フッ素系液体は熱交換にどのように使用されるか

フッ素系液体は、高温においても液体の優れた熱的安定性があるため、熱交換器に使用できます。熱管理ソリューションのプロバイダーであるLiatemによると、そのような高温ではほとんどの流体が物理的および化学的な安定性を失いますが、この液体は300°Cという高い温度でも安定性を維持します。鉱物油などの従来の熱交換用流体は高温で分解や酸化を起こしやすいのに対し、フッ素系液体は完全に非揮発性かつ非腐食性のままです。250°Cでの熱交換を必要とする工業炉の場合、フッ素系液体は熱交換器内を確実に循環し、炉から冷却システムへ熱を伝達する際に劣化することはありません。このような熱的安定性は、熱交換装置の長期的かつ信頼性の高い運転にとって極めて重要であり、メンテナンス頻度とコストが非常に低く抑えられます。

熱交換用フッ素系液体の低粘度は、熱交換効率を向上させる上で極めて重要です。熱交換面積と液体体積の適切な比率により、所定の温度に到達できる低粘度流体は、幅広い運転条件下で熱交換器の表面全体に行き渡ります。高粘度流体は循環のためにより大きなポンプ動力を必要とし、所定の温度を維持するのに多くのエネルギーを要しますが、フッ素系液体ははるかに少ないエネルギーでシステム内を送液できます。

例えば、データセンターにおいて、サーバーの余剰熱を除去するためにフッ素系液体を用いた熱交換システムがあり、この液体が熱を吸収して冷却装置へ伝えます。この優れた液体は低粘度によって効率的に流れることで、サーバーが過熱せず、安定した動作を維持することを可能にします。また、装置の濃縮物による摩耗も最小限に抑えられ、循環の最適化と装置の耐用年数延長に寄与します。これも低粘度による利点の一つです。

回路基板やバッテリーなどの電子機器に触れても腐食したり短絡したりしないため、リエート部品を使用した回路基板は、非導電性の液体に完全に封入されています。空気による基本的な熱交換も可能ですが、液体を循環させる浸漬方式により、非常に感度の高い電子部品でも適切に冷却されます。新しい車両の重要なバッテリーや、かつてのテープデッキと同様に、この液体系統がセル間で熱を均等に分配するように制御されています。

リスクの高い環境では、サーバーとの熱交換に不燃性液体を使用する方がはるかに安全な選択です。

例えばLiatemは、高い引火点に加えて、燃焼を助長しない液体（通常150°C以上）を使用することで、高温の着火源や炎と接触しても火災や爆発のリスクがなくなることを強調しています。一方で、一部の有機溶媒を含む流体は、高温で換気が不十分な環境下では火災の危険性があります。たとえば石油精製所では、熱交換媒体として可燃性の原油を使用しているため、流体の漏れによる火災事故が発生する可能性がありますが、フッ素系液体を使用することでこうした事故を回避できます。フッ素系液体は不燃性であるため、作業員や設備の安全性が確保され、これは石油精製所やその他の高リスク産業現場にとって不可欠です。このように、フッ素系液体は不燃性であり、化学工場や石油精製所での使用に適しています。

環境保護のため、フッ素系液体はクローズドループ型の熱交換システムに使用されます。

熱交換用フッ素系液体は、資源の節約と環境保護に寄与するクローズドループ型熱交換システムで使用されます。Liatemによると、クローズドループシステムは液体を密閉環境内に封じ込めるため、フッ素系液体自体の低毒性および非生物分解性という特性と相まって、生態系や環境保護への影響を大幅に低減します。さらに、この液体は廃棄物の発生が少なく、頻繁な交換が不要であるため、メンテナンスを行えば長寿命（10年以上）を持つことができ、環境保護の観点からも優れています。

太陽熱発電所のケースでは、フッ素系液体を使用するクローズドループシステムが集熱器から発電部へ熱を伝達し、その液体がクローズドループ冷却剤として機能します。この液体は補充可能で何年も再利用できるため、廃棄物と発電所の環境負荷を削減できます。これはクローズドループ型の応用例であり、熱交換効率の最適化とエコロジーにおける熱交換ループの保全を目指すいくつかの持続可能な開発目標（SDGs）をサポートしています。

多様な熱交換ニーズに対応する、リアテムがカスタマイズしたフッ素系液体ソリューション  

Liatemは多様な業界の熱交換ニーズにフッ素系液体ソリューションを提供しています。まず最初に、液体のフッ素系液体組成は、特定の用途範囲および温度範囲に適合するために異なる比率で構成されており、低温に適応した環境には低温流動性を備えた完全フッ素化液体があり、また、低温域におけるフリーラジカル系の重合を行う環境や高温域における重合装置が動作する環境においても、高熱安定性重合物の熱交換システムに対応する装置があります。Liatemの技術的システムサポートは最後に提供され、Liatemはフッ素系熱交換システム、熱交換器用途における装置の交換を支援し、データセンターにおいては排気ダクトシステムのエネルギー利用効率を20％低下させることで冷却効率とエネルギー消費効率を20％向上させます。

独自のソリューションにより、Liatemのフッ素系液体はエレクトロニクスや重工業など、多数の分野に対応しています。