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Refrigeración líquida
La Refrigeración líquida es una forma de quitar el calor de los componentes. A diferencia de la refrigeración por Aire, usa Agua como transmisor del calor y es usada frecuentemente para la refrigeración de motores en Automóviles. Otros usos incluyen la refrigeración del aceite lubricante.
Las ventajas de la refrigeración por agua en vez de por aire incluyen el mayor calor específico, densidad y conductividad térmica, de forma que el agua puede transmitir el calor a gran distancia con mucho menos flujo volumétrico y diferencia de temperatura. Esto lleva a la mayor ventaja de la refrigeración por agua sobre los disipadores tradicionales: la capacidad mucho mayor de transportar el calor desde la fuente hasta una superficie de enfriamiento secundaria, que permite radiadores grandes, de diseño óptimo, en lugar de pequeñas aspas ineficaces montadas en o cerca del núcleo de la unidad central.
Una instalación típica de refrigeración por agua consta de un objeto a enfriar, una bomba que hace circular el agua y un radiador como Disipador grande (posiblemente con un ventilador). Estos componentes están unidos por tubos.
Un componente opcional de la refirgeración por agua es un depósito(de agua), que ayuda a evitar la formación de burbujas de aire en el sistema. No obstante, si el sistema de refrigeración por agua está correctamente montado y sellado, no hay necesidad de un depósito, aunque éste sí que hace el sistema sea mucho más fácil y rápido de llenar. Otra opción es usar simplemente una Pieza en T, que puede costar sólo 1$. Aunque ninguno de los dos sistemas es necesario, se recomienda uno de ellos para acelerar la operación de llenado y vaciado.
Refrigeración líquida en ordenadores
Desde hace pocos años, la refrigeración por agua ha llegado a ser importante para enfriar componentes del ordenador, especialmente la CPU. La refrigeración por agua se hace usando tres componentes primarios consistentes en un Bloque de agua para CPU, una bomba de agua y un intercambiador de calor (usualmente un radiador unido a un ventilador). La refrigeración por agua no sólo permite un funcionamiento mejor y más silencioso para el, sino que al tener una mayor capacidad para disipar calor, permite usar procesadores que se calienten más.
Menos habitualmente, se utiliza para refrigerar GPUs, puentes norte, discos duros, e incluso fuentes de alimentación.
Los sistemas para ordenadores (a excepción de los ordenadores centrales) fueron hasta finales de la década de los 90 caseras que eran hechas utilizando bombas de acuario, radiadores de coche y bloques de agua caseros. Más recientemente un número cada vez mayor de compañías están fabricando componentes especializados prefabricados permitiendo que la refrigeración líquida fuera lo suficientemente compacta como para caber dentro del chasis de un ordenador. Esto, unido al cada vez mayor calor irradiado por los microprocesadores, ha aumentado incriblemente la popularidad de la refrigereación líquida. Sin embargo a día de hoy es un mercado muy pequeño.
Los Overclockeadores que se dedican a ello suelen utilizar refrigeración por cambio de fase o refrigeradores termoeléctricos en lugar de otros intercambiadores de calor estándar más comunes. Los sistemas de refrigeración líquida en los que el agua es refrigerada directamente por el serpentín de evaporación de un sistema de cambio de fases, son capaces de enfriar el refrigerante por debajo de la temperatura ambiente (algo imposible utilizando un intercambiador de calor convencional) y, como resultado, proporcionan una mayor refrigeración a los componentes del ordenador que generan calor. El inconveniente de los intercambiadores de cambio de fase o la refrigeración termoeléctrica es que utiliza mucha más electricidad y se debe utilizar Anticongelante debido a las bajas temperaturas. Adicionalmente se debe utilizar aislamiento, normalmente mediante espumas similares a los utilizados en las tuberías de agua y almohadillas de neopreno cubriendo los componentes a enfriar, para evitar daños causados por la condensación del vapor de agua (del propio ambiente) en las superficies del ordenador. Los lugares más habituales para conseguir el necesario sistema de refrigeración por cambio de fase son los deshumidificadores caseros o los sistemas de Aire Acondicionado.
Un sistema de refrigeración alternativo, que permite enfriar los componentes por debajo de la temperatura ambiente, pero elimina el requisito de utilizar anticongelantes y tuberías con aislante, consiste en la colocación de un dispositivo termoeléctrico (normalmente conocido como "Peltier" o "pelt" en referencia a Jean Peltier, quien documentó el efecto) entre el componente generador de calor y el Bloque de agua. Gracias a que sólo la zona con temperatura inferior a la ambiente está en contacto con el componente caliente, el aislamiento se necesita exclusivamente en esa zona concreta. La desventaja de estos sistemas es que normalmente los "pelts" sacan una gran cantidad de energía, y el sistema de refrigeración por agua debe retirar esta energía, además del calor generado por el componente.
El Apple Macintosh G5 fue el primer ordenador personal producido en serie con un sistema de refrigeración por agua (para la CPU).
Sistemas de refrigeración por agua "abiertos"
Un sistema "abierto" de refrigeración por agua utiliza la Refrigeración por evaporación para bajar la temperatura del agua restante. Un componente, como una Torre de refrigeración, remplaza al radiador de un sistema de refrigeración "cerrado". La desventaja de este método es la necesidad de reponer constantemente el agua que se pierde por la evaporación.
Refrigeración industrial por agua
La mayoría de las torres de refrigeración industriales utilizan agua de ríos o pozos como fuente de agua fría. Las grandes torres de refrigeración de corriente inducida o forzada utilizadas en plantas industriales como centrales eléctricas, Refinerías de petróleo, o plantas Petroquímicas y de gas natural recirculan continuamente agua a través de intercambiadores de calor y otros equipos donde el agua absorbe el calor. Ese calor es entonces expulsado a la atmósfera por la evaporación parcial del agua en torres de refrigeración donde el flujo de aire caliente ascendente se pone en contacto con el flujo de agua descendente. La pérdida de agua por evaporación hacia el aire expulsado a la atmósfera se reemplaza con agua "tratada" de un río, o agua de refrigeración. Como la evaporación del agua "pura" se reemplaza con agua "tratada" que contiene carbonatos y otras sales disueltas, una porción del agua del circuito se descarta continuamente como agua de desecho para prevenir la excesiva aparición de sales en el agua del circuito.
Algunas plantas industriales localizadas en zonas costeras utilizan agua salada de "un solo paso" para sus procesos de enfriamiento y el agua salada templada se devuelve cerca de la costa.
A veces se utiliza agua desmineralizada producida por Ósmosis inversa y agua potable en plantas industriales que requiere agua de refrigeración de gran pureza.
Determinados reactores nucleares utilizan Agua pesada como refrigerante. La mayoría de las veces, el Agua pesada se emplea en reactores nucleares porque actúa como un Moderador de neutrones para la Reacción nuclear en cadena. Para el sistema de refrigeración principal, se utiliza preferentemente agua normal empleando un intercambiador de calor ya que el agua pesada es mucho más cara. Los reactores que utilizan otro tipo de materiales para la moderación (grafito) suelen utilizar agua normal para la refrigeración.
Referencias
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