日本名古屋大学开发出新的环路热管 无需电力即可输送10kW余热

盖世汽车讯 据外媒报道，日本名古屋大学（Nagoya University）的研究团队开发出新型环路热管（LHP），无需电力即可输送高达10kW的热量，实现有史以来最高的热传输能力。

图片来源：《International Journal of Heat and Mass Transfer》

该研究团队开发的LHP旨在为各个领域的节能和碳中和做出贡献，包括工业余热回收、太阳能热利用、电动汽车（EV）热管理和数据中心冷却。相关研究成果已发表在期刊《国际传热传质杂志》（International Journal of Heat and Mass Transfer）上。

得益于蒸发器结构的改进，该LHP的性能超越了之前最大的环路热管。与名古屋大学之前开发的LHP相比，新开发的LHP尺寸缩小了18%，热传输能力提高了1.6倍，热传导效率提高了4倍。该LHP已应用于载人航天、电动汽车、气象卫星和家用电器。

参与该项目的高级研究员Hosei Nagano教授表示：“这种LHP无需电力即可运输如此巨大的热量是前所未有的，实现了有史以来最大的非电力热传输，不仅消除了传统机械泵所需的电力，还实现了近乎永久的无电力热传输。”

随着公司对碳足迹的认识不断提高，电动汽车行业对节能冷却方法的需求也在不断增加。这种LHP则可以通过提供无需电力的冷却来减少对电力的需求，从而帮助电动汽车提高整体效率。

参与该项目的研究生Shawn Somers-Neal解释道：“对于电动汽车来说，保持逆变器的温度对于实现最佳性能至关重要。传统的逆变器冷却方法需要能源，但我们开发的LHP无需电力即可保持温度。这样既能提高效率，又能处理行业所需的高热负荷。”

在LHP中，工作流体和被称为毛细芯（wick）的多孔材料用于远距离高效传热。毛细芯可以通过毛细作用将工作流体吸到表面。

当热量施加到蒸发器上时，毛细芯表面的流体吸收热量并汽化。蒸汽随后进入冷凝器，在其中释放热量并冷凝回液体。然后，液体返回补偿室，再次与毛细芯接触，毛细芯会将其吸回表面并继续冷却循环。

该研究团队改进了LHP的毛细芯，使其更薄、更长且更宽，并同时保持其高质量的多孔特性。此外，研究人员还通过缩小蒸汽从蒸发器中逸出的通道，并在侧面增加额外的通道从而增加通道总数，来提高热传输能力。

Nagano教授解释道：“环路热管的独特之处在于毛细芯的形状、质量和尺寸以及LHP的整体性能。通常情况下，当制造较大的毛细芯时，质量会降低，但这种毛细芯的质量与较小的毛细芯相似。毛细芯具有帮助减少厚度的核心，从而减少压降并降低工作温度。”

在测试中，新开发的LHP的热传导效率是现有LHP的4倍多。这种设计非常有效，它可以利用毛细芯产生的毛细作用，无需电力将余热输送2.5米的距离，创下了无电力热传输的记录。

Somers-Neal表示：“这项开创性的LHP技术有望在多个领域彻底改变节能和碳中和，包括工厂余热回收、太阳能热利用、电动汽车热管理和数据中心冷却。工厂余热的高效节约标志着向可持续能源解决方案迈出了重要一步。”