Wärmerohre (
Heat Pipes) sind rekuperative
Wärmetauscher. Die Wärme wird hierbei über
evakuierte Rippenrohre, in denen eine Flüssigkeit (
Kältemittel) bei
konstanter Temperatur
verdampft und sich verflüssigt, übertragen. Das
Wärmerohr hat eine
leichte Neigung. Der warme
Fortluftstrom verdampft die Flüssigkeit, die
nach oben steigt und in dem kälteren
Außenluftstrom kondensiert. Durch
die Schwerkraft (ohne
Pumpe) fließt das Kondensat wieder zurück. Die
Kondensation führt zur Nutzung latenter
Wärme. Die Rückwärmezahl kann
bis 75 % betragen.
Dieses System kann besonders gut bei höheren
Temperaturen aus Brennöfen, Trockenanlagen und Gießereien eingesetzt werden.
Die
Wärmetauscher werden meistens aus
CuAl-Rohre hergestellt. Für besondere Anwendungen können auch beschichtete Rippenrohre oder
Rippenrohre aus Aluminium,
Kupfer oder Edelstahl eingesetzt werden. Das eingefüllte
Kältemittel hängt von den Einsatztemperaturen ab, die
bis 700 °C betragen können. Bekannt sind diese
Rohre auch von dem Einsatz in den
Vakuumröhren in thermischen Solaranlagen.
Die
Regelung der Wärmerückgewinnung kann durch Kippregelung (bei horizontalen
Rohren) oder über einen
Bypass geregelt werden.
Die
höchste Leistung bringen die
Wärmerohr, wenn sie
senkrecht
stehen. Auch bei einem horizontalen Einbau müssen die
Rohre trotz einer
innenseitigen Kapillarmasse zum Zurücklaufen des Kondensats mit einer
leichten Neigung angebracht sein. Hieraus ergibt sich, dass eine
Kälterückgewinnung im Wechsel mit der
Wärmerückgewinnung beim
Wärmerohr
nicht ohne weiteres möglich ist.
Der
Wartungsaufwand ist gering, da das
Wärmerohr hat keine
beweglichen Teile hat. Bei falscher Anwendung (z. B. zu hohe
Temperaturen) kann die
Kältemittelfüllung altern.
Das Prinzip wurde im Jahre 1942 von Richard S. Gaugler bei der US-Firma GM entdeckt und 1962 von G. M. Grover in eine Erfindung umgesetzt. Später wurde es insbesondere für Anwendungen in der Raumfahrt weiterentwickelt, u.a. auch von Dornier. Die
Rohre sind bei
Temperaturen von -200 °C bis +1.500 °C einsetzbar.