Тепловые трубы

Устройства воздушного охлаждения широкого применения

Сезонно-охлаждающие устройства

Термосифоны для замораживания грунта


Тепловые трубы для системы термостабилизации КАПротвинский филиал» обладает многолетним опытом в области разработки, изготовления и испытаниях тепловых труб и устройств на их основе различных модификаций. Конструкции разработанных в Протвинском филиале тепловых труб защищены патентами РФ.

Тепловые трубы и устройства на их основе обладают высокой теплопроводностью на порядки превышающую теплопроводность металлов, что позволяет эффективно применять их при решении задач по охлаждению и термостатированию различных объектов как на Земле, так и в космическом пространстве. Температурный диапазон применения тепловых труб (устройств на их основе) лежит в пределах от 80 К до 1200 К.

Тепловые трубы не имеют движущихся частей, не потребляют энергии, не требуют обслуживания, обладают малым удельным весом, надежны и долговечны, могут иметь гибкую транспортную зону, обеспечивать одностороннюю проводимость тепла (тепловых диодов), работать как тепловые ключи и против сил тяжести.

Тепловые трубы для охлаждения модуля тиристорных ключейТепловые трубы

Протвинский филиал» разрабатывает по требованиям заказчиков и изготавливает тепловые трубы:
  • для охлаждения (термостабилизации) научной аппаратуры, аппаратуры средств связи и детекторов космического применения (спутников).
  • для охлаждения элементов электронного оборудования, в том числе с высоким удельным энерговыделением.
  • для систем локального обеспечения температурных условий в системах сложной геометрии (в т.ч. для автотранспорта, компьютерных системах).
  • в качестве сезонно-охлаждающие устройства (двухфазным парожидкостным термосифонов), использующиеся при строительстве объектов в зонах с вечной мерзлотой.

Технические характеристики выпускаемых тепловых труб

  • диапазон рабочих температур, (80...523)К;
  • передаваемая мощность до 500 Вт/см2;
  • термическое сопротивление, (0,05...1)К/Вт;
  • внутренний диаметр, (4…40)мм;
  • наружный диаметр, (6…100)мм;
  • для космического и наземного применения:
    - длина, (100...3000)мм;
    - ресурс, до (15...17)лет;
  • для сезонно-охлаждающих устройств:
    - длина, до 20м;
    - ресурс, до 30лет.

Устройство воздушного охлаждения для локального охлаждения литейных форм Устройства воздушного охлаждения

Устройства воздушного охлаждения предназначены для отвода тепла от различных источников с высокой плотностью тепловых потоков.
Основным элементом устройства является тепловая труба, в которой организована циркуляция теплоносителя. Конструкция зоны подвода тепла тепловой трубы варьируется в зависимости от конкретного применения устройства. Зона конденсации тепловой трубы имеет пластинчато-ребристый радиатор.

Устройство воздушного охлаждения имеет узлы крепления, может дополнительно комплектоваться элементами для принудительного распределения охлаждающего радиатор воздушного потока в зависимости от условий эксплуатации.

Разработка исполнений устройств воздушного охлаждения под конкретные условия эксплуатации, выбор совместимого с материалом корпуса тепловой трубы теплоносителя для необходимого диапазона температуры обеспечивают высокую эффективность работы устройства. Для работы устройства не требуется дополнительных источников питания.

Условия эксплуатации устройств воздушного охлаждения

  • температура охлаждаемого объекта до 400 оС;
  • удельная плотность отводимого теплового потока до 50 Вт/см2;
  • условия охлаждения: свободная конвекция или принудительный обдув.

Области применения устройств воздушного охлаждения

  • локальное охлаждение литейных форм при производстве легкосплавных литых автомобильных колес;
  • обеспечение заданного теплового режима работы электронных, радиотехнических и электротехнических устройств с высоким удельным энерговыделением;
  • утилизация тепла;
  • обеспечение экологически чистого обогрева салонов автомобильного и железнодорожного транспорта;
  • обеспечение температурного режима фрикционных систем и т. п.

Сезонно-охлаждающие устройстваСезонно-охлаждающие устройства для подземной изоляции радиоактивных отходов

Проблема изоляции различных радиоактивных отходов (РАО) в последнее время приобретает огромное значение.
Одним из перспективных путей решения этой задачи является создание хранилищ и могильников в многолетнемерзлых горных породах, в которых физически исключается перенос радионуклидов, так как свободная вода находится в твердом состоянии.

Для повышения надежности хранения РАО и отвода выделяемого тепла используются сезонно-охлаждающие устройства (СОУ) на основе тепловых труб, относящихся к классу двухфазных термосифонов. СОУ позволяют эффективно использовать природный холод для управления теплофизическими режимами при подземной изоляции РАО.
Простота конструкции, отсутствие энергозатрат и технического обслуживания, низкая стоимость и удобство при транспортировке и монтаже, а также высокая надежность и ресурс делают эти изделия наиболее перспективными замораживающими устройствами.

Протвинский филиал ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» располагает экспериментально-исследовательским и производственно-технологическим комплексом для проектирования, изготовления и испытаний СОУ. На стадии разработки СОУ решаются вопросы совместимости материалов и подготовки хладагентов.
Филиал имеет передовой опыт по прогнозированию ресурса этих изделий. Все это позволяет обеспечивать высокое качество изготовления СОУ на уровне самых передовых технологий.

Аналогичные устройства, серийно выпускаемые предприятием, применяются в различных областях народного хозяйства.

Технические характеристики

  • Длина заглубляемого участка (зоны испарения), м - до 20
  • Длина конденсатора, м - до 3
  • Диаметр испарителя, мм - до 100
  • Диапазон рабочих температур, °С - от -50 до +50
  • Ресурс, лет - 30

Термосифоны для замораживания грунтаТермосифоны для замораживания грунта

Актуальные проблемы при строительстве объектов в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока - сооружение устойчивых фундаментов, свай и опор для гражданского и промышленного строительства, прокладка дорог в труднопроходимых местах, продление сроков эксплуатации их в весенний период, стабилизация полотна железных дорог, взлетно-посадочных полос, аккумулирование холода в подземных или теплоизолированных резервуарах для создания необходимого микроклимата и др.

Наиболее эффективным способом решения этих проблем является использование теплопередающих устройств на тепловых трубах и их разновидности - двухфазных термосифонов для замораживания грунта. В зависимости от конструкции объекта, климатических условий, состояния грунта и тепловых нагрузок испаритель термосифона заглубляют в почву на глубину до нескольких метров, а конденсатор охлаждается наружным воздухом. Диаметр намороженного грунта достигает порядка 3 м при среднезимних температурах ниже минус 15 градусов.

При положительных температурах наружного воздуха, период которых в районах Крайнего Севера непродолжителен, замороженный просадочный грунт не успевает оттаять и его прочность не снижается.

Примером использования таких устройств является сооружение Транс- Аляскинского нефтепровода, в конструкции опор которого применены тепловые трубы в количестве 100000 штук.

Тепловые трубы имеют следующие преимущества перед аммиачно-рассольным замораживанием и замораживанием посредством вентилирования скважин холодным воздухом:
  • простота конструкции;
  • отсутствие энергозатрат и технического обслуживания;
  • низкая стоимость.
Тепловые трубы за счет меньшей металлоемкости, простоты конструкции, гарантированного ресурса (30 лет) и коэффициента удельного продольного теплопереноса, в 5-10 раз превышающего аналогичный показатель жидкостных термосифонов и воздушных автономных установок, являются эффективными, высокоэкономичными и надежными устройствами.

Наше предприятие располагает производственно-технологическим и исследовательским комплексом для проектирования, изготовления и испытаний тепловых труб и устройств на их основе. Мы имеем передовой опыт по прогнозированию ресурса изделий, что позволяет обеспечивать качество производства тепловых труб на уровне самых передовых технологий, решению вопросов совместимости материалов и подготовки хладагентов.

Предприятие освоило серийный выпуск различных модификаций тепловых труб. При установке длинномерных тепловых труб (более 8 м) возможно их изготовление с гибкими элементами с целью упрощения доставки и монтажа на объекте.

Технические характеристики

  • Длина, м - 5-20
  • Диаметр корпуса, мм - 25-100
  • Диапазон рабочих температур, °С - минус 50…+50
  • Ресурс, лет - 30

© 2006 НПО «ЛУЧ» · All rights reserved · Webmaster