Els tubs de calor són dispositius passius de transferència de calor altament eficients que aconsegueixen una conducció de calor ràpida mitjançant el principi del canvi de fase. En els darrers anys, han demostrat un potencial d'estalvi d'energia significatiu en l'aplicació combinada de refrigeradors i escalfadors d'aigua. A continuació, es mostra una anàlisi dels mètodes d'aplicació i els avantatges de la tecnologia de tubs de calor en el sistema d'aigua calenta dels refrigeradors.
L'aplicació dels tubs de calor en la recuperació de la calor residual dels refrigeradors
Principi de funcionament: El tub de calor s'omple amb un medi de treball (com ara freó), que absorbeix calor i es vaporitza a través de la secció d'evaporació (la part en contacte amb l'alta temperatura del compressor). El vapor allibera calor i es liqua a la secció de condensació (la part en contacte amb el dipòsit d'aigua), i aquest cicle aconsegueix una transferència de calor eficient.
Disseny típic
Aprofitament de la calor residual del compressor: la secció d'evaporació del tub de calor està unida a la carcassa del compressor i la secció de condensació està integrada a la paret del dipòsit d'aigua per escalfar directament l'aigua domèstica (com ara el disseny de contacte indirecte entre el tub de dissipació de calor de mitjana i alta pressió i el dipòsit d'aigua de la patent CN204830665U).
Recuperació de calor del condensador: Algunes solucions combinen tubs de calor amb el condensador del refrigerador per substituir la refrigeració tradicional per aire i escalfar el flux d'aigua simultàniament (com ara l'aplicació de tubs de calor separats a la patent CN2264885).
2. Avantatges tecnològics
Transferència de calor d'alta eficiència: la conductivitat tèrmica dels tubs de calor és centenars de vegades superior a la del coure, cosa que pot transferir ràpidament la calor residual dels compressors i augmentar la taxa de recuperació de calor (les dades experimentals mostren que l'eficiència de recuperació de calor pot arribar a superar el 80%).
Aïllament de seguretat: el tub de calor aïlla físicament el refrigerant de la via fluvial, evitant el risc de fuites i contaminació associat als intercanviadors de calor tradicionals.
Estalvi d'energia i reducció del consum: l'ús de la calor residual pot reduir la càrrega del compressor de la nevera, disminuint el consum d'energia entre un 10% i un 20% i, alhora, disminuir la demanda d'energia addicional de l'escalfador d'aigua.
3. Escenaris i casos d'aplicació
Nevera i escalfador d'aigua integrats per a la llar
Tal com s'indica a la patent CN201607087U, el tub de calor està incrustat entre la capa d'aïllament i la paret exterior del refrigerador, preescalfant aigua freda i reduint la temperatura superficial del cos de la caixa, aconseguint una doble conservació d'energia.
Sistema de cadena de fred comercial
El sistema de tubs de calor del gran magatzem de fred pot recuperar la calor residual de múltiples compressors per subministrar aigua calenta per a l'ús diari dels empleats.
Expansió de funcions especials
Combinada amb la tecnologia d'aigua magnetitzada (com ara CN204830665U), l'aigua escalfada per tubs de calor pot millorar l'efecte de rentat després de ser tractada amb imants.
4. Reptes i direccions de millora
Control de costos: els requisits de precisió del processament per als tubs de calor són elevats i cal optimitzar els materials (com ara els embolcalls exteriors d'aliatge d'alumini) per reduir els costos.
Adaptació de temperatura: la temperatura del compressor del refrigerador fluctua molt, per la qual cosa cal seleccionar un medi de treball adequat (com ara freó de baix punt d'ebullició) per adaptar-se a les diferents condicions de treball.
Integració de sistemes: Cal resoldre el problema de la disposició compacta de tubs de calor i refrigeradors/dipòsits d'aigua (com ara enrotllament en espiral o en serpentina).
Data de publicació: 01-08-2025