เมื่อแสงแดดกระทบกับแผ่นดูดซับความร้อนภายในหลอดสุญญากาศ- สารทำงานภายในท่อความร้อนจะเดือดและระเหยเป็นไอ ไอระเหยจะพุ่งไปที่คอนเดนเซอร์ที่ด้านบนอย่างต่อเนื่อง และควบแน่นเป็นของเหลว จากนั้นสารทำงานที่ควบแน่นจะไหลไปตามผนังท่อกลับไปยังส่วนคอยล์เย็น เสร็จสิ้นวงจร ท่อความร้อนประเภทนี้ซึ่งดูดซับความร้อนและกลายเป็นไอที่ปลายด้านหนึ่ง และควบแน่นและปล่อยความร้อนที่อีกด้านหนึ่ง ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนผ่านการเปลี่ยนเฟสภายใน โดยทั่วไปเรียกว่าท่อความร้อนแบบแรงโน้มถ่วง ท่อความร้อนไม่มีแกนดูดซับความร้อน- ของเหลวที่ควบแน่นจะไหลกลับจากส่วนคอนเดนเซอร์ไปยังส่วนคอยล์เย็นตามแรงโน้มถ่วง โดยจะหมุนเวียนโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอก นี่คือกระบวนการรวบรวมความร้อนของท่อสุญญากาศของท่อความร้อน เนื่องจากท่อความร้อนต้องอาศัยแรงโน้มถ่วงในการหมุนเวียนของไหลทำงาน ส่วนอีวาโปเรเตอร์จึงต้องอยู่ใต้ส่วนคอนเดนเซอร์ระหว่างการทำงาน หากวางส่วนคอยล์เย็นไว้เหนือส่วนคอนเดนเซอร์ แรงโน้มถ่วงจะขัดขวางการไหลย้อนกลับของคอนเดนเสท หากไม่มีไฟฟ้าจ่ายคอนเดนเสทกลับไปยังส่วนคอยล์เย็น ท่อความร้อนจะไม่ทำงาน ดังนั้น ท่อความร้อนจึงถูกเรียกว่า-ไดโอดถ่ายเทความร้อนทางเดียว ลักษณะของท่อความร้อนนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ พวกมันถ่ายเทความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ถูกดูดซับไปยังแท้งค์น้ำ ทำให้น้ำร้อนขึ้น โดยมีการถ่ายเทความร้อนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกมันดูดซับความร้อนในระหว่างวัน แต่ปล่อยออกมาในเวลากลางคืน สิ่งนี้จะช่วยลดการสูญเสียความร้อนได้อย่างมากและปรับปรุงประสิทธิภาพของฉนวนความร้อนของตัวสะสม
เนื่องจากท่อความร้อนอาศัยการดูดซับและการปล่อยความร้อนแฝงเป็นหลักในระหว่างการเปลี่ยนเฟสของของไหลทำงานและการไหลของไอน้ำเพื่อถ่ายเทความร้อน และเนื่องจากของไหลใช้งานส่วนใหญ่มีความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอสูง จึงสามารถถ่ายเทความร้อนปริมาณมากได้โดยไม่ต้องใช้ปริมาตรการระเหยขนาดใหญ่ เมื่อไอน้ำอิ่มตัว ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างการไหลและการเปลี่ยนเฟสจะน้อยมาก ผนังท่อที่ค่อนข้างบางส่งผลให้อุณหภูมิพื้นผิวมีการไล่ระดับน้อยมาก เมื่อฟลักซ์ความร้อนต่ำมาก พื้นผิวจะมีอุณหภูมิคงที่สูง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการนำความร้อน มุมการติดตั้งของท่อความร้อนมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน