Жылуды су арқылы кетіру әдісі және жабдықтарда қолданылуы

Кіріспе

Компоненттер мен өнеркәсіптік жабдықтардан жылуды алу әдісі

Сумен салқындату – компоненттер мен өнеркәсіптік жабдықтардан жылуды алудың бір тәсілі. Суды пайдаланып буландыру арқылы салқындату, көбінесе ауамен салқындатудан тиімдірек. Су арзан және зиянды емес, бірақ оның құрамында қоспалар болуы мүмкін және коррозия тудыруы мүмкін. Сумен салқындату көбінесе автомобильдердің ішкі жану қозғалтқыштарын және электр станцияларын салқындату үшін қолданылады. Конвективті жылу алмасуды пайдаланатын су салқытқыштары жоғары деңгейдегі жеке компьютерлерде процессорлар (CPU) және басқа компоненттердің температурасын төмендету үшін қолданылады. Басқа қолданылулары: сорғыларда майлау майын салқындату, жылу алмастырғыштарда салқындату мақсатында, HVAC жүйелерінде және суытқыштарда ғимараттарды салқындату.

Артықшылықтар

Су арзан, уытсыз және Жер бетінің көп бөлігінде қолжетімді. Сұйық салқындату, ауа салқындатуға қарағанда жоғары жылу өткізгіштігін ұсынады. Судың бөлме температурасындағы және атмосфералық қысымдағы кең таралған сұйықтықтардың арасындағы ерекше жоғары жылу сыйымдылығы, массаның аз көшірілуімен қашықтыққа тиімді жылу беруге мүмкіндік береді. Салқындату суын айналымдық жүйе арқылы қайта пайдалануға болады немесе бір реттік (OTC) салқындату жүйесінде бір ғана рет қолдануға болады. Судың жоғары булану энтальпиясы салқындату мұнараларында немесе салқындату тоғандарында қалдық жылуды кетіру үшін тиімді булану салқындатуын пайдалануға мүмкіндік береді. Айналымдық жүйелер, егер олар булану салқындатуға сүйенсе, ашық болып табылады, ал жылу алмастырғыштарда жылуды алу жүзеге асырылса, жабық болады, демек буланудан болатын жоғалтулар минималды. Жылу алмастырғыш немесе конденсатор салқындатылатын сұйықтықпен тікелей жанаспайтын салқындату суын бөліп тұруы мүмкін, немесе жанасатын салқындату суы фазалық айырмашылықтың оңай бөлінуге мүмкіндік беретін арақ бөренелері сияқты заттарға тікелей тиеді. Экологиялық регламенттер жанаспайтын салқындату суындағы қалдық өнімдердің төмен концентрациясын қатаңдайды.

Кемшіліктер

Су металл бөлшектерінің коррозиясын жылдамдатады және биологиялық өсім үшін қолайлы орта болып табылады. Табиғи су көздеріндегі еріген минералдар булану арқылы шоғырланып, шөгінділерді қалдырады. Суды салқындату үшін көбінесе коррозияны азайту және шөгінділер мен биоқоқыстың оқшаулағыш шөгінділерін азайту үшін химиялық заттар қосылуы қажет. Су атмосферамен, топырақпен және ыдыстармен байланыста болған әр түрлі қоспаларды қамтиды. Электр өткізгіш және металл иондары мен оттегі үшін еріткіш ретінде су салқындатылатын машиналардың коррозиясын жылдамдата алады. Температура жоғарылаған сайын коррозия реакциясы жылдамдайды. Ыстық судың алдында машиналарды сақтауды цинк, хроматтар және фосфаттар сияқты коррозияға қарсы ингибиторлар қосу арқылы жақсартуға болады. Бірінші екеуінің уыттылығы бар, ал соңғысы эвтрофикациямен байланысты. Биоцидтер мен коррозияға қарсы ингибиторлардың қалдық концентрациялары ашық циркуляциялық салқындату су жүйелерінен сыртқы және соққы су шығысынан зардап шегуге әкелуі мүмкін. Қысқа қызмет ету мерзімі бар машиналарды қоспағанда, жабық циркуляциялық жүйелерде салқындату суын мерзімді түрде өңдеу немесе ауыстыру қажет, бұл жабық жүйенің экологиялық қауіпсіздігіне қатысты болжамдармен қолданылатын химиялық заттарды құрайтын салқындату суын түпкілікті жою туралы ұқсас алаңдаушылықты тудырады. Биоқоқыс судың көптеген тіршілік түрлері үшін қолайлы орта болғандықтан пайда болады. Қайта айналымды салқындату су жүйелерінің ағыс сипаттамалары азық-түлік, оттегі және қоректік заттардың айналымдағы қорын пайдалану арқылы тұрақты организмдердің отарлануын ынталандырады. Температураның жоғарылауы организмдердің термофильді популяциясын, мысалы, саңырауқұлақтардың түрлерін қолдауға жеткілікті болуы мүмкін. Жылу алмасу беттерінің биоқоқыспен ластануы салқындату жүйесінің жылу беру жылдамдығын азайтуы мүмкін, ал салқындату мұнараларының биоқоқыспен ластануы буландыру арқылы салқындату жылдамдығын азайту үшін ағынды бөлуді өзгерте алады. Биоқоқыс сонымен қатар коррозия жылдамдығын арттыратын әртүрлі оттегі концентрациясын тудыруы мүмкін. Сыртқы және ашық циркуляциялық жүйелер биоқоқысқа көбірек бейім. Биоқоқысты уақытша тіршілік ортасын өзгерту арқылы тежеуге болады. Температура айырмашылығы термофильді популяциялардың ара-тұра жұмыс істейтін қондырғыларда қалыптасуына кедергі келтіреді, ал қасақана қысқа мерзімді температуралық секірулер кезең-кезеңмен төзімділігі төмен популяцияларды өлтіруі мүмкін. Биоцидтер тұрақты қондырғылар қажет болғанда биоқоқысты бақылау үшін жиі қолданылады. Суды салқындату жүйелерінде биоқоқысты азайту үшін хлор гипохлорит түрінде қосылуы мүмкін, бірақ кейіннен судың табиғи су ортасына қайтарылатын судың уыттылығын азайту үшін хлоридке дейін тотықтырылады. Гипохлорит рН жоғарылағанда ағаштан жасалған салқындату мұнараларына зиянды әсер етеді. Хлорланған фенолдар биоцид ретінде пайдаланылды немесе салқындату мұнараларында консервіленген ағаштан сіңірілді. Гипохлорит пен пентахлорфенолдың тиімділігі рН 8-ден жоғары болғанда төмендейді. Окистендірмейтін биоцидтерді табиғи су ортасына шығару алдында токсиндерді тазарту қиын болуы мүмкін. Жылу алмасу беттерін таза ұстау үшін цинк пен хроматтар немесе ұқсас қосылыстармен полифосфаттар немесе фосфонаттардың концентрациясы салқындату жүйелерінде сақталады, сондықтан гамма темір оксиді мен цинк фосфатының қабықшасы анодтық және катодтық реакция нүктелерін пассивтеу арқылы коррозияны тежеуі мүмкін. Бұл тұздылықты және жалпы еріген қатты заттарды арттырады, ал фосфор қосылыстары балдырлардың өсуіне қажетті шектеулі қоректік затты қамтамасыз ете алады, бұл салқындату жүйесінің биоқоқысқа немесе сумен немесе сыртқы суды алатын табиғи су ортасының эвтрофикациясына ықпал етеді. Хроматтар суыту су жүйесіндегі тиімді коррозияны тежеуден басқа биоқоқысты азайтады, бірақ сыртқы су шығысы немесе сыртқы судағы қалдық уыттылық хромат концентрациясын төмендетуге және тозуға аз бейім ингибиторларды пайдалануға ықпал етті. Сыртқы су шығысы сонымен қатар хромдалған мыс арсенатымен сақталған ағаштан жасалған салқындату мұнараларынан сіңірілген хромды қамтуы мүмкін. Жалпы еріген қатты заттар немесе ЖЭҚЗ (кейде фильтрленген қалдық деп аталады) фильтрленген судің өлшенген көлемі буланғанда қалған қалдық массасы ретінде есептеледі. Тұздылық - еріген материалдардың әсерінен су тығыздығының немесе өткізгіштігінің өзгеруін көрсетеді. Шкаланың пайда болу ықтималдығы жалпы еріген қатты заттардың артуымен бірге артады. Шкаланың пайда болуымен байланысты қатты заттар кальций және магний, карбонат және сульфат түрінде. Коррозия жылдамдығы бастапқыда тұздылықтың артуына байланысты жоғарылайды, бірақ одан кейін жоғары тұздылық деңгейлері еріген оттегі деңгейін төмендеткенде төмендейді. Кейбір жер асты сулары құдықтардан сорылғанда өте аз оттегіні қамтиды, бірақ көптеген табиғи су көздері еріген оттегіні қамтиды. Оттегі концентрациясының жоғарылауы коррозияны жылдамдатады. Еріген оттегі салқындату мұнараларында қанығу деңгейіне жақындайды. Сыртқы су шығысы немесе сыртқы суға қайтарылатын су үшін бұл пайдалы. Су гидроний (H3O+) катиондары мен гидроксид (OH−) аниондарына иондалады. Салқындату су жүйесіндегі иондалған сутектің (протонды су ретінде) концентрациясы pH деңгейі ретінде есептеледі. Төмен pH мәндері коррозия жылдамдығын арттырады; жоғары pH мәндері шөгінділердің пайда болуын ынталандырады. Амфотеризм суды салқындату жүйелерінде қолданылатын металдар арасында сирек кездеседі, бірақ алюминийдің коррозия жылдамдығы pH 9-дан жоғары болғанда артады. Мыс және алюминий компоненттері бар су жүйелерінде гальвандық коррозия күшті болуы мүмкін. Шкаланың пайда болуын болдырмау үшін қышқылды салқындату су жүйесіне қосуға болады, егер pH төмендеуі тұздылықтың және еріген қатты заттардың артуын өтесе.

Water accelerates the corrosion of metal parts and is a favorable medium for biological growth. Dissolved minerals in natural water supplies are concentrated by evaporation to leave deposits called scale. Cooling water often requires the addition of chemicals to minimize corrosion and insulating deposits of scale and biofouling. Water contains varying amounts of impurities from contact with the atmosphere, soil, and containers. Being both an electrical conductor and a solvent for metal ions and oxygen, water can accelerate corrosion of machinery being cooled. Corrosion reactions proceed more rapidly as temperature increases. Preservation of machinery in the presence of hot water has been improved by addition of corrosion inhibitors including zinc, chromates and phosphates. The first two have toxicity concerns; and the last has been associated with eutrophication. Residual concentrations of biocides and corrosion inhibitors are of potential concern for OTC and blowdown from open recirculating cooling water systems. With the exception of machines with short design life, closed recirculating systems require periodic cooling water treatment or replacement raising similar concern about ultimate disposal of cooling water containing chemicals used with environmental safety assumptions of a closed system. Biofouling occurs because water is a favorable environment for many life forms. Flow characteristics of recirculating cooling water systems encourage colonization by sessile organisms using the circulating supply of food, oxygen and nutrients. Temperatures may become high enough to support thermophilic populations of organisms such as types of fungi. Biofouling of heat exchange surfaces can reduce heat transfer rates of the cooling system, and biofouling of cooling towers can alter flow distribution to reduce evaporative cooling rates. Biofouling may also create differential oxygen concentrations increasing corrosion rates. OTC and open recirculating systems are more susceptible to biofouling. Biofouling may be inhibited by temporary habitat modifications. Temperature differences may discourage the establishment of thermophilic populations in intermittently operated facilities, and intentional short term temperature spikes may periodically kill less tolerant populations. Biocides have been commonly used to control biofouling where sustained facility operation is required. Chlorine may be added in the form of hypochlorite to decrease biofouling in cooling water systems, but is later reduced to chloride to minimize the toxicity of blowdown or OTC water returned to natural aquatic environments. Hypochlorite is increasingly destructive to wooden cooling towers as pH increases. Chlorinated phenols have been used as biocides or leached from preserved wood in cooling towers. Both hypochlorite and pentachlorophenol have reduced effectiveness at pH values greater than 8. Non oxidizing biocides may be more difficult to detoxify prior to release of blowdown or OTC water to natural aquatic environments. Concentrations of polyphosphates or phosphonates with zinc and chromates or similar compounds have been maintained in cooling systems to keep heat exchange surfaces clean enough that a film of gamma iron oxide and zinc phosphate can inhibit corrosion by passivating anodic and cathodic reaction points. These increase salinity and total dissolved solids, and phosphorus compounds may provide the limiting essential nutrient for algal growth contributing to biofouling of the cooling system or to eutrophication of natural aquatic environments receiving blowdown or OTC water. Chromates reduce biofouling in addition to effective corrosion inhibition in the cooling water system, but residual toxicity in blowdown or OTC water has encouraged lower chromate concentrations and the use of less flexible corrosion inhibitors. Blowdown may also contain chromium leached from cooling towers constructed of wood preserved with chromated copper arsenate. Total dissolved solids or TDS (sometimes called filterable residue) is reported as the mass of residue remaining when a measured volume of filtered water is evaporated. Salinity indicates water density or conductivity changes caused by dissolved materials. Probability of scale formation increases with increasing total dissolved solids. Solids commonly associated with scale formation are calcium and magnesium both as carbonate and sulfate. Corrosion rates initially increase with salinity in response to increasing electrical conductivity, but then decrease after reaching a peak as higher levels of salinity decrease dissolved oxygen levels. Some groundwater contains very little oxygen when pumped from wells, but most natural water supplies include dissolved oxygen. Increasing oxygen concentrations accelerate corrosion. Dissolved oxygen approaches saturation levels in cooling towers. It is beneficial in blowdown or OTC water being returned to natural aquatic environments. Water ionizes into hydronium (H3O+) cations and hydroxide (OH−) anions. The concentration of ionized hydrogen (as protonated water) in a cooling water system is reported as the pH level. Low pH values increase the rate of corrosion; high pH values encourage scale formation. Amphoterism is uncommon among metals used in water cooling systems, but aluminum corrosion rates increase with pH values above 9. Galvanic corrosion may be severe in water systems with copper and aluminum components. Acid can be added to cooling water systems to prevent scale formation if the pH decrease will offset increased salinity and dissolved solids.

Бу электр станциялары

Көптеген басқа да салқындату қолданбалары электр станцияларында төмен қысымды буды конденсациялау үшін қажетті су көлеміне жақымдамайды. Көптеген мекемелер, әсіресе электр станциялары, салқындату үшін күніне миллиондаған галлон суды пайдаланады. Осы көлемде суды салқындату табиғи су ортасын өзгертіп, жаңа орта жағдайларын тудыруы мүмкін. Мұндай нысандарды орналастыру кезінде өзендердің, сағалардың және жағалау суларының жылулық ластануы ескеріледі. Су ортасына, қабылдау суынан жоғары температурада қайтарылатын су, биохимиялық реакциялардың жылдамдығын арттырып, ортаның оттегімен қанығу қабілетін төмендету арқылы су тіршілік ортасын өзгертеді. Температураның көтерілуі бастапқыда суық судың жоғары оттегі концентрациясын қажет ететін түрлерден, жылы судағы метаболизмнің жоғары деңгейінен пайда көретін түрлерге популяциялық ауысуға ықпал етеді. Өткелді салқындату (OTC) жүйелері өте үлкен өзендерде немесе жағалау және сағалық аймақтарда қолданылуы мүмкін. Бұл электр станциялары қалдық жылуды өзенге немесе жағалау суларына шығарады. Осылайша, бұл OTC жүйелері салқындату қажеттіліктерін қамтамасыз ету үшін өзен немесе теңіз суының жеткілікті мөлшеріне тәуелді. Мұндай нысандар үлкен көлемде суды жоғары жылдамдықпен тасымалдауға арналған қабылдау құрылымдарымен салынған. Бұл құрылымдар сонымен қатар көптеген балықтар мен басқа су организмдерін тартады, олар сіңіру экрандарында өлтіріледі немесе жарақаттанады. Жоғары ағын жылдамдығы жылу алмастырғыштардың кішкентай түтікшелерін бітеуден қорғайтын экрандарда балықтар мен креветкаларды қоса алғанда, жай қозғалатын организмдерді ұстап алуы мүмкін. Жоғары температура немесе сорғының турбуленттілігі мен ығысуы салқындату суымен бірге экрандардан өтетін кішкентай организмдерді өлтіруі немесе мүгедек етуі мүмкін. АҚШ-та 1200-ден астам электр станциялары мен өндіріс мекемелері OTC жүйелерін пайдаланады; қабылдау құрылымдары жыл сайын миллиардтаған балықтар мен басқа да организмдерді өлтіреді. Шапшаң су хищниктері экрандарға тиген организмдерді жейді, ал жылы су хищниктері мен қоқыс жегіштері салқындату суының шығарылымына енген организмдермен қоректену үшін қоныстанады. АҚШ-тың Таза су туралы заңы, Қоршаған ортаны қорғау агенттігінен (EPA) өнеркәсіптік салқындату суын қабылдау құрылымдарына қатысты ережелерді әзірлеуді талап етті. EPA 2001 жылы жаңа нысандар үшін (2003 жылы түзетілген) және 2014 жылы қолданыстағы нысандар үшін соңғы ережелерді шығарды.

Few other cooling applications approach the large volumes of water required to condense low pressure steam at power stations. Many facilities, particularly electric power plants, use millions of gallons of water per day for cooling. Water cooling on this scale may alter natural water environments and create new environments. Thermal pollution of rivers, estuaries and coastal waters is a consideration when siting such plants. Water returned to aquatic environments at temperatures higher than the ambient receiving water modifies aquatic habitat by increasing biochemical reaction rates and decreasing the oxygen saturation capacity of the habitat. Temperature increases initially favor a population shift from species requiring the high oxygen concentration of cold water to those enjoying the advantages of increased metabolic rates in warm water. Once through cooling (OTC) systems may be used on very large rivers or at coastal and estuarine sites. These power stations put the waste heat into the river or coastal water. These OTC systems thus rely upon an ample supply of river water or seawater for their cooling needs. Such facilities are built with intake structures designed for bringing in large volumes of water at a high rate of flow. These structures tend to also pull in large numbers of fish and other aquatic organisms, which are killed or injured on the intake screens. Large flow rates may trap slow swimming organisms including fish and shrimp on screens protecting the small bore tubes of the heat exchangers from blockage. High temperatures or pump turbulence and shear may kill or disable smaller organisms that pass through the screens entrained with the cooling water. More than 1,200 power plants and manufacturing facilities in the U. S. use OTC systems; the intake structures kill billions of fish and other organisms each year. More agile aquatic predators consume organisms impinged on the screens; and warm water predators and scavengers colonize the cooling water discharge to feed on entrained organisms. The U. S. Clean Water Act required the Environmental Protection Agency (EPA) to issue regulations on industrial cooling water intake structures. EPA issued final regulations for new facilities in 2001 (amended 2003), and for existing facilities in 2014.

Салқындату мұнаралары

ОТК-ға балама ретінде өнеркәсіптік салқындату мұнаралары қайта айналымдағы өзен суын, жағалау суын (теңіз суын) немесе артезиан суын пайдалана алады. Өндірістік орналастырулардағы ірі механикалық табиғи немесе күшпен желдетілетін салқындату мұнаралары салқындату суын жылу алмастырғыштар және су жылуды сіңіретін басқа да жабдықтар арқылы үздіксіз айналдырады. Бұл жылу атмосфераға салқындату мұнараларында судың бір бөлігінің булануы арқылы шығарылады, онда жоғары ағынмен келетін ауа төмен ағынмен келетін сумен жанасады. Атмосфераға шығарылған ауаға буланған судың жоғалуы "толықтыру" таза өзен суымен немесе жаңа салқындату суымен өтелуі мүмкін, бірақ булану салдарынан салқындату кезінде жоғалған су мөлшері су ортасында тіршілік ететін ағзалардың табиғи мекендеу ортасына әсер етуі мүмкін. Буланған таза судың орнына карбонаттар және басқа да еріген тұздар бар су қосылғандықтан, айналымдағы судың бір бөлігі айналымдағы суда тұздардың артық жиналуын болдырмау үшін "қосымша су" ретінде үздіксіз шығарылады; мұндай қосымша су қалдықтары қабылдаушы судың сапасын өзгерте алады.

Ішкі жанатын қозғалтқыштар

Ыстық су-салқындатқыш қоспасын жылытқыш радиаторы арқылы көліктің ішіндегі ауаны жылытуға болады. Сонымен қатар, қозғалтқыштың айналасындағы су қабығы механикалық шуды тиімді түрде басады, соның арқасында қозғалтқыш тыныш жұмыс істейді.

Ашық әдіс

Ашық сумен салқындату жүйесі булану салқындатуын пайдаланады, қалған (буланбаған) судың температурасын төмендетеді. Бұл әдіс судағы еріген тұздар мен минералдардың салдарынан қабыршақтану байқалғанға дейін ертедегі ішкі жану қозғалтқыштарында жиі қолданылған. Қазіргі заманғы ашық салқындату жүйелері, қабыршақтанудың алдын алу үшін еріген қатты заттарды қабыршақтану тудырмайтын деңгейде шығарып тастау мақсатында, айналымдағы судың бір бөлігін үнемі шайып тастайды. Кейбір ашық жүйелерде қолжетімді кран суы қолданылады, бірақ бұл иондық тазартудан өткізілмеген немесе дистилденген суға қарағанда жоғары шаю қажеттілігін білдіреді. Тазартылған су жүйелері де коррозия мен биоопырануды болдырмау үшін химиялық өңдеудің қосалқы өнімдерін шығарып тастау үшін шаюды қажет етеді.

Қысымдылық

Салқындатуға арналған су атмосфералық қысымда шамамен 100 градус Цельсий температурада қайнайды. Жоғары температурада жұмыс істейтін қозғалтқыштарға қызып кетудің алдын алу үшін қысыммен айналымды жүйе қажет болуы мүмкін. Көліктік құралдардың қазіргі заманғы салқындату жүйелері көбінесе қайта айналымға түсетін судың қайнау температурасын көтеру және булану жоғалтуларын азайту үшін қолданылады.

Тоңазытқыш

Сумен салқындатуды пайдалану мұздаудан зақымдану қаупін тудырады. Автомобильдерде және көптеген басқа да қозғалтқыштарды салқындату үшін су мен антифриз қоспасын қолдану қажет, бұл тоңазыту температурасын төмендетіп, оның орнықты болуын қамтамасыз етеді. Антифриз сондай-ақ әртүрлі металдардың коррозиясын тежейді және қайнау температурасын арттырады, су салқындату температурасының кең ауқымын қамтамасыз етеді. Ішкі радиатордың мөлшері 40 мм екі желдеткіштен (80 мм) бастап 140 мм төрт желдеткішке (560 мм) дейін, ал қалыңдығы 30 мм-ден 80 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін. Радиатор желдеткіштері бір немесе екі жағына орнатылуы мүмкін. Сыртқы радиаторлар компьютер корпусына сыймау қажет болғандықтан, ішкі радиаторлардан әлдеқайда үлкен болуы мүмкін. Жоғары сапалы корпус жағдайларында радиатордың кіріс және шығыс шлангілері үшін артқы жағында резеңке тығындармен жабдықталған екі порт болуы мүмкін, бұл сыртқы радиаторды компьютерден қашыққа орналастыруға мүмкіндік береді. Айналымдағы судан ауа көпіршіктерін шығару үшін T-түтік қолданылады. Ол T-тұйықтағыштан және бітетілген түтік бөлігінен тұрады. Түтік шағын резервуар ретінде қызмет етеді және ауа көпіршіктері T-тұйықтағышқа түскенде оған кіруге мүмкіндік береді, содан кейін жүйеден шығарылады. Бітетілген түтікке газды шығаруға және сұйықтық құюға арналған фитинг орнатылуы мүмкін. Үстелдік компьютерлерге арналған су салқындатқыштар 1990 жылдардың соңына дейін қолмен жасалатын. Олар автомобиль радиаторларынан (немесе көбінесе автомобильдің жылытқыш ядросынан), аквариумдық сорғылардан және қолмен жасалған су блоктарынан, зертханалық сапалы ПВХ және силикон түтіктерден, әртүрлі резервуарлардан (пластик бөтелкелерді пайдалану арқылы жасалған немесе цилиндрлі акрилден немесе акрил жақтарынан құрастырылған, әдетте мөлдір) және T-түтігінен жасалған. Соңғы уақыттарда көптеген компаниялар компьютер корпусына сыятын су салқындату компоненттерін өндіруде. Бұл, сондай-ақ жоғары қуатты процессорларға деген сұраныстың артуы су салқындатудың танымалдылығын арттырды. Кәсіби оверклокерлер кейде стандартты жылу алмастырғыштардың орнына буды қысумен тоңазытуды немесе термоэлектрлік салқындатқыштарды пайдаланады. Суды фазалық өзгеріс жүйесінің буландырғыш тізбегімен тікелей салқындататын су салқындату жүйелері айналымдағы салқындатқышты қоршаған ауа температурасынан төмендетуге қабілетті (стандартты жылу алмастырғышта мүмкін емес) және нәтижесінде компьютердің жылу шығаратын компоненттерін тиімді салқындатуды қамтамасыз етеді. Фазалық өзгеріс немесе термоэлектрлік салқындатудың кемшілігі - олар көп электр энергиясын тұтынады және төмен температураға байланысты антифриз қосу қажет. Сонымен қатар, суытылатын бөлшектердің айналасында су құбырларын және неопрен төсемдерін орап изоляция жасау қажет, бұл суытылған беттерде ауадан су буының конденсациялануынан болатын зақымдануды болдырмау үшін қажет. Фазалық өзгеріс жүйелерін алуға арналған ортақ орындар - тұрмыстық ылғалсыздандырғыш немесе кондиционер. Балама салқындату схемасы, компоненттерді қоршаған орта температурасынан төмендетуге мүмкіндік беретін және антифризді және изоляцияланған түтіктерді қажет етпейтін схема - термоэлектрлік құрылғыны (Жан Пелтье құрамындағы эффектті сипаттағандықтан, әдетте "Пелтье түйіні" немесе "пельт" деп аталады) жылу шығаратын компонент пен су блогы арасына орналастыру. Қазіргі уақытта төмен температура аймағы тек жылу шығаратын компонентпен байланысты болғандықтан, оқшаулау тек осы жергілікті аймақта қажет. Мұндай жүйенің кемшілігі - жоғары қуатты тұтыну. Пелтье түйінінің айналасында конденсациядан зақымдануды болдырмау үшін дұрыс орнату үшін оны силикон эпоксидімен "қалыптастыру" қажет. Эпоксид құрылғының шеттеріне жағылады, ауаның ішкі бөлмеге кіруіне немесе одан шығуына кедергі жасайды. Apple компаниясының Power Mac G5 - сумен салқындатылатын стандартты (бірақ тек ең жылдам модельдерде ғана) алғашқы негізгі үстелдік компьютері болды. Dell компаниясы да осы үрдіске ілесіп, XPS компьютерлерін сұйық салқындатумен, термоэлектрлік салқындатуды сұйықтықты салқындатуға көмектесу үшін жіберді. Қазіргі уақытта Dell компаниясының сұйық салқындатуды ұсынатын компьютерлері тек Alienware үстелдік компьютерлері болып табылады. Asus - сумен салқындатылған ноутбуктерді жаппай өндіруге мүмкіндік берген алғашқы және жалғыз негізгі бренд. Бұл ноутбуктерде ауа-су гибридті салқындату жүйесі бар және қосымша салқындату мен электр қуатын алу үшін сыртқы сұйық салқындату радиаторына қосылуы мүмкін.

The use of water cooling carries the risk of damage from freezing. Automotive and many other engine cooling applications require the use of a water and antifreeze mixture to lower the freezing point to a temperature unlikely to be experienced. Antifreeze also inhibits corrosion from dissimilar metals and can increase the boiling point, allowing a wider range of water cooling temperatures. Internal radiator size may vary: from 40 mm dual fan (80 mm) to 140 quad fan (560 mm) and thickness from 30 mm to 80 mm. Radiator fans may be mounted on one or both sides. External radiators can be much larger than their internal counterparts as they do not need to fit in the confines of a computer case. High end cases may have two rubber grommeted ports in the back for the inlet and outlet hoses, which allow external radiators to be placed far away from the PC. A T Line is used to remove trapped air bubbles from the circulating water. It is made with a t connector and a capped off length of tubing. The tube n acts as a mini reservoir and allows air bubbles to travel into it as they are caught into the "tee" connector, and ultimately removed from the system by bleeding. The capped line may be capped with a fill port fitting to allow the release of trapped gas and the addition of liquid. Water coolers for desktop computers were, until the end of the 1990s, homemade. They were made from car radiators (or more commonly, a car's heater core), aquarium pumps and home made water blocks, laboratory grade PVC and silicone tubing and various reservoirs (homemade using plastic bottles, or constructed using cylindrical acrylic or sheets of acrylic, usually clear) and or a T Line. More recently a growing number of companies are manufacturing water cooling components compact enough to fit inside a computer case. This, and the trend to CPUs of higher power dissipation, has greatly increased the popularity of water cooling. Dedicated overclockers have occasionally used vapor compression refrigeration or thermoelectric coolers in place of more common standard heat exchangers. Water cooling systems in which water is cooled directly by the evaporator coil of a phase change system are able to chill the circulating coolant below the ambient air temperature (impossible with a standard heat exchanger) and, as a result, generally provide superior cooling of the computer's heat generating components. The downside of phase change or thermoelectric cooling is that it uses much more electricity, and antifreeze must be added due to the low temperature. Additionally, insulation, usually in the form of lagging around water pipes and neoprene pads around the components to be cooled, must be used in order to prevent damage caused by condensation of water vapour from the air on chilled surfaces. Common places from which to obtain the required phase transition systems are a household dehumidifier or air conditioner. An alternative cooling scheme, which also enables components to be cooled below the ambient temperature while obviating the requirement for antifreeze and lagged pipes, is to place a thermoelectric device (commonly referred to as a 'Peltier junction' or 'pelt' after Jean Peltier, who documented the effect) between the heat generating component and the water block. Because the only sub ambient temperature zone now is at the interface with the heat generating component itself, insulation is required only in that localized area. The disadvantage of such a system is higher power dissipation. To avoid damage from condensation around the Peltier junction, a proper installation requires it to be "potted" with silicone epoxy. The epoxy is applied around the edges of the device, preventing air from entering or leaving the interior. Apple's Power Mac G5 was the first mainstream desktop computer to have water cooling as standard (although only on its fastest models). Dell followed suit by shipping their XPS computers with liquid cooling, using thermoelectric cooling to help cool the liquid. Currently, Dell's only computers to offer liquid cooling are their Alienware desktops. Asus are the first and only mainstream brand to have put water cooled laptops into mass production. Those laptops have a built in air/water hybrid cooling system and can be docked to an external liquid cooling radiator for additional cooling and electrical power.

Кемелер мен қайықтар

Су кемелерді салқындатуға өте ыңғайлы орта, себебі олар жыл бойы төмен температурада қалатын сумен қоршалған. Теңіз суымен жұмыс істейтін жүйелер мыс-никель қоспасынан, қоладан, титаннан немесе осыған ұқсас коррозияға төзімді материалдардан жасалуы тиіс. Судағы шөгінділердің құбырлар арқылы жылдам ағын кезінде эрозияға немесе ағын баяу болғанда тұнып қалуына жол бермеу үшін ағын жылдамдығын шектеу қажет болуы мүмкін.

Басқа қолданбалар

Өсімдіктердің транспирациясы және жануарлардың тершеңдеуі жоғары температураның метаболизмнің тұрақсыз деңгейге жетуіне алып келуіне жол бермеу үшін булану арқылы салқындатуды пайдаланады. Қорғаныс позицияларында орналасқан пулеметтер кейде жылдам оқ ату кезінде ұңғының қызмет ету мерзімін ұзарту үшін сумен салқындатуды қолданады, бірақ судың және сорғы жүйесінің салмағы сумен салқындатылған қарулардың тасымалдануын айтарлықтай төмендетеді. Сумен салқындатылған пулеметтер Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде екі тараптан да кеңінен қолданылды; алайда, соғыс аяқталар тұсында сумен салқындатылған үлгілердің атыс қуатымен, тиімділігімен және сенімділігімен бәсекелесетін жеңіл қарулар майданға түсе бастады. Осылайша, сумен салқындатылған қару-жарақ келесі қақтығыстарда анағұрлым аз рөл атқарды. Швециядағы бір аурухана өз деректер орталықтарын, медициналық жабдықтарын салқындату және жайлы температураны сақтау үшін еріген қар суынан пайдаланады. Кейбір ядролық реакторлар салқындату үшін ауыр суды қолданады. Ауыр су ядролық реакторларда оның нейтрондарды нашар сіңіретіндігіне байланысты қолданылады. Бұл аз байытылған отынды пайдалануға мүмкіндік береді. Басты салқындату жүйесі үшін, жылу алмастырғыш арқылы қалыпты суды қолдану қалаулы, себебі ауыр су өте қымбат. Басқа материалдарды (графит) модератор ретінде пайдаланатын реакторлар да салқындату үшін қалыпты суды қолдана алады. Жоғары сапалы өнеркәсіптік су (кері осмос немесе дистилляция арқылы алынған) және ішуге жарамды су кейде жоғары тазалықтағы салқындату суы қажет болатын өнеркәсіптік кәсіпорындарда қолданылады. Мұндай жоғары тазалықтағы суды өндіру нәтижесінде бастапқы судан шоғырланған қоспаларды қамтитын тұзды қосымша өнімдер пайда болады. 2018 жылы Колорадо Боулдер университеті мен Вайоминг университетінің ғалымдары "RadiCold" деп аталатын радиациялық салқындату метаматериалын ойлап тапты, ол 2017 жылдан бері дамытылып келеді. Бұл метаматериал суды салқындатуға және қуат өндірісінің тиімділігін арттыруға көмектеседі, ол күн сәулелерін кері шағылыстырып, беткі қабаттың инфрақызыл жылу радиациясы түрінде жылуды шығаруына мүмкіндік береді.

Plant transpiration and animal perspiration use evaporative cooling to prevent high temperatures from causing unsustainable metabolic rates. Machine guns used in fixed defensive positions sometimes use water cooling to extend barrel life through periods of rapid fire, but the weight of the water and pumping system significantly reduces the portability of water cooled firearms. Water cooled machine guns were extensively used by both sides during World War I; however, by the end of the war lighter weapons that rivaled the firepower, effectiveness and reliability of water cooled models began to appear on the battlefield. Thus water cooled weapons have played a far lesser role in subsequent conflicts. A hospital in Sweden relies on snow cooling from melt water to cool its data centers, medical equipment, and maintain a comfortable ambient temperature. Some nuclear reactors use heavy water as coolant. Heavy water is employed in nuclear reactors because it is a weaker neutron absorber. This allows for the use of less enriched fuel. For the main cooling system, normal water is preferably employed through the use of a heat exchanger, as heavy water is much more expensive. Reactors that use other materials for moderation (graphite) may also use normal water for cooling. High grade industrial water (produced by reverse osmosis or distillation) and potable water are sometimes used in industrial plants requiring high purity cooling water. Production of these high purity waters creates waste byproduct brines containing the concentrated impurities from the source water. In 2018, researchers from the University of Colorado Boulder and University of Wyoming invented a radiative cooling metamaterial known as "RadiCold", which has been developed since 2017. This metamaterial aids in cooling of water and increasing the efficiency of power generation, in which it would cool the underneath objects, by reflecting away the sun's rays while at the same time allowing the surface to discharge its heat as infrared thermal radiation.