열 파이프

열 파이프는 연결된 구간을 따라 열 에너지를 저장하고 전달하며, 시간당 각 구간을 통과할 수 있는 에너지의 양에 제한을 두는 아이템입니다. 각 열 파이프 구간은 그 구간을 통과하는 열의 온도를 전달되는 전력에 따라 일정량만큼 낮춥니다. 이로 인해 heat source와 heat consumer 사이에 곧게 뻗은 열 파이프 구간의 실질적인 최대 유효 길이가 정해집니다.

한쪽에 입력 연결이 하나, 반대쪽에 출력 연결이 하나 있는 열 파이프 엔터티의 경우, 구간당 온도 강하는 1 + (P / 15) °C이며, 여기서 P는 메가와트(MW) 단위로 전달되는 전력입니다. 열 교환기는 증기을 생성하려면 500°C에 도달해야 하고, heat generator(예: 원자로)는 최대 1000°C까지 올라갈 수 있으므로, heat source와 열 교환기 사이의 최대 온도 차는 500°C입니다. 따라서 전력 P를 전달하면서도 열 교환기가 500°C에 도달할 수 있는 열 파이프 구간의 직선 최대 길이 L은 L = 500 / (1 + P/15) 입니다. 예를 들어, 단일 원자로가 40 MW의 열 전력을 하나의 직선 열 파이프 줄에 출력하는 경우, 온도가 500°C에 도달하기에는 너무 많이 떨어지기 전까지 대략 500 / (1 + 40/15) ≈ 136개의 열 파이프 구간까지 도달할 수 있습니다.

원자로는 연료가 들어 있든 없든 그 자체로 열 관처럼 작동할 수 있습니다. 그 역할에서 원자로는 원자로 1개당 온도를 1 + (P / 387) °C 낮추며, 여기서 P는 MW입니다. 측정값에 따르면 분모는 대략 386.847입니다. 원자로는 하나의 열 파이프 구간보다 더 많은 타일을 차지하므로, 이를 여러 개의 열 파이프 구간과 합산해서 비교해야 합니다. 일반적인 원자로 점유 면적을 기준으로 하면, 그 비교 대상은 대략 다섯 줄의 열 파이프 다섯 개입니다. 동일한 길이의 열 파이프와 비교하면, 원자로는 타일당 온도 감소량이 더 적습니다. 전달 전력이 거의 0일 때는 동일한 열 파이프 타일보다 온도를 약 5배 덜 낮추고, 전달 전력이 매우 높을 때는 약 26배 덜 낮춥니다. 예시로, 100개의 원자로가 일직선으로 배치된 경우(500타일에 해당) 1 GW의 열 전력을 전달하면 온도를 대략 360°C 낮춥니다.

Aquilo의 Space Age 시나리오에서는 열 파이프가 물체가 얼지 않도록 막는 데에도 사용됩니다. 그곳에서는 열 파이프가 자동으로 인접한 물체에 열을 전달합니다. 물체마다 얼지 않기 위해 소모하는 열의 양이 다르며, 500°C 기준을 가진 열 교환기는 필요하지 않습니다. 얼음 방지 용도로 사용되는 열 파이프는 물체를 따뜻하게 유지하기 위해 최소 30°C만 되면 됩니다. 그 모드에서 열 파이프는 환경으로 열을 잃지 않으며, 오직 데워 주는 물체에게만 열을 잃습니다.

• 실용적인 참고사항:
  • 전달되는 전력이 클수록 열 파이프당 온도 하락이 커집니다. 온도를 유지하려면 배선을 짧게 하거나, 선당 전력을 줄이십시오.
  • 주어진 전력에 대해 열원에서 열 교환기까지의 최대 직선 길이를 추정할 때는 L = 500 / (1 + P/15) 공식을 사용하십시오.
  • 전력을 분산하고 구간별 온도 손실을 줄이기 위해 여러 개의 평행 경로를 사용하는 것도 고려하십시오.
  • 원자로를 도체로 사용할 때는 더 큰 면적과 낮은 전력에서 타일당 온도 손실이 더 유리하다는 점을 고려해야 하지만, 전력이 매우 높을 때는 성능이 더 나빠집니다.