Теплові трубки – це високоефективні пасивні теплообмінні пристрої, які досягають швидкої теплопровідності завдяки принципу фазового переходу. В останні роки вони продемонстрували значний потенціал енергозбереження при спільному застосуванні холодильників та водонагрівачів. Нижче наведено аналіз методів застосування та переваг технології теплових трубок у системі гарячого водопостачання холодильників.
Застосування теплових трубок для рекуперації відпрацьованого тепла з холодильників
Принцип роботи: Теплова трубка заповнена робочим тілом (наприклад, фреоном), яке поглинає тепло та випаровується через секцію випаровування (частина, що контактує з високотемпературним компресором). Пара виділяє тепло та розріджується в секції конденсації (частина, що контактує з резервуаром для води), і цей цикл забезпечує ефективну теплопередачу.
Типовий дизайн
Використання відпрацьованого тепла компресора: секція випаровування теплової труби прикріплена до корпусу компресора, а секція конденсації вбудована в стінку резервуара для води для безпосереднього нагрівання побутової води (наприклад, конструкція непрямого контакту між трубкою тепловідведення середнього та високого тиску та резервуаром для води у патенті CN204830665U).
Рекуперація тепла конденсатора: деякі рішення поєднують теплові трубки з конденсатором холодильника для заміни традиційного повітряного охолодження та одночасного нагрівання потоку води (наприклад, застосування окремих теплових трубок у патенті CN2264885).
2. Технологічні переваги
Високоефективна теплопередача: теплопровідність теплових труб у сотні разів перевищує теплопровідність міді, що дозволяє швидко передавати відпрацьоване тепло від компресорів та збільшувати коефіцієнт рекуперації тепла (експериментальні дані показують, що ефективність рекуперації тепла може сягати понад 80%).
Безпечна ізоляція: Теплова трубка фізично ізолює холодоагент від водного потоку, уникаючи ризику витоку та забруднення, пов'язаного з традиційними спіральними теплообмінниками.
Збереження енергії та зменшення споживання: використання відпрацьованого тепла може зменшити навантаження на компресор холодильника, знизивши споживання енергії на 10–20 %, і водночас зменшити додаткове енергоспоживання водонагрівача.
3. Сценарії та випадки застосування
Побутовий інтегрований холодильник та водонагрівач
Як зазначено в патенті CN201607087U, теплова трубка вбудована між шаром ізоляції та зовнішньою стінкою холодильника, попередньо нагріваючи холодну воду та знижуючи температуру поверхні корпусу, досягаючи подвійного енергозбереження.
Комерційна система холодового ланцюга
Система теплових труб великого холодильного сховища може рекуперувати відпрацьоване тепло від кількох компресорів для забезпечення гарячою водою для щоденного використання працівниками.
Розширення спеціальних функцій
У поєднанні з технологією намагніченої води (наприклад, CN204830665U), вода, нагріта тепловими трубками, може посилити ефект прання після обробки магнітами.
4. Проблеми та напрямки вдосконалення
Контроль витрат: Вимоги до точності обробки теплових труб є високими, а матеріали (такі як зовнішні обгортки з алюмінієвого сплаву) необхідно оптимізувати для зниження витрат.
Узгодження температури: Температура компресора холодильника сильно коливається, тому необхідно вибрати відповідне робоче середовище (наприклад, фреон з низькою температурою кипіння), щоб адаптуватися до різних умов роботи.
Системна інтеграція: Необхідно вирішити проблему компактного розташування теплових труб та холодильників/водяних резервуарів (наприклад, спіральне намотування або серпантинне розташування).
Час публікації: 01 серпня 2025 р.