Heat Pipes

Beschreibung

Ein Heat Pipe ("Wärmerohr") ist ein Wärmeübertragungssystem, das die Verdampfungswärme eines Mediums nutzt, um eine hohe Wärmestromdichte zu erreichen. Auf diese Weise können große Wärmemengen über eine kleine Querschnittsfläche transportiert werden.

Die Fähigkeit eines Wärmerohrs, Energie zu transportieren, hängt weitgehend von der spezifischen Verdampfungsenthalpie des Arbeitsmediums ab und nicht von der Wärmeleitfähigkeit der Gefäßwand oder des Arbeitsmediums. Aus Gründen der Effizienz wird ein Wärmerohr normalerweise direkt über dem heißen Ende und knapp unter dem Siedepunkt des Arbeitsmediums am kalten Ende betrieben.

Heatpipes sind normalerweise längliche Metallgefäße, die ein hermetisch abgeschlossenes Volumen enthalten. Es ist mit einem Arbeitsmedium gefüllt, das das Volumen in flüssigem Zustand in geringem Maße und in gasförmigem Zustand in großem Umfang ausfüllt.

Dampf strömt in die Kühlzone, ein Kondensationsfilm fließt / kriecht zurück. Die treibende Kraft ist die Adhäsionskraft.

Da sich Dampf und Flüssigkeit des Arbeitsmediums im selben Raum befinden, befindet sich das System im Nassdampfbereich. Infolgedessen gibt es genau eine bestimmte Temperatur im Wärmerohr bei einem bestimmten Druck. Da die Druckunterschiede in Wärmerohren sehr gering sind, normalerweise einige Pascal, ist auch der Temperaturunterschied zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator gering und beträgt maximal einige Kelvin. Ein Wärmerohr hat daher einen sehr geringen Wärmewiderstand. Der Bereich zwischen Verdampfer und Kondensator ist praktisch isotherm.

Grundsätzlicher Aufbau:

1 = Dampfstrom, 2 = Schale, 3 = Erwärmen, 4 = Ausheizen, 5 = Flüssigkeitsstrom, 6 = Poröse oder Dochtstruktur aus Metall

Anwendungstemperaturen:

Wärmetauscher:

(TU-Dresden, ECEMP - European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden)