ヒートパイプについて教えてください。

質問

最近、セミナーでヒートパイプを知りました。

セミナーでは、火であぶった鉄板と、容器に入った室温の水での熱交換をヒートパイプを使って実験していました。

それで温度差が数百度の熱交換に使うといったイメージが強くなったのですが、調べていると小さい温度差でも熱交換ができるとのことでした。

【0℃付近で温度差が5℃程度でも熱交換はできるのでしょうか？】

よろしくお願いします。

回答No.1

okormazd · ベストアンサー

基本的には、1[℃]でも温度差があれば、熱交換できます。
ただし、伝熱速度は、温度差に比例するので、温度差が大きい方が熱の移動は大きくなる。
したがって、同じ熱量を移動しようと思えば、温度差が小さいと長い時間がかかる。これを避けるためには、伝熱面積を大きくする必要があるので、ヒートパイプなどには、フィン(ひれ)をつけて伝熱面積を大きくしている。

外気が15[℃]のとき、コップに入れた80[℃]のお湯が50[℃]に冷える時間と、50[℃]から20[℃]に冷える時間は、同じ30[℃]冷えるのに、50[℃]から20[℃]に冷える時間の方が圧倒的に長い。外気との平均温度差が、80[℃]の方は約50[℃]なのに、50[℃]の方は、約20[℃]しかないからです。

お礼

早速ご回答いただきありがとうございます。

1℃でも熱交換できるですね！
ヒートパイプの構造を見ると、充填材の状態変化を使うとのことだったので、
小さい温度差だと均衡してしまうのではないかと思っていました。

気を付けるべき点は伝熱速度と伝熱面積ですか！
了解です、参考にさせて頂きます。

ありがとうございました。

回答No.3

sawa001

0℃で固体にならない作動液を使えば、どの程度の熱運搬性能が実現できるかはともかく、可能でしょう。水は凍ってしまうのでだめですね。
下記資料では、エタノールを使ったものの温度領域は-10℃からになっています。
http://www.heatpipe.co.jp/heatpipe/2sadouryouiki.pdf
ほかにも広く使われている代替えフロンを使用したものでも可能かと思います。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

ご紹介頂いた資料を見ると、私の希望している範囲で使えるものがありそうですね。
No1の方の回答から温度差が1℃でもあれば熱交換できるとのことでしたので、妄想が膨らんできました（笑

規格品などはメーカーに聞いてみます。

ありがとうございました。

回答No.2

tadys

ヒートパイプは高温部で液体を気体に変えて、その気体を低温部に移動させて低温部で気体から液体に変える事で熱を輸送します。
潜熱を利用するので多量の熱を運ぶ事が出来ます。
気体を移動させるので高速で輸送する事が出来ます。

＞0℃付近で温度差が5℃程度でも熱交換はできるのでしょうか？
0℃と5℃の間に沸点が有る液体があれば可能です。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。

充填する液体の特性で使用温度範囲を変えられるのですね。
融雪装置で使われているものはその範囲の液体を使ったものですかね。
規格であるかメーカーに聞いてみます。

ありがとうございました。