Heatpipe mit 10 kW Leistung funktioniert ohne Strom

Heatpipes wurden ursprünglich für die bemannte Raumfahrt entwickelt. Längst haben sie Einzug in die Batterien von Elektrofahrzeugen und Haushaltsgeräten gehalten.

Dort sind sie allerdings weit, weit von der jetzt vorgestellten Wärmeübertragungsleistung entfernt, oder sie werden zusätzlich durch Pumpen und Ventilatoren unterstützt. Ganz anders das von der Universität Nagoya vorgestellte Closed-Loop-Heatpipe (LHP).

Den Forschern zufolge wurde die Größe im Vergleich zu bisherigen Systemen um 18 Prozent reduziert, die Wärmeübertragung um den Faktor 1,6 erhöht und die Wärmeübertragungseffizienz vervierfacht. Dadurch wird eine Wärmeübertragung zwischen 4,5 und 10 Kilowatt erreicht. Dies entspricht dem Heizwert einer Fußbodenheizung.

Weltrekord für Leistung und Distanz

Im Grunde handelt es sich um einen Docht, bei dem eine Flüssigkeit an einer Stelle Wärme aufnimmt und diese über Kapillaren an einen Wärmetauscher überträgt, wo sie an die Umgebung abgegeben wird. Bemerkenswert ist die in den Experimenten zurückgelegte Distanz von 2,5 Metern, die komplett ohne Strom überbrückt wurde und auch als Maximalwert für ein passives System gelten soll.

Dies wird allein durch die Nutzung von molekularer Anziehung, Adhäsion und Schwerkraft erreicht, der die Flüssigkeit zurück zum Verdampfer leitet.

So können beispielsweise die Batterien und andere kritische Systeme in Elektrofahrzeugen oder in der zugehörigen Ladeinfrastruktur auf der idealen Temperatur gehalten werden. Dies erhöht die Effizienz, da ein größerer Anteil des Stroms für den Antrieb verwendet wird, anstatt die optimale Temperatur aufrechtzuerhalten.

Ähnliche Optimierungen werden für Rechenzentren erwartet. Auch Abwärme und Solarthermie könnten damit effektiver genutzt werden. Nicht zuletzt ist die Leistung des passiven Wärmerohrs hoch genug, um die Effizienz in Wärmepumpen oder Klimaanlagen weiter zu steigern, indem für einen Teil der Wärmeübertragung der passive Wärmetransport genutzt wird.

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