Тепловые трубы - горнолыжникам!

Notice: Undefined offset: 12 in /var/www/www-root/data/www/374.ru/tpl_text/text_picture.php on line 73
Системы искусственного охлаждения, которые разрабатывают исследователи, основаны на применении тепловых труб особой конструкции. Использовать такую систему авторы предлагают в олимпийском Сочи – городе, известном своей капризной погодой.

Принцип работы этих тепловых труб, как и вообще любых других, хорошо известен. Упрощенно говоря, он заключается в том, что в замкнутом пространстве (в длинной и узкой трубке) сильно нагретый газ превращается в жидкость и вновь испаряется.

Но – эти процессы разделены пространственно. На одном конце, в зоне нагрева, жидкость испаряется - этот процесс требует затраты энергии, то есть идет с поглощением тепла. А на другом, в зоне охлаждения, жидкость конденсируется, охлаждая окружающее пространство. Так, нагревая один конец длинной трубы, можно охлаждать другой – на весьма большом расстоянии.

Вопрос в том, как заставить жидкость вернуться обратно в зону испарения. Если это тепловая труба, с помощью которой, например, охлаждают фундамент дома в зоне вечной мерзлоты (чтобы дом не «поплыл» летом), устройство располагают вертикально, и жидкость просто стекает вниз под действием силы тяжести. А как быть, если труба расположена горизонтально или вообще выгнута дугой под лыжной трассой?

Решить эту проблему ученым помог «космический опыт» - ведь они специализируются как раз на космических объектах, которым приходится работать в условиях невесомости, без помощи земной гравитации. Исследователи предложили выпилить на внутренней стороне труб тончайшие канавки-капилляры.

Такая капиллярная структура позволяет возвращать жидкость в зону испарения при любом положении трубы в пространстве – ведь капиллярные силы действуют независимо от ориентации капилляра. А метод, позволяющий выпилить в металле длинные канавки шириной меньше микрона, разработали коллеги «космических инженеров» - инженеры из МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для охлаждения зоны конденсации ученые предлагают использовать особые устройства – элементы Пельтье, названные так по имени Жана Шарля Атаназа Пельтье - первооткрывателя эффекта выделения или поглощения тепла при протекании электрического тока через соединение двух металлов, сплавов или полупроводников.

Эти элементы позволяют добиться необходимого охлаждения зоны конденсации при малом расходе электроэнергии, что делает всю систему весьма экономичной. Если же учесть огромную эффективную теплопроводность тепловых труб (больше, чем у золота и меди), то становится понятно, что и общая эффективность системы чрезвычайно высока.

Наконец, такая система безопасна, в том числе и с экологической точки зрения, мало весит и надежно работает – ведь движущихся деталей у нее просто нет! Особенно следует отметить, что это оригинальная российская технология, защищенная патентами.

Сегодня уже введено в эксплуатацию более 500 таких устройств. Их преимущество - высокая надежность, так как трубы расположены через каждый метр, и выход одного или нескольких устройств практически не влияет на работоспособность всей системы в целом. Все устройства идентичны по конструкции, но каждое имеет возможность регулировки температуры, что особенно важно для больших протяженных конструкций и для нивелирования естественных климатических особенностей трасс.

В перспективе для Олимпийских игр будут использованы космические возможности контроля и управления, поэтому желательно создать единую искусственную климатическую систему, которой можно управлять из единого центра.

Так что, есть все основания надеяться, что трассы на Олимпиаде-2014 в Сочи будут покрыты не лужами, а хрустящим морозным снегом, даже если вокруг будет зеленеть травка и цвести крокусы. Благодаря системе искусственного охлаждения, разработанной учеными из НПО им. С.А. Лавочкина.