ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛОГ ДИОДА 1

Системы с использованием тепловой трубы работают по следующей схеме: между двумя тепловоспринимающими алюминиевыми панелями с высокой теплопроводностью помещена тепловая труба, в промежутке расположен теплоизоляционный материал (пеноуретан). Когда в левой панели повышается температура, то в тепловой трубе вскипает и испаряется теплоноситель (вода или фреон); в процессе конденсации, происходящей в верхней низкотемпературной части трубы, он отдает тепло и путем естественной циркуляции возвращается в исходное положение. Таким образом, тепло передается по трубе в направлении слева направо. В обратном направлении процесс теплопередачи происходить не может.

РИС. 4.32. КОНСТРУКЦИИ СТЕН С ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКА ТЕПЛА

РИС. 4.32. КОНСТРУКЦИИ СТЕН С ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКА ТЕПЛА

а - с использованием тепловой трубы: 1 - тепловоспринимающая панель (алюминий, селективно-поглощающая пленка); 2 - тепловая труба; 3 - теплоизоляционный материал (пенополиуретан); 4 - поток излучения; 5 - стекло;

б - с использованием термосифона: 1 - тепловоспринимающая панель; 2 - устройство, предотвращающее опрокидывание циркуляции; 3 - теплоизоляционный материал; 4 - теплоаккумулирующая среда (вода); 5 - поток излучения; 6 - стекло

В данной конструкции стены отношение значений коэффициента теплопроводности при направлении потока тепла слева направо и условного коэффициента теплопроводности в направлении справа налево называют показателем преимущественности направления тепла. Если добиться значения этого показателя выше 10, то такую систему можно внедрять в различные сферы практического применения. Однако, к сожалению, несколько лет назад авторам удалось получить в экспериментах только два положительных результата. Возможно, это объясняется тем, что в процессе противотока тепло частично передавалось в обратном направлении по медной трубке. Думается, что при использовании прозрачных неорганических материалов, например стекла, а также путем усовершенствования свойств тепловых труб и оптимизации их расположения можно добиться положительных результатов. Если бы были разработаны конструкции стен, обеспечивающие преимущественное направление потока тепла, то принцип такого устройства нашел бы широкое применение при создании тепловоспринимающих стен и кровель, приводящих к охлаждению помещения в ночные часы за счет излучения накопленного в течение дня тепла.

Уже имеются случаи практического использования этого устройства - термического аналога диодов - для охлаждения помещений путем усиления в ночные часы потоков излучения от электрических станций в районах пустынь.

РИС. 4.33. ДОМ БАЛКОМА

РИС. 4.33. ДОМ БАЛКОМА

1 - вентиляционное окно; 2 - кирпичная кладка; 3 - балкон; 4 - каменный фундамент; 5 - вентилятор; 6 - теплица; 7 - столовая (подземный каменный фундамент);

а - 1-й этаж: 8 - кухня; 9 - теплица; 10 - гостиная (подземный каменный фундамент);

б - 2-й этаж: 11 и 13 - ванна; 12, 14, 16 - спальня; 15 - балкон; 17 - теплица