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从宇宙飞船到陶瓷再到混合动力汽车,热管有许多用途,我们敢打赌您从未想过。这些简单的冷却设备具备了足够的适应性,可以在火车、太空、太阳能电池板甚至关闭核反应堆中工作。
航天器和卫星上的热量控制很重要——航天器上的许多工具需要保持在特定的温度范围内才能正常工作。然而,在太空中,由于失重、电力有限和运行航天器的常规使用的寿命长,控制温度并不是特别容易。在这一些状况下,热管特别有用,主要是因为它们不需要任何电力,并能长距离传输热量。然而,太空中的热管和地球上的热管是不同的:在太空中,热管是邪恶的热管,其中灯芯结构提供毛细管力,使工作流体在热管内流动,而地球热管可以由重力辅助。这些被称为热虹吸管或邪恶的热管。
过多的阳光对太阳能电池板来说并不总是一件好事。当光伏电池暴露在过多的光线下时,它们的效率实际上会随着温度的升高而降低。正如布鲁内尔大学的一个团队所展示的那样,解决这一个问题的一种方法是将光伏电池与热管相结合,以创建一个太阳能电池板屋顶。热管用于将多余的热量从太阳能电池中转移出去,因此其效率不会受到影响。在概念验证测试期间,布鲁内尔大学的科学家发现,热管帮助太阳能电池的冷却效果比标准装置高 15%。编译 陈讲运
热管技术使我们的空调装置更加环保,也可以为您节省电费。大多数空调装置使用称为“冷却盘管”的装置来冷却和去除空气中的水。但是,如果热管围绕着这个盘管,它反而可以冷却空气;允许盘管仅专注于空气除湿。通过这种方式,减少了线圈使用的能量。
热能存储系统通常用于利用太阳能或工业余热以备后用。目标:降低能耗并提高热处理过程的能源效率。潜热储能是一种使用相变材料 (PCM) 在恒定温度下将热量储存在相对较小的材料体积中的方法。相变材料的导热性低,这是主要缺点。为了克服这样的一个问题,该系统中应用了热管。它们被认为是超级热导体,其表面的温度梯度很小。热管的快速热响应和功能性提高了相变材料热能存储系统的效率和可靠性。
地热能是一种可再次生产的能源,能够正常的使用地源热泵 (GSHP) 将热量提取或排放到地源。GSHP 包括一个热泵,它通过蒸汽压缩循环提供热能,将热量从地源传输到散热器(例如区域供热),反之亦然。在传统的地热系统中,需要一个循环泵来循环流体,以将热量从地热储层输送到热泵。循环泵循环可以用热管代替,热管具有高导热性和长距离(以公里为单位)传热等优点,无需任何电源。
此外,热管不需要任何维护,常规使用的寿命长达 20 年,从而节省更多能源并提高系统效率。
陶瓷行业是能源密集型行业热回收的例子之一。为您的浴室生产一套漂亮的瓷砖需要在高温下长时间喷砂。这会消耗大量能源,但能够正常的使用热管来回收和再利用废热。由于热量占陶瓷生产所带来的成本的很大一部分,因此热管为生产商节省了能源和成本。
对流被动冷却机制在核系统发生异常时自动关闭后去除衰变热。然而,这些系统的局限性在福岛灾难期间变得明显。科学家们现在正在开发一种新的、更安全的混合热管,它可以关闭核反应堆,也可用于排出关闭后堆芯产生的衰变热。混合热管包含一个中子吸收器,应在高温和高压水平下运行。
混合动力汽车的技术相对较新,但热管似乎有很大的可能性用作冷却电池的节能方式。汽车电池单元需要保持在特定的温度范围内;它们不应太热或太冷,因为这会降低它们的性能。热管有可能有效调节混合动力或电动汽车的温度。
几十年来,热管一直被用于确保计算机的某些部分,如中央处理器 (CPU) 不会过热。当今现代计算机的电源要求慢慢的升高,这在某种程度上预示着 CPU 和 GPU(图形处理单元)产生的热量比以往任何一个时间里都多。简单的热管已被用于有效且高效地将热量从计算机的这些部分转移到散热器,在那里它可以安全地释放到环境中。
在更大范围内,计算机和电子科技类产品会向房间释放热量。在数据中心等许多计算机和电子科技类产品运行的地方,房间温度可能变得过高,导致它们无法正常工作。因此,需要冷却系统来维持温度在合适的范围内。热管可以将热量从数据中心排出到外部,而无需交换空气,这使数据中心隔绝了外界的湿气和灰尘。
热交换器是用于将热量从热流(热源)传递到冷流(称为散热器)的热装置。换热器越大,效果越好,但系统会更重,成本更高。热管可以充当热交换器本身内的单个热交换器。与传统换热器相比,热管换热器具有更长的常规使用的寿命和更小的尺寸。此外,即使某些热管出现故障,管道热交换器仍旧能运行。热管式换热器确保热流和冷流之间的完全分离。因此,它们有许多工业和医疗应用,例如在巴西干燥 Mate。

