كيف تُستخدم السوائل المفلورة لتبادل الحرارة

يمكن استخدام السوائل المفلورة في مبادلات الحرارة بسبب الاستقرار الحراري المتميز للسائل حتى عند درجات الحرارة العالية، وفقًا لشركة Liatem، وهي مزودة بحلول إدارة الحرارة. تفقد معظم السوائل عند هذه الدرجات من الحرارة استقرارها الفيزيائي والكيميائي، لكن هذا السائل يحافظ على استقراره حتى درجة حرارة مرتفعة تصل إلى 300°م. وعلى عكس السوائل التقليدية المستخدمة في مبادلات الحرارة، مثل زيت المعادن، التي تميل إلى التحلل والأكسدة عند درجات الحرارة العالية، فإن السائل المفلور يظل تمامًا غير طيار وغير مسبب للتآكل. وفي حالة الأفران الصناعية التي تتطلب تبادل حراري عند درجة حرارة 250°م، يمكن للسائل المفلور أن يدور بشكل موثوق خلال مبادل الحرارة وينقل الحرارة من الفرن إلى أنظمة التبريد دون أن يتدهور. وبما أن هذا الاستقرار الحراري أمر بالغ الأهمية لتشغيل معدات تبادل الحرارة بكفاءة وموثوقية على المدى الطويل، فإن تكرار الصيانة والتكاليف المرتبطة بها تصبح منخفضة للغاية.

تلعب اللزوجة المنخفضة للسائل المفلور لتبادل الحرارة دورًا حيويًا في تحسين كفاءة تبادل الحرارة. ومع النسبة المناسبة لمساحة تبادل الحرارة إلى حجم السائل، فإن السوائل ذات اللزوجة المنخفضة التي يمكنها الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة ستغطي سطح جهاز التبادل على نطاق واسع من ظروف التشغيل. بالمقارنة مع السوائل عالية اللزوجة التي تتطلب طاقة ضخ أكبر لتدويرها وإنشاء درجة الحرارة المطلوبة، يمكن ضخ السوائل المفلورة عبر النظام باستخدام طاقة أقل بكثير.

على سبيل المثال، في مركز البيانات، يتم استخدام نظام تبادل حراري في الخادم لإزالة الحرارة الزائدة بواسطة سائل مفلور، حيث يمتص هذا السائل الحرارة وينقلها إلى وحدات التبريد. ويتيح تدفق هذا السائل الاستثنائي، والذي يعززه انخفاض لزوجته، التأكد من أن الخوادم لا تسخن بشكل مفرط وأنها تؤدي عملياتها بكفاءة مستقرة. كما أن المعدات تتعرض لتآكل ضئيل جدًا في التركيز، مما يُحسّن من التدوير ويُطيل عمر خدمة المعدات، وهو ما يُضاف إليه انخفاض اللزوجة.

اللمس الإلكترونيات الأخرى مثل لوحات الدوائر والبطاريات لا يتسبب في تآكلها أو حدوث تماس كهربائي، ولهذا السبب يتم تغليف لوحات الدوائر التي تستخدم قطع الليثيوم بشكل آمن داخل سائل عازل. وبينما يمكن تحقيق تبادل حراري أساسي باستخدام الهواء، فإن نظام الغمر الذي يشتمل على سائل متدفق يضمن تبريد القطع الإلكترونية الحساسة للغاية بشكل مناسب. البطاريات الحرجة في المركبات الجديدة، مثل أجهزة تشغيل الأشرطة القديمة، تكون محاطة بهذا السائل المُعرَّف بالمعادلة لتوزيع الحرارة بكفاءة وبشكل متساوٍ بين الخلايا.

في البيئات التي تنطوي على مخاطر كبيرة، يُعد السائل غير القابل للاشتعال لتبادل الحرارة مع الخوادم خيارًا أكثر أمانًا.

تشير شركة Liatem، على سبيل المثال، إلى حقيقة أنه بالإضافة إلى نقطة الوميض العالية، فإن السوائل التي لا تدعم الاحتراق (غالبًا فوق 150°م) تقضي على خطر نشوب حريق أو انفجار، حتى عند ملامستها لمصادر اشتعال ذات درجات حرارة عالية أو النيران المكشوفة. على النقيض من ذلك، تُعد بعض السوائل التي تحتوي على مذيبات عضوية خطرًا من حيث احتمال نشوب حريق في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة وسوء التهوية. ففي مصافي النفط، على سبيل المثال، حيث يكون سائل تبادل الحرارة هو النفط الخام القابل للاشتعال، يتم القضاء على الحوادث الناتجة عن الحرائق بسبب تسرب السوائل من خلال استخدام سوائل مفلورة. ويتحقق سلامة العمال والمعدات، وهي أمور بالغة الأهمية في مصافي النفط والمنشآت الصناعية عالية الخطورة الأخرى، من خلال الطبيعة غير القابلة للاشتعال لهذه السوائل. مما يجعل السوائل المفلورة غير قابلة للاشتعال، وبالتالي مفيدة في المصانع الكيميائية ومصافي النفط.

لحماية البيئة، تُستخدم السوائل المفلورة في أنظمة تبادل الحرارة ذات الدورة المغلقة.

يتم استخدام السوائل الفلورية في أنظمة تبادل الحرارة المغلقة، وهو ما يفيد في الحفاظ على الموارد وحماية البيئة. وتشير لياتيم إلى أن الأنظمة المغلقة تحصر السائل داخل بيئة مغلقة، ومع دمج هذه الخاصية مع سمية منخفضة وعدم قابلية التحلل البيولوجي للسائل الفلوري، فإن ذلك يقلل بشكل كبير من التأثير على حماية النظام البيئي والبيئة. علاوة على ذلك، فإن هذا النوع من السوائل يولّد نفايات أقل ولا يتطلب استبدالاً متكرراً، مما يعزز من حماية البيئة بفضل عمر الخدمة الطويل (أكثر من 10 سنوات مع الصيانة).

خذ على سبيل المثال محطات الطاقة الحرارية الشمسية، حيث تقوم نظام دورة مغلقة يستخدم سائلاً فلورينياً بنقل الحرارة من المجاميع الشمسية إلى توليد الطاقة، ويقوم هذا السائل بتوفير سائل تبريد في دورة مغلقة، وهو سائل قابل للتجديد ويمكن إعادة استخدامه لسنوات، مما يقلل من النفايات والأثر البيئي للمحطة. إنها تطبيقة بدورة مغلقة، وتدعم بعض أهداف التنمية المستدامة، التي تهدف إلى تحقيق التوازن بين كفاءة تبادل الحرارة والحفاظ على دورة تبادل الحرارة من أجل البيئة.

احتياجات متنوعة لتبادل الحرارة: حلول السوائل الفلورية المخصصة من قبل لياتيم  

تقدم لياتيم حلولًا سائلة فلورية لتلبية احتياجات تبادل الحرارة المتنوعة في الصناعات المختلفة. أولاً وقبل كل شيء، يتكون السائل الفلوري من نسب مختلفة ليناسب نطاقات تطبيق معينة ونطاقات درجات حرارة محددة؛ حيث يوجد سائل كاملاً فلوريني للبيئات الصديقة للدرجات المنخفضة يوفر قابلية جيدة للتدفق عند درجات الحرارة المنخفضة. وفي البيئات الأخرى التي تعمل فيها أنظمة بلمرة الجذور الحرة عند درجات حرارة منخفضة، هناك أيضًا أجهزة تعمل في تطبيقات ذات درجات حرارة عالية تتطلب بلمرة ذات استقرار حراري عالٍ. وأخيرًا، يتم تقديم الدعم الفني من نظام لياتيم، حيث تساعد لياتيم في استبدال المعدات الخاصة بنظام تبادل الحرارة بالسوائل الفلورية، وتطبيق مبادل الحرارة، في مركز بيانات تم فيه تخفيض استهلاك الطاقة لنظام قناة العادم بنسبة 20%، ما أدى إلى زيادة بنسبة 20% في كفاءة التبريد وتقليل استهلاك الطاقة.

بفضل حلولها المخصصة، تتناول سوائل لياتيم المفلورة مجالات عديدة، بما في ذلك الإلكترونيات والصناعة الثقيلة.