Che cos'è un tubo di calore?
A volte indicato come superconduttore, un tubo di calore è un dispositivo in grado di trasferire o indirizzare il calore tra due punti con relativa facilità. Uno dei vantaggi di questo tipo di apparecchiature di riscaldamento è che durante il trasferimento si verifica una perdita di calore relativamente ridotta, il che rende i tubi molto più economici da utilizzare. Mentre l'idea di base per il tubo di calore è stata sviluppata per la prima volta negli anni '40, il primo esempio funzionante di questo tipo di apparecchiature di riscaldamento è stato creato nel 1962 e ha continuato a essere raffinato negli anni.
Mentre oggi ci sono alcune variazioni nel design dei tubi di calore, la maggior parte si basa ancora su quel design originale. Ciò significa che il tipico tubo di calore sarà costruito con tre componenti essenziali. Questi componenti sono noti come il contenitore, il fluido di lavoro e lo stoppino.
Il contenitore del tubo di calore fornisce l'alloggiamento per il fluido di lavoro che aiuta a mantenere il calore generato all'interno del dispositivo. A volte noto come camera del tubo, il contenitore è ermetico e a tenuta stagna, proteggendo efficacemente il fluido dall'ambiente esterno. Allo stesso tempo, la natura ermetica del componente semplifica il raggiungimento e il mantenimento del corretto livello di pressione affinché il sistema funzioni correttamente.
Insieme al contenitore, il fluido di lavoro è molto importante per la funzione del tubo di calore. Il fluido utilizzato deve essere compatibile con gli altri elementi del dispositivo, incluso lo stoppino utilizzato come parte dell'operazione. Esistono diversi fluidi che possono essere utilizzati, a seconda della quantità di pressione di vapore desiderata nel contenitore e della capacità del fluido di saturare o bagnare adeguatamente lo stoppino. Quando viene scelto il fluido giusto per un determinato design del tubo di calore, l'equilibrio tra la tensione di vapore e la bagnabilità dello stoppino rientrano negli standard accettabili, il che a sua volta aumenta l'efficienza del tubo di trasferimento del calore.
A volte noto come una struttura capillare, lo stoppino in un tubo di calore non è come lo stoppino in una candela. Questo tipo di stoppino è fabbricato con una struttura porosa, con un tipo di metallo resistente normalmente utilizzato nella costruzione. Nichel, alluminio, rame o acciaio sono spesso usati per creare lo stoppino. Negli ultimi anni, i materiali ceramici sono stati utilizzati per la produzione di stoppini, sebbene vi siano alcune differenze di opinione sull'impatto che i stoppini di ceramica hanno sull'efficienza di un condotto termico. Durante il processo di fabbricazione, il grado di pressione utilizzato per creare lo stoppino avrà molto a che fare con la determinazione della dimensione dei pori trovati lungo il corpo del componente.
Durante il funzionamento, il tubo di calore è in grado di trasferire calore con una grande efficienza. La funzione dello stoppino crea una pressione che a sua volta sposta il fluido di lavoro attraverso il condensatore e provoca l'evaporazione del liquido. Man mano che viene generato calore, la pressione aiuta anche a spostare il calore attraverso la struttura del tubo, fornendo infine quel calore a un punto di destinazione. Tubi di questo tipo sono utilizzati in una vasta gamma di macchinari ed elettrodomestici, comprese le apparecchiature di condizionamento dell'aria e qualsiasi tipo di macchina che prevede l'uso di scambiatori di calore. Una versione più piccola del tubo di riscaldamento si trova persino in alcuni computer portatili, rendendo possibile espellere il calore assorbito dai componenti circostanti e impedire il surriscaldamento del dispositivo.