng có lẽ bạn đang sử dụng ống dẫn nhiệt hàng ngày mà thậm chí không biết. Máy tính xách tay thường xuyên sử dụng các ống dẫn nhiệt nhỏ để dẫn nhiệt ra khỏi CPU, và hệ thống điều hòa không khí thường sử dụng ống dẫn nhiệt để đưa nhiệt ra ngoài.

Các nguyên tắc đằng sau hoạt động của ống dẫn nhiệt thực sự rất đơn giản.

Cấu tạo và nguyên lý

Các ống dẫn nhiệt rỗng có bên trong đã được hút chân không, rất giống như ống năng lượng mặt trời. Trong trường hợp này, cách nhiệt không phải là mục tiêu, mà là để thay đổi trạng thái của chất lỏng bên trong. Bên trong các đường ống dẫn nhiệt là một lượng nhỏ nước tinh khiết và một số phụ gia đặc biệt. Tại mực nước biển, nước sôi ở 100oC (212oF), nhưng nếu bạn leo lên một đỉnh núi nhiệt độ sôi sẽ thấp hơn 100oC (212oF). Điều này là do sự khác biệt trong áp suất không khí.

Ống chân không thu nhiệt lõi đồng

Căn cứ vào nguyên lý này do nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn trong áp suất không khí bị hạ thấp, bằng cách hút chân không các ống dẫn nhiệt, chúng ta có thể đạt được cùng một kết quả. Các đường ống dẫn nhiệt được sử dụng trong các tấm thu năng lượng mặt trời AP có một điểm sôi chỉ ở 30oC (86oF). Vì vậy, khi ống dẫn nhiệt được làm nóng trên 30oC (86oF) thì nước bốc hơi. Số hơi nước này nhanh chóng dâng lên đến bên trên ống dẫn nhiệt và chuyển thành nhiệt. Khi nhiệt bị mất ở bình ngưng (phía trên), hơi nước sẽ ngưng tụ để tạo thành một chất lỏng (nước) và trở về bên dưới ống dẫn nhiệt để lặp lại quá trình này một lần nữa.

Tại nhiệt độ phòng ở, nước tạo thành một quả bóng nhỏ, giống như thủy ngân khi được đổ ra trên một mặt phẳng ở nhiệt độ phòng ở. Khi ống dẫn nhiệt bị lung lay, có thể nghe được tiếng lộp bộp bên trong bóng nước. Mặc dù chỉ là nước, nghe có vẻ như một mảnh kim loại lúc lắc bên trong.

Việc giải thích này làm cho ống dẫn nhiệt tưởng chừng rất đơn giản. Một ống đồng rỗng với một ít nước bên trong, và hút hết không khí ra! Đúng, nhưng để đạt được kết quả này, yêu cầu có hơn 20 thủ tục sản xuất và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.

Quản lý chất lượng

Chất lượng và vệ sinh vật liệu là vô cùng quan trọng để tạo ra các ống dẫn nhiệt chất lượng tốt. Nếu có bất kỳ tạp chất bên trong các ống dẫn nhiệt, nó sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất. Chính độ tinh khiết của đồng cũng phải rất cao, chỉ chứa một lượng nhỏ oxy và các yếu tố khác. Nếu đồng có chứa quá nhiều oxy hoặc các nguyên tố khác, chúng sẽ tan ra vào chân không tạo thành một túi không khí ở phía trên cùng của ống dẫn nhiệt. Điều này tác động đến việc di chuyển của điểm nóng nhất của ống dẫn nhiệt (của đầu bình ngưng nhiệt) hướng xuống khỏi bình ngưng. Điều này rõ ràng là bất lợi đến hiệu suất, vì vậy cần phải sử dụng đồng có độ tinh khiết rất cao.

Thông thường ống dẫn nhiệt sử dụng một hệ thống bấc hoặc mao dẫn để hỗ trợ dòng chảy của chất lỏng, nhưng đối với đường ống dẫn nhiệt được sử dụng trong tấm thu gom năng lượng mặt trời Eversun không yêu cầu có hệ thống như vậy vì bề mặt bên trong bằng đồng rất trơn tru, cho phép dòng chảy chất lỏng trở lại phía dưới hiệu quả. Ngoài ra các ống dẫn nhiệt Eversun không được lắp đặt theo chiều ngang. Ống dẫn nhiệt có thể được thiết kế để truyền nhiệt theo chiều ngang, nhưng chi phí cao hơn rất nhiều.

Ống dẫn nhiệt được sử dụng trong tấm thu năng lượng mặt trời Eversun bao gồm hai thành phần bằng đồng, trục và bình ngưng. Trước khi hút chân không, bình ngưng được hàn cứng vào trục. Lưu ý rằng bình ngưng có đường kính lớn hơn nhiều so với trục, việc này là để cung cấp một diện tích bề mặt lớn trên đó nhiệt truyền đến ống góp. Đồng được sử dụng là đồng không chứa oxy, đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất ống chân không xuất sắc.

Mỗi ống dẫn nhiệt được thử nghiệm về hiệu suất truyền nhiệt và được tiếp xúc tới 250oC (482oF) trước khi được chấp nhận cho sử dụng. Vì lý do này, các ống dẫn nhiệt bằng đồng tương đối mềm. Ống dẫn nhiệt quá cứng không được đưa ra kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt như vậy, và theo thời gian có thể tạo thành một túi không khí bên trên, do đó làm giảm hiệu suất truyền nhiệt rất lớn.

Đóng băng bảo vệ

Mặc dù các đường ống dẫn nhiệt là chân không và điểm sôi đã được giảm xuống chỉ 25-30oC (86oF), điểm đông vẫn tương tự như nước ở mực nước biển, 0oC (32oF). Vì đường ống dẫn nhiệt được đặt trong ống thủy tinh đã hút chân không, nhiệt độ vào đêm thấp đến -20oC (14oF) sẽ không làm ống dẫn nhiệt đóng băng. Ống dẫn nhiệt bằng nước bình thường sẽ bị hư hỏng do bị đông lạnh lặp đi lặp lại. Nước được sử dụng trong ống dẫn nhiệt Eversun vẫn đóng băng trong điều kiện lạnh, nhưng nó bị đóng băng một cách có kiểm soát mà không gây phồng rộp ống đồng.

Write a Reply or Comment