צינורות חום הם התקני העברת חום פסיביים יעילים ביותר, המשיגים הולכת חום מהירה באמצעות עקרון שינוי הפאזה. בשנים האחרונות, הם הוכיחו פוטנציאל משמעותי לחיסכון באנרגיה ביישום משולב של מקררים ודודי מים. להלן ניתוח של שיטות היישום והיתרונות של טכנולוגיית צינורות חום במערכת המים החמים של מקררים.
יישום צינורות חום בהשבת חום פסולת ממקררים
עקרון פעולה: צינור החום ממולא במדיום עבודה (כגון פריאון), אשר סופג חום ומתאדה דרך מקטע האידוי (החלק שבמגע עם הטמפרטורה הגבוהה של המדחס). הקיטור משחרר חום ומתנזל במקטע העיבוי (החלק שבמגע עם מיכל המים), ומחזור זה משיג העברת חום יעילה.
עיצוב טיפוסי
ניצול חום פסולת של המדחס: קטע האידוי של צינור החום מחובר למעטפת המדחס, וקטע העיבוי מוטמע בדופן מיכל המים לחימום ישיר של מים ביתיים (כגון עיצוב המגע העקיף בין צינור פיזור החום בלחץ בינוני וגבוה לבין מיכל המים בפטנט CN204830665U).
שחזור חום ממעבה: פתרונות מסוימים משלבים צינורות חום עם מעבה המקרר כדי להחליף קירור אוויר מסורתי ולחמם את זרימת המים בו זמנית (כגון יישום צינורות חום מופרדים בפטנט CN2264885).
2. יתרונות טכנולוגיים
העברת חום יעילה: מוליכות תרמית של צינורות חום גדולה פי מאות מזו של נחושת, מה שיכול להעביר במהירות את חום הפסולת מהמדחסים ולהגדיל את קצב שחזור החום (נתונים ניסיוניים מראים כי יעילות שחזור החום יכולה להגיע ליותר מ-80%).
בידוד בטיחותי: צינור החום מבודד פיזית את נוזל הקירור מנתיב המים, ובכך מונע את הסיכון לדליפה וזיהום הקשורים למחליפי חום סליליים מסורתיים.
שימור אנרגיה והפחתת צריכה: ניצול חום פסולת יכול להפחית את העומס על מדחס המקרר, להפחית את צריכת האנרגיה ב-10% עד 20%, ובמקביל, להפחית את דרישת החשמל הנוספת של דוד המים.
3. תרחישי יישום ומקרים
מקרר ודוד מים משולבים ביתיים
כפי שצוין בפטנט CN201607087U, צינור החום מוטמע בין שכבת הבידוד לדופן החיצונית של המקרר, מחמם מראש מים קרים ומוריד את טמפרטורת פני השטח של גוף הקופסה, ומשיג שימור אנרגיה כפול.
מערכת שרשרת קירור מסחרית
מערכת צינורות החום של מחסן הקירור הגדול יכולה לשחזר את חום הפסולת ממספר מדחסים כדי לספק מים חמים לשימוש היומיומי של העובדים.
הרחבת פונקציה מיוחדת
בשילוב עם טכנולוגיית מים ממוגנטים (כגון CN204830665U), מים המחוממים על ידי צינורות חום יכולים לשפר את אפקט השטיפה לאחר טיפול במגנטים.
4. אתגרים וכיווני שיפור
בקרת עלויות: דרישות דיוק העיבוד של צינורות חום הן גבוהות, ויש צורך לייעל את החומרים (כגון עטיפות חיצוניות מסגסוגת אלומיניום) כדי להפחית עלויות.
התאמת טמפרטורה: טמפרטורת מדחס המקרר משתנה מאוד, לכן יש צורך לבחור מצע עבודה מתאים (כגון פריאון בעל נקודת רתיחה נמוכה) כדי להתאים אותו לתנאי עבודה שונים.
שילוב מערכת: יש צורך לפתור את בעיית הפריסה הקומפקטית של צינורות חום ומקררים/מיכלי מים (כגון סידור ספירלי או סרפנטיני).
זמן פרסום: 1 באוגוסט 2025