مادة تبريد

غازات

ومن ناحية أخرى، تستعمل الغازات العطالية بصفتها مواد تبريد في المفاعلات النووية المبردة بالغاز. للهيليوم قابلية منخفضة ليمتص النترونات ويصبح نشطاً إشعاعيًّا. يستعمل ثنائي أكسيد الكربون في مفاعلات ماغنوكس والمفاعلات المتقدمة المبردة بالغاز (إيه جي آر).

علاوةً على ذلك، يُستعمل سداسي فلوريد الكبريت (هيكسافلوريد الكبريت) لتبريد بعض الأنظمة مرتفعة الجهد الكهربائي (قواطع الدارة، والفاصمات، وبعض المحولات، ...إلخ) وعزلها.

إضافةً إلى ذلك، الهواء شكل شائع من مواد التبريد. يستعمل تبريد الهواء إما جريان الهواء بالحمل الحر (التبريد السلبي أو التبريد المنفعل)، أو دورانًا قسريًّا باستخدام المراوح.

وفي هذا الصدد، يمكن استخدام البخار عند الحاجة إلى سعة حرارية نوعية مرتفعة بشكله الغازي وعند الأخذ بالحسبان خواص حت الماء الساخن.

إضافةً إلى ذلك، يُستعمل الهيدروجين مشكّلا مادة تبريد غازية عالية الأداء. ناقليته الحرارية أعلى من كل الغازات الأخرى، وله سعة حرارية نوعية مرتفعة، وكثافة منخفضة، ومن ثم لزوجة منخفضة، وهي ميزة للآلات الدوارة المعرضة للضياعات الناتجة عن تسرب الهواء. المولدات العنفية (التوربينية) المبردة بالهيدروجين هي حاليًّا الأكثر استخدامًا بين مولدات الكهرباء في محطات الطاقة الكبرى.

مواد بطورين

وفي هذا السياق، تُستعمل بعض مواد التبريد في كل من الشكلين الغازي والسائل في نفس الدارة، مع الاستفادة من الحرارة الكامنة النوعية المرتفعة للتحول الطوري (غليان/تكاثف) التي تسمَّى المحتوى الحراري للتبخر (إنتالبية التبخر)، إلى جانب السعة الحرارية عند عدم تغير الطور.

إضافةً إلى ذلك، يستعمل الماء أحيانًا بهذه الطريقة، مثلًا في مفاعلات الماء المغلي. يمكن استخدام أثر التغير الطوري عمدًا، أو أن يكون مضرًّا.

من جهة ثانية، وسائط التبريد هي مواد تبريد تستعمل للوصول إلى درجات حرارة منخفضة بالخضوع إلى تحول طوري بين الحالة السائلة والغازية. كانت الهالوميثانات تستعمل بكثرة، وخاصةً آر-12 وآر-22، غالبًا مع بروبان مسال أو ألكان هالوجيني آخر كوسيط التبريد آر-134 إيه. تُستعمل الأمونيا اللامائية بكثرة في الأنظمة التجارية الكبيرة، واستًخدم ثنائي أكسيد الكبريت في أوائل البرادات الميكانيكية. يُستعمل ثنائي أكسيد الكربون (آر-744) كمائع عامل في أنظمة التحكم بالجو في السيارات، وتكييف الهواء للأغراض السكنية، والتبريد للأغراض التجارية، وآلات البيع الذاتي. أخرجت الكثير من وسائط التبريد الممتازة لولا الأسباب البيئية من التداول (الكلوروفلوروكربونات بسبب الآثار الضارة بطبقة الأوزون، والآن تواجه الكثير من البدائل حظرًا بسبب الاحتباس الحراري كوسيط التبريد آر-134 إيه).

كذلك، تستعمل المواد متغيرة الطور التحول الطوري الآخر بين الصلب والسائل.

وفي السياق ذاته، قد تقع الغازات السائلة ضمن هذا التصنيف، أو ضمن وسائط التبريد، بما أن درجات حرارتها غالبًا محفوظة بالتبخر. النتروجين السائل هو أكثر مثال معروف يستعمل في المختبرات. قد لا يحدث التحول الطوري عند الواجهة المبردة، بل عند سطح السائل الذي تنتقل إليه الحرارة بالجريان القسري أو الحمل الحر.

أنابيب التسخين تطبيق خاص لوسائط التبريد.