Tepelná trubice (anglicky heatpipe, nebo heat pipe) dokáže přenášet velké tepelné výkony při zachování malého rozdílu teplot (běžně kolem 2 °C). Přenos tepla v ní je založen na odpařování a kondenzaci.

HP mají obrovskou tepelnou vodivost - je až 1000 x větší než u měděné tyče.

 

Z historie:

-1944: R. S. Gaugler si nechal patentovat zařízení na přenos tepla pracující v podstatě na stejném principu jako dnešní heatpipes.

-1963: tým vědců pod vedením G. M. Grovera v laboratořích Los Alamos sestrojil první prototypy. Poprvé se objevuje pojem "heatpipe".

-1967: na Pattersonově letecké základně se testují kryogenní heatpipes pracujících hluboko pod bodem mrazu.

-1968: využití heatpipes pro odvod tepla z výkonových tranzistorů.

-198X: masivní rozvoj, vznik množství firem zabývající se vývojem a prodejem chlazení pro polovodičové součástky.

~2000: chladiče vybavené heatpipes pronikají do sféry osobních počítačů.

 

Princip funkce:

  1. Zahřátím se z pracovní kapaliny stává pára. Vznikající pára odebírá tepelnou energii.
  2. Pára putuje parní dutinou ke konci s nižší teplotou.
  3. V prostředí s nižší teplotou pára kondenzuje a vznikající kapalina je absorbována knotem za uvolnění tepelné energie.
  4. Pracovní kapalina vlivem kapilární vzlínavosti teče ke konci v vyšší teplotou.

 

Funkce- Loop heatpipes

Pod pojmem loop heatpipes (dále jen LHP) jsou označovány chladící oběhy založené na stejném principu dvoufázové látkové přeměny jako klasické heatpipes, ale narozdíl od HP mají LHP oddělené vedení pro plynné a kapalné skupenství pracovní látky tvořící uzavřenou smyčku.

LHP přináší proti klasickým heatpipes výhodu použití delších trubic pro vedení kapaliny a plynu, díky níž je možné umístit kondenzátor dostatečně daleko od zdroje tepla (vedení dlouhé až 20m).

Použití LHP v oblasti osobních PC není v současné době příliš rozšířené a výrobci chladičů se omezují pouze na používání klasických HP.

 

Hlavními výhody heatpipes, které zapříčinily jejich masovému rozšíření do oblasti osobních počítačů a spotřební elektroniky, jsou především:

- samoregulační funkce

- vysoká tepelná vodivost vzhledem k malým rozměrům

- žádné pohyblivé části (téměř neomezená životnost)

- nízká cena

 

Využití principu HeatPipe:

Využití v oblasti PC

 

- chlazení procesorů (Arctic-Cooling Freezer 7 Pro (skt.775, P4 4.4GHz, tichý))

- grafických karet (Gigabyte Radeon X1600Pro Silentpipe II)

- čipsetů  (Asus M2N32-SLI Socket AM2 )

- pevných disků (PrimeCooler PC-HDB(HP) Heatpipe pro HDD do 5, 25" pozice )

 

V oblasti získávání tepelné energie ze slunce pomocí kolektorů.

Vakuové trubicové sluneční kolektory využívají jako tepelnou izolaci vakuum, vytvořené mezi dvěma skleněnými trubicemi. Na vnitřní trubici je nanesena vysoce selektivní absorpční vrstva. Vzniklé teplo se přenáší  do měděných trubiček - HeatPipe, keré jsou umístěny uprostřed skleněné trubice.

V HeatPipe je kapalina, která se vlivem tepla odpařuje (již od 25 st. C) a stoupá vzhůru. V horní části (v absorbéru) je pak teplo předáno do topného systému, kapalina se ochladí a klesá zpět dolů.

 

Výhody systému HeatPipe je jeho vysoká účinnost  i při celoročním provozu, kdy se pohybuje kolem 60 % (dle EN 12975-2). Dalšími pozitivy jsou minimální tepelné ztráty, nemožnost přehřátí systému, v případě porušení trubice není ohrožena funkce celého systému.

Naposledy změněno: neděle, 24. listopadu 2019, 01.40