जल शीतलन

हवा ठंडी करना घटकों और औद्योगिक उपकरणों से गर्मी हटाने की एक विधि है। पानी का उपयोग करके बाष्पीकरणीय शीतलन अक्सर वायु शीतलन की तुलना में अधिक कुशल होता है। पानी सस्ता और गैर विषैले है; हालाँकि, इसमें अशुद्धियाँ हो सकती हैं और क्षरण हो सकता है।

जल शीतलन का उपयोग साधारणतया ऑटोमोबाइल आंतरिक दहन इंजन और बिजली की स्टेशनों को ठंडा करने के लिए किया जाता है। संवहन (गर्मी हस्तांतरण) का उपयोग करने वाले वाटर कूलर का उपयोग CPU  और अन्य घटकों के तापमान को कम करने के लिए हाई-एंड व्यक्तिगत कम्प्यूटर्स के अंदर किया जाता है।

अन्य उपयोगों में पंपों में स्नेहक तेल को ठंडा करना शामिल है; ताप विनिमायकों में शीतलन प्रयोजनों के लिए; हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग और चिलर में इमारतों को ठंडा करने के लिए।

लाभ
पानी सस्ता, विषैला नहीं है और पृथ्वी की अधिकांश सतह पर उपलब्ध है। लिक्विड कूलिंग एयर कूलिंग की तुलना में उच्च तापीय चालकता प्रदान करता है। कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर आम तौर पर उपलब्ध तरल पदार्थों के बीच पानी में असामान्य रूप से उच्च विशिष्ट ताप क्षमता होती है, जिससे बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की कम दरों के साथ दूरी पर कुशल गर्मी हस्तांतरण की अनुमति मिलती है। कूलिंग वॉटर को रीसर्क्युलेटिंग सिस्टम के माध्यम से रीसायकल किया जा सकता है या वन्स-थ्रू कूलिंग (OTC) सिस्टम के माध्यम से सिंगल पास में इस्तेमाल किया जा सकता है। पानी की उच्च वाष्पीकरणीय एन्थैल्पी ठंडा तालाब या कूलिंग तालाबों में बेकार गर्मी को दूर करने के लिए कुशल बाष्पीकरणीय कूलिंग के विकल्प की अनुमति देती है। पुनर्संचारी प्रणालियां खुली हो सकती हैं यदि वे बाष्पीकरणीय शीतलन पर भरोसा करती हैं या बंद हो जाती हैं यदि हीट एक्सचेंजर्स में नगण्य बाष्पीकरणीय नुकसान के साथ गर्मी हटाने को पूरा किया जाता है। एक हीट एक्सचेंजर या कंडेनसर (हीट ट्रांसफर) गैर-संपर्क ठंडा पानी को ठंडा किए जा रहे तरल पदार्थ से अलग कर सकता है, या ठंडे पानी के संपर्क में आरा ब्लेड जैसी वस्तुओं पर सीधे टकरा सकता है जहां चरण (पदार्थ) अंतर आसान पृथक्करण की अनुमति देता है। पर्यावरणीय नियम गैर-संपर्क ठंडा पानी में अपशिष्ट उत्पादों की कम सांद्रता पर जोर देते हैं।

नुकसान
पानी धातु के हिस्सों के क्षरण को तेज करता है और जैविक विकास के लिए एक अनुकूल माध्यम है। प्राकृतिक जल आपूर्ति में घुले हुए खनिजों को वाष्पीकरण द्वारा जमा करने के लिए जमा किया जाता है जिसे स्केल कहा जाता है। ठंडा पानी अक्सर जंग को कम करने और स्केल और बायोफॉलिंग के इन्सुलेट जमा को कम करने के लिए रसायनों को जोड़ने की आवश्यकता होती है।

पानी में वातावरण, मिट्टी और कंटेनरों के संपर्क से अलग-अलग मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। निर्मित धातुएं संक्षारण की विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अयस्कों में वापस आ जाती हैं। पानी धातु के आयनों और ऑक्सीजन के लिए विद्युत चालक और विलायक दोनों के रूप में ठंडा होने वाली मशीनरी के क्षरण को तेज कर सकता है। तापमान बढ़ने पर संक्षारण अभिक्रियाएँ अधिक तेजी से आगे बढ़ती हैं। जस्ता, क्रोमेट्स और फॉस्फेट सहित संक्षारण अवरोधकों को जोड़कर गर्म पानी की उपस्थिति में मशीनरी के संरक्षण में सुधार किया गया है। पहले दो में विषाक्तता संबंधी चिंताएँ हैं; और अंतिम को  eutrophication  से जोड़ा गया है। बायोसाइड्स और संक्षारण अवरोधकों की अवशिष्ट सांद्रता ओटीसी के लिए संभावित चिंता का विषय है और खुले रीसर्क्युलेटिंग कूलिंग वाटर सिस्टम से ब्लोडाउन है। शॉर्ट डिजाइन लाइफ वाली मशीनों के अपवाद के साथ, क्लोज्ड रीसर्क्युलेटिंग सिस्टम को समय-समय पर कूलिंग वॉटर ट्रीटमेंट या रिप्लेसमेंट की आवश्यकता होती है, जो क्लोज्ड सिस्टम की पर्यावरणीय सुरक्षा मान्यताओं के साथ उपयोग किए जाने वाले कूलिंग वॉटर युक्त रसायनों के अंतिम निपटान के बारे में समान चिंता पैदा करता है। जैव अवरोध इसलिए होता है क्योंकि पानी कई जीवन रूपों के लिए एक अनुकूल वातावरण है। रीसर्क्युलेटिंग कूलिंग वॉटर सिस्टम की प्रवाह विशेषताएँ भोजन, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की परिसंचारी आपूर्ति का उपयोग करने के लिए संवेदनशीलता (जूलॉजी)  जीवों द्वारा उपनिवेशीकरण को प्रोत्साहित करती हैं। थर्मोफिल आबादी का समर्थन करने के लिए तापमान काफी अधिक हो सकता है। ताप विनिमय सतहों के बायोफॉलिंग से शीतलन प्रणाली की ऊष्मा अंतरण दर कम हो सकती है; और कूलिंग टावरों की जैव-दूषण बाष्पीकरणीय शीतलन दरों को कम करने के लिए प्रवाह वितरण को बदल सकते हैं। बायोफॉलिंग भी जंग की दरों को बढ़ाते हुए अंतर ऑक्सीजन सांद्रता बना सकता है। ओटीसी और ओपन रीसर्क्युलेटिंग सिस्टम बायोफ्यूलिंग के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। बायोफॉलिंग को अस्थायी आवास संशोधनों द्वारा बाधित किया जा सकता है। तापमान अंतर रुक-रुक कर संचालित सुविधाओं में थर्मोफिलिक आबादी की स्थापना को हतोत्साहित कर सकता है; और जानबूझकर अल्पावधि तापमान स्पाइक्स समय-समय पर कम सहिष्णु आबादी को मार सकते हैं। जैव प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए साधारणतया बायोसाइड्स का उपयोग किया जाता है जहां निरंतर सुविधा संचालन की आवश्यकता होती है।

क्लोरीन को हाइपोक्लोराइट के रूप में कूलिंग वॉटर सिस्टम में बायोफ्लिंग को कम करने के लिए जोड़ा जा सकता है, लेकिन बाद में ब्लोडाउन या ओटीसी पानी की प्राकृतिक जलीय वातावरण में वापसी की विषाक्तता को कम करने के लिए क्लोराइड में कम किया जाता है। पीएच बढ़ने के साथ ही हाइपोक्लोराइट लकड़ी के कूलिंग टावरों के लिए तेजी से विनाशकारी है। क्लोरिनेटेड फिनोल को बायोकाइड्स के रूप में इस्तेमाल किया गया है या कूलिंग टावरों में संरक्षित लकड़ी से लीच किया गया है। हाइपोक्लोराइट और पेंटाक्लोरोफेनोल दोनों ने 8 से अधिक पीएच मान पर प्रभावशीलता कम कर दी है। गैर-ऑक्सीडाइजिंग बायोसाइड्स को प्राकृतिक जलीय वातावरण में ब्लोडाउन या ओटीसी पानी छोड़ने से पहले विषहरण करना अधिक कठिन हो सकता है। हीट एक्सचेंज सतहों को साफ रखने के लिए कूलिंग सिस्टम में जिंक और क्रोमेट्स या इसी तरह के यौगिकों के साथ पॉलीफॉस्फेट्स या फास्फोनेट ्स की सांद्रता को बनाए रखा गया है, इसलिए आयरन (III) ऑक्साइड # गामा चरण और जिंक फास्फेट की एक फिल्म एनोडिक और कैथोडिक रिएक्शन पॉइंट्स को पारित करके जंग को रोक सकती है। ये लवणता और कुल घुले हुए ठोस पदार्थों को बढ़ाते हैं, और  फास्फोरस  यौगिक शीतलन प्रणाली के जैव-दूषण में योगदान करने वाले शैवाल विकास के लिए सीमित आवश्यक पोषक तत्व प्रदान कर सकते हैं या ब्लोडाउन या ओटीसी पानी प्राप्त करने वाले प्राकृतिक जलीय वातावरणों के यूट्रोफिकेशन में योगदान कर सकते हैं। क्रोमेट कूलिंग वाटर सिस्टम में प्रभावी संक्षारण अवरोध के अलावा बायोफॉलिंग को कम करते हैं, लेकिन ब्लोडाउन या ओटीसी पानी में अवशिष्ट विषाक्तता ने क्रोमेट सांद्रता को कम करने और कम लचीले जंग अवरोधकों के उपयोग को प्रोत्साहित किया है। ब्लोडाउन में क्रोमेटेड कॉपर आर्सेनेट से संरक्षित लकड़ी से निर्मित कूलिंग टावरों से लीच्ड क्रोमियम भी हो सकता है। कुल घुलित ठोस पदार्थ या टीडीएस (कभी-कभी फ़िल्टर करने योग्य अवशेष कहा जाता है) को अवशेषों के द्रव्यमान के रूप में मापा जाता है जब फ़िल्टर (रसायन विज्ञान) पानी की मापी गई मात्रा वाष्पित हो जाती है। लवणता पानी के घनत्व या चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक) में घुले पदार्थों के कारण होने वाले परिवर्तनों को मापती है। कुल घुलित ठोस पदार्थों में वृद्धि के साथ पैमाने के निर्माण की संभावना बढ़ जाती है। साधारणतया पैमाने के निर्माण से जुड़े ठोस पदार्थ कैल्शियम और मैगनीशियम कार्बोनेट और सल्फेट हैं। बढ़ती विद्युत चालकता की प्रतिक्रिया में जंग की दर शुरू में लवणता के साथ बढ़ती है, लेकिन फिर चरम पर पहुंचने के बाद कम हो जाती है क्योंकि लवणता के उच्च स्तर में घुलित ऑक्सीजन का स्तर कम हो जाता है।

कुओं से पंप किए जाने पर कुछ भूजल में बहुत कम ऑक्सीजन होता है, लेकिन अधिकांश प्राकृतिक जल आपूर्ति में घुलित ऑक्सीजन शामिल होती है। ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ने से संक्षारण बढ़ता है। कूलिंग टावरों में घुली हुई ऑक्सीजन संतृप्ति स्तर तक पहुंच जाती है। घुलित ऑक्सीजन ब्लोडाउन या ओटीसी पानी के प्राकृतिक जलीय वातावरण में वापस आने के लिए वांछनीय है। पानी हाइड्रोनियम में आयनित होता है (H3O+) कटियन और हीड्राकसीड  (OH−) आयन। शीतलन जल प्रणाली में आयनित हाइड्रोजन (प्रोटोनेटेड पानी के रूप में) की सांद्रता को पीएच के रूप में व्यक्त किया जाता है। कम पीएच मान क्षरण की दर को बढ़ाते हैं जबकि उच्च पीएच मान स्केल गठन को प्रोत्साहित करते हैं। जल शीतलन प्रणालियों में उपयोग की जाने वाली धातुओं में उभयधर्मिता असामान्य है, लेकिन 9 से ऊपर पीएच मान के साथ अल्युमीनियम जंग की दर बढ़ जाती है। तांबे और एल्यूमीनियम घटकों के साथ जल प्रणालियों में बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग गंभीर हो सकती है। स्केल गठन को रोकने के लिए ठंडा पानी प्रणालियों में  अम्ल  जोड़ा जा सकता है यदि पीएच में कमी बढ़ी हुई लवणता और भंग ठोस पदार्थों को ऑफसेट करेगी।

स्टीम पावर स्टेशन
कुछ अन्य शीतलन अनुप्रयोगों में बिजली स्टेशनों पर कम दबाव वाली भाप को संघनित करने के लिए आवश्यक पानी की बड़ी मात्रा होती है। कई सुविधाएं, विशेष रूप से बिजली संयंत्र, ठंडा करने के लिए प्रति दिन लाखों गैलन पानी का उपयोग करते हैं। इस पैमाने पर ठंडा पानी प्राकृतिक जल वातावरण को बदल सकता है और नए वातावरण बना सकता है। ऐसे पौधों को लगाते समय नदियों, मुहल्लों और तटीय जल के तापीय प्रदूषण पर विचार किया जाता है। परिवेशी पानी से अधिक तापमान पर जलीय वातावरण में लौटा पानी जैव रासायनिक प्रतिक्रिया दरों में वृद्धि और निवास स्थान की ऑक्सीजन संतृप्ति क्षमता को कम करके जलीय आवास को संशोधित करता है। तापमान में वृद्धि शुरू में गर्म पानी में बढ़ी हुई चयापचय दर के लाभों का आनंद लेने वालों को ठंडे पानी की उच्च-ऑक्सीजन एकाग्रता की आवश्यकता वाली प्रजातियों से आबादी में बदलाव का पक्ष लेती है।

वन्स-थ्रू कूलिंग (OTC) सिस्टम का उपयोग बहुत बड़ी नदियों या तटीय और मुहाना स्थलों पर किया जा सकता है। ये पावर स्टेशन बेकार गर्मी को नदी या तटीय जल में डालते हैं। इस प्रकार ये ओटीसी प्रणालियाँ अपनी शीतलन आवश्यकताओं के लिए नदी के पानी या समुद्री जल की अच्छी आपूर्ति पर निर्भर करती हैं। इस तरह की सुविधाएं प्रवाह की उच्च दर पर पानी की बड़ी मात्रा में पंप करने के लिए डिज़ाइन की गई सेवन संरचनाओं के साथ बनाई गई हैं। ये संरचनाएं बड़ी संख्या में मछलियों और अन्य जलीय जीवों को भी खींचती हैं, जो मछली स्क्रीन पर मारे जाते हैं या घायल हो जाते हैं। बड़े प्रवाह की दर धीमी गति से तैरने वाले जीवों को गतिहीन कर सकती है, जिसमें मछली और झींगा शामिल हैं, जो हीट एक्सचेंजर्स के छोटे बोर ट्यूबों को रुकावट से बचाते हैं। उच्च तापमान या पंप अशांति और कतरनी छोटे जीवों को मार या निष्क्रिय कर सकते हैं जो ठंडे पानी से भरे स्क्रीन से गुजरते हैं। यू.एस. में 1,200 से अधिक बिजली संयंत्र और निर्माता ओटीसी सिस्टम का उपयोग करते हैं। और सेवन संरचनाएं हर साल अरबों मछलियों और अन्य जीवों को मारती हैं। अधिक फुर्तीले जलीय शिकारी स्क्रीन पर लगे जीवों का उपभोग करते हैं; और गर्म पानी के शिकारियों और मैला ढोने वाले जीवों को खिलाने के लिए ठंडे पानी के निर्वहन का उपनिवेश करते हैं।

अमेरिकी स्वच्छ जल अधिनियम के लिए पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) को औद्योगिक शीतलन जल सेवन संरचनाओं पर नियम जारी करने की आवश्यकता है। EPA ने 2001 में नई सुविधाओं के लिए अंतिम नियम जारी किए (संशोधित 2003), और 2014 में मौजूदा सुविधाओं के लिए।

कूलिंग टावर्स


ओटीसी के विकल्प के रूप में, औद्योगिक कूलिंग टावर पुन: परिचालित नदी के पानी, तटीय जल (समुद्री जल), या अच्छी तरह से पानी का उपयोग कर सकते हैं। औद्योगिक संयंत्रों में बड़े यांत्रिक प्रेरित-ड्राफ्ट या मजबूर-ड्राफ्ट कूलिंग टॉवर हीट एक्सचेंजर्स और अन्य उपकरणों के माध्यम से लगातार ठंडा पानी प्रसारित करते हैं जहां पानी गर्मी को अवशोषित करता है। उस गर्मी को तब खारिज कर दिया जाता है कूलिंग टावरों में पानी के आंशिक वाष्पीकरण द्वारा वातावरण में जहां ऊपर की ओर बहने वाली हवा पानी के प्रवाहित बहाव के संपर्क में आती है। हवा में वाष्पित पानी की कमी को वायुमंडल में समाप्त कर दिया जाता है, इसे ताजा नदी के पानी या ताजा ठंडा पानी से बदल दिया जाता है; लेकिन बाष्पीकरणीय शीतलन के दौरान खो जाने वाले पानी की मात्रा जलीय जीवों के प्राकृतिक आवास को कम कर सकती है। चूँकि शुद्ध पानी के वाष्पीकरण को कार्बोनेट और अन्य घुले हुए लवणों से युक्त मेक-अप पानी से बदल दिया जाता है, परिसंचारी पानी के एक हिस्से को प्रवाहित पानी में नमक के अत्यधिक निर्माण को रोकने के लिए प्रवाहित पानी के रूप में लगातार त्याग दिया जाता है; और ये ब्लोडाउन अपशिष्ट प्राप्त जल की गुणवत्ता को बदल सकते हैं।

आंतरिक दहन इंजन
एक इंजन के चारों ओर पानी का जैकेट यांत्रिक शोर को कम करने में बहुत प्रभावी है, जो इंजन को शांत बनाता है।

खुली विधि


एक खुली जल शीतलन प्रणाली बाष्पीकरणीय शीतलन का उपयोग करती है, शेष (अवाष्पीकृत) पानी के तापमान को कम करती है। प्रारंभिक आंतरिक दहन इंजनों में यह विधि सामान्य थी, जब तक कि पानी में घुले लवणों और खनिजों से स्केल बिल्डअप नहीं देखा गया था। आधुनिक खुली शीतलन प्रणालियाँ स्केल गठन को रोकने के लिए पर्याप्त कम सांद्रता पर घुले हुए ठोस पदार्थों को हटाने के लिए ब्लोडाउन के रूप में पुनरावृत्त पानी के एक अंश को लगातार बर्बाद करती हैं। कुछ खुली प्रणालियाँ सस्ते नल के पानी का उपयोग करती हैं, लेकिन इसके लिए शुद्ध पानी या आसुत जल की तुलना में उच्च ब्लोडाउन दर की आवश्यकता होती है। जंग और बायोफॉलिंग को रोकने के लिए रासायनिक उपचार के उपोत्पादों के संचय को हटाने के लिए शुद्ध जल प्रणालियों को अभी भी ब्लोडाउन की आवश्यकता होती है।

दबाव
जल शीतलन में वायुमंडलीय दबाव पर लगभग 100 डिग्री सेल्सियस का क्वथनांक तापमान भी होता है। उच्च तापमान पर काम करने वाले इंजनों को अत्यधिक गरम होने से बचाने के लिए दबाव वाले रीसायकल लूप की आवश्यकता हो सकती है। आधुनिक ऑटोमोटिव कूलिंग सिस्टम अक्सर काम करते हैं 15 psi पुनर्चक्रण जल शीतलक के क्वथनांक को बढ़ाने और बाष्पीकरणीय नुकसान को कम करने के लिए।

एंटीफ्ऱीज़र
जल शीतलन के उपयोग से हिमीकरण से होने वाले नुकसान का जोखिम होता है। मोटर वाहन और कई अन्य इंजन कूलिंग अनुप्रयोगों के लिए पानी और एंटीफ्ऱीज़र मिश्रण के उपयोग की आवश्यकता होती है ताकि हिमांक बिंदु को अनुभव किए जाने की संभावना वाले तापमान तक कम किया जा सके। एंटीफ्ऱीज़र असमान धातुओं से जंग को भी रोकता है और क्वथनांक को बढ़ा सकता है, जिससे पानी के ठंडा होने के तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति मिलती है। इसकी विशिष्ट गंध भी ऑपरेटरों को कूलिंग सिस्टम लीक और समस्याओं के बारे में सचेत करती है जो केवल पानी के कूलिंग सिस्टम में किसी का ध्यान नहीं जाएगा। हीटर कोर के माध्यम से गर्म शीतलक मिश्रण का उपयोग कार के अंदर हवा को गर्म करने के लिए भी किया जा सकता है।

अन्य योजक
अन्य कम आम रासायनिक योजक सतह के तनाव को कम करने वाले उत्पाद हैं। ये योजक ऑटोमोटिव कूलिंग सिस्टम की दक्षता बढ़ाने के लिए हैं। इस तरह के उत्पादों का उपयोग अंडरपरफॉर्मिंग या अंडरसिज्ड कूलिंग सिस्टम या रेसिंग में कूलिंग बढ़ाने के लिए किया जाता है, जहां बड़े कूलिंग सिस्टम का वजन नुकसान हो सकता है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और ट्रांसमीटर
लगभग 1930 के बाद से शक्तिशाली ट्रांसमीटरों के ट्यूबों के लिए जल शीतलन का उपयोग करना आम बात है। चूंकि ये उपकरण उच्च संचालन वोल्टेज (लगभग 10 केवी) का उपयोग करते हैं, विआयनीकृत पानी के उपयोग की आवश्यकता होती है और इसे सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना पड़ता है। आधुनिक सॉलिड-स्टेट ट्रांसमीटरों का निर्माण किया जा सकता है ताकि उच्च शक्ति ट्रांसमीटरों को भी जल शीतलन की आवश्यकता न हो। जल शीतलन का उपयोग कभी-कभी एचवीडीसी वाल्वों के थायरिस्टर्स के लिए भी किया जाता है, जिसके लिए विआयनीकृत पानी के उपयोग की भी आवश्यकता होती है।

तरल शीतलन रखरखाव
फ़ाइल: © CoolIT Rack DCLC AHx Liquid Cooling Solution.jpg|thumb|CoolIT रैक DCLC AHx लिक्विड कूलिंग सॉल्यूशन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन के लिए तरल शीतलन तकनीकों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। इस प्रकार का कूलिंग शोर और स्थान की आवश्यकताओं को कम करने के साथ-साथ ऊर्जा दक्षता का अनुकूलन सुनिश्चित करने का एक समाधान है। सुपरकंप्यूटर या डेटा केंद्रों में विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि रैक का रखरखाव त्वरित और आसान है। रैक को अलग करने के बाद, उन्नत प्रौद्योगिकी त्वरित रिलीज कपलिंग ऑपरेटरों की सुरक्षा के लिए रिसाव को खत्म करती है और तरल पदार्थ की अखंडता (सर्किट में कोई अशुद्धता) की रक्षा करती है। इन कपलिंग्स को बंद करने में भी सक्षम हैं (पैनल माउंटेड?) यह सुनिश्चित करने के लिए कनेक्शन सिस्टम का विश्लेषण करना इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक में महत्वपूर्ण है:
 * नॉन-स्पिल सीलिंग (क्लीन ब्रेक, फ्लश फेस कपलिंग्स)
 * कॉम्पैक्ट और लाइटवेट (विशेष एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में सामग्री)
 * ऑपरेटर सुरक्षा (छिलके के बिना वियोग)
 * अनुकूलित प्रवाह के लिए त्वरित-रिलीज़ कपलिंग का आकार
 * कनेक्शन गाइडिंग सिस्टम और रैक सिस्टम पर कनेक्शन के दौरान मिसलिग्न्मेंट का मुआवजा
 * कंपन और जंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध
 * अवशिष्ट दबाव में रेफ्रिजरेंट सर्किट पर भी बड़ी संख्या में कनेक्शन का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया

कंप्यूटर का उपयोग
जल शीतलन अक्सर वायु शीतलन डिजाइन की तुलना में जटिलता और लागत जोड़ता है, पानी को परिवहन के लिए एक पंप, टयूबिंग या पाइपिंग की आवश्यकता होती है, और एक रेडियेटर, अक्सर प्रशंसकों के साथ, वातावरण में गर्मी को अस्वीकार करने के लिए। अनुप्रयोग के आधार पर, जल शीतलन जोखिम का एक अतिरिक्त तत्व पैदा कर सकता है जहां जल शीतलक रीसायकल लूप से रिसाव हो सकता है या शॉर्ट-सर्किट संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों को खराब कर सकता है।

कंप्यूटिंग उपकरण में सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट कोर को ठंडा करने के लिए पानी के ठंडा होने का प्राथमिक लाभ स्रोत से दूर एक माध्यमिक शीतलन सतह तक गर्मी का परिवहन करना है, ताकि गर्मी स्रोत पर सीधे छोटे, अपेक्षाकृत अकुशल पंखों के बजाय बड़े, अधिक बेहतर रूप से डिजाइन किए गए रेडिएटर्स की अनुमति मिल सके। Fluorinert  का उपयोग करते हुए कम से कम 1982 में क्रे-2 -2 के बाद से विभिन्न तरल पदार्थों के साथ गर्म कंप्यूटर घटकों को ठंडा करना उपयोग में रहा है। 1990 के दशक के दौरान, होम पीसी के लिए जल शीतलन ने धीरे-धीरे उत्साही लोगों के बीच पहचान हासिल की, लेकिन 2000 के दशक की शुरुआत में पहले गीगाहर्ट्ज़-क्लॉक वाले प्रोसेसर की शुरुआत के बाद यह अधिक प्रचलित होने लगा। 2018 तक, जल शीतलन कंपोनेंट्स और किट के दर्जनों निर्माता हैं, और कई कंप्यूटर निर्माताओं में उनके उच्च-प्रदर्शन सिस्टम के लिए प्रीइंस्टॉल्ड वॉटर कूलिंग समाधान शामिल हैं।

कई कंप्यूटर घटकों को ठंडा करने के लिए जल शीतलन का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन साधारणतया इसका उपयोग सीपीयू कूलिंग और ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग युनिट  के लिए किया जाता है। जल शीतलन में साधारणतया  पानी का ब्लॉक, पंप और वाटर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है। डिवाइस हीट को एक अलग हीट एक्सचेंजर में स्थानांतरित करके जिसे विभिन्न प्रकार से बड़ा बनाया जा सकता है और बड़े, कम गति वाले पंखे का उपयोग किया जा सकता है, पानी ठंडा करने से शांत संचालन, बेहतर प्रोसेसर गति ( overclocking ), या दोनों का संतुलन हो सकता है। कम आम तौर पर, नॉर्थब्रिज (कंप्यूटिंग), साउथब्रिज (कंप्यूटिंग), हार्ड डिस्क, रैंडम एक्सेस मेमोरी,  वोल्टेज नियामक मॉड्यूल  (वीआरएम), और यहां तक ​​कि बिजली की आपूर्ति भी वाटर-कूल्ड हो सकती है। आंतरिक रेडिएटर का आकार भिन्न हो सकता है: 40 मिमी दोहरे पंखे (80 मिमी) से 140 क्वाड पंखे (560 मिमी) और मोटाई 30 मिमी से 80 मिमी तक। रेडिएटर पंखे एक या दोनों तरफ लगाए जा सकते हैं। बाहरी रेडिएटर अपने आंतरिक समकक्षों की तुलना में बहुत बड़े हो सकते हैं क्योंकि उन्हें कंप्यूटर केस की सीमा में फिट होने की आवश्यकता नहीं होती है। उच्च अंत मामलों में इनलेट और आउटलेट होसेस के लिए दो रबर ग्रोमेटेड पोर्ट हो सकते हैं जो बाहरी रेडिएटर्स को पीसी से दूर रखने की अनुमति देता है।

परिसंचारी पानी से फंसे हुए हवाई बुलबुले को हटाने के लिए एक टी-लाइन का उपयोग किया जाता है। इसे टी-कनेक्टर और ट्यूबिंग की कैप्ड-ऑफ लंबाई के साथ बनाया गया है। ट्यूब एन एक मिनी-जलाशय के रूप में कार्य करता है और हवा के बुलबुले को इसमें यात्रा करने की अनुमति देता है क्योंकि वे टी कनेक्टर में पकड़े जाते हैं, और अंततः सिस्टम (रक्तस्राव) से बाहर निकलते हैं। कैप्ड लाइन को फिल-पोर्ट फिटिंग के साथ कैप किया जा सकता है ताकि फंसी हुई गैस को बाहर निकाला जा सके और तरल को जोड़ा जा सके।

1990 के दशक के अंत तक, डेस्कटॉप कंप्यूटरों के लिए वाटर कूलर घर के बने होते थे। वे कार रेडिएटर (इंजन कूलिंग) (या अधिक सामान्यतः, एक कार का हीटर कोर), मछलीघर पंप और घर में बने पानी के ब्लॉक, प्रयोगशाला-ग्रेड पीवीसी और सिलिकॉन टयूबिंग और विभिन्न जलाशयों (प्लास्टिक की बोतलों का उपयोग करके घर का बना, या बेलनाकार का उपयोग करके निर्मित) से बने थे। ऐक्रेलिक या ऐक्रेलिक की चादरें, साधारणतया स्पष्ट) और या एक टी लाइन अभी हाल ही में कंपनियों की बढ़ती संख्या जल-ठंडा करने वाले घटकों का निर्माण कर रही है जो कंप्यूटर केस के अंदर फिट होने के लिए पर्याप्त कॉम्पैक्ट हैं। यह, और उच्च शक्ति अपव्यय के सीपीयू की प्रवृत्ति ने जल शीतलन की लोकप्रियता को बहुत बढ़ा दिया है।

समर्पित ओवरक्लॉकर्स ने कभी-कभी अधिक सामान्य मानक हीट एक्सचेंजर्स के स्थान पर वाष्प-संपीड़न प्रशीतन या पेल्टियर-सीबेक प्रभाव का उपयोग किया है। जल शीतलन प्रणालियाँ जिनमें चरण परिवर्तन प्रणाली के बाष्पीकरणीय तार द्वारा पानी को सीधे ठंडा किया जाता है, परिवेशी वायु तापमान (एक मानक हीट एक्सचेंजर के साथ असंभव) के नीचे परिसंचारी शीतलक को ठंडा करने में सक्षम होते हैं और, परिणामस्वरूप, आम तौर पर बेहतर शीतलन प्रदान करते हैं। कंप्यूटर के गर्मी पैदा करने वाले घटक। चरण-परिवर्तन या थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग का नकारात्मक पक्ष यह है कि यह बहुत अधिक बिजली का उपयोग करता है, और कम तापमान के कारण एंटीफ्ऱीज़ (शीतलक) जोड़ा जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, ठंडा होने वाले घटकों के चारों ओर साधारणतया पानी के पाइप और नियोप्रीन पैड के आसपास लैगिंग के रूप में इन्सुलेशन का उपयोग ठंडा सतहों पर हवा से जल वाष्प के संघनन से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए किया जाना चाहिए। आवश्यक चरण संक्रमण प्रणाली उधार लेने के लिए सामान्य स्थान एक घरेलू dehumidifier या एयर कंडीशनर हैं। एक वैकल्पिक शीतलन प्रणाली, जो घटकों को परिवेश के तापमान से नीचे ठंडा करने में सक्षम बनाती है, लेकिन जो एंटीफ्रीज और लैग्ड पाइपों की आवश्यकता को कम करती है, एक थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग (साधारणतया जीन चार्ल्स के बाद 'पेल्टियर जंक्शन' या 'पेल्ट' के रूप में संदर्भित) एथनेज़ पेल्टियर, जिन्होंने गर्मी पैदा करने वाले घटक और पानी के ब्लॉक के बीच प्रभाव का दस्तावेजीकरण किया था)। चूंकि एकमात्र उप-परिवेश तापमान क्षेत्र अब गर्मी पैदा करने वाले घटक के साथ इंटरफेस पर है, केवल उस स्थानीयकृत क्षेत्र में इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रणाली का नुकसान एक उच्च शक्ति अपव्यय है।

पेल्टियर जंक्शन के आसपास संघनन से होने वाली क्षति से बचने के लिए, एक उचित स्थापना के लिए इसे सिलिकॉन एपॉक्सी के साथ पॉट करने की आवश्यकता होती है। एपॉक्सी को डिवाइस के किनारों के चारों ओर लगाया जाता है, जिससे हवा को इंटीरियर में प्रवेश करने या छोड़ने से रोका जा सके।

Apple का Power Mac G5 मानक के रूप में जल शीतलन वाला पहला मुख्यधारा का डेस्कटॉप कंप्यूटर था (हालांकि केवल इसके सबसे तेज़ मॉडल पर)। गड्ढा  ने अपने XPS कंप्यूटरों को लिक्विड कूलिंग के साथ शिपिंग करके सूट का पालन किया, तरल को ठंडा करने में मदद के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग का उपयोग करना। वर्तमान में, लिक्विड कूलिंग की पेशकश करने वाले डेल के एकमात्र कंप्यूटर उनके Alienware डेस्कटॉप हैं। Asus बड़े पैमाने पर उत्पादन में वाटर कूल्ड लैपटॉप लगाने वाला पहला और एकमात्र मुख्यधारा का ब्रांड है। उन लैपटॉप में बिल्ट इन एयर/वाटर हाइब्रिड कूलिंग सिस्टम होता है और अतिरिक्त कूलिंग और इलेक्ट्रिकल पावर के लिए बाहरी लिक्विड कूलिंग रेडिएटर में डॉक किया जा सकता है।

जहाज और नाव
पानी जहाजों के लिए एक आदर्श शीतलन माध्यम है क्योंकि वे लगातार पानी से घिरे रहते हैं जो आम तौर पर पूरे वर्ष कम तापमान पर रहता है। समुद्र के पानी के साथ काम करने वाली प्रणालियों को cupronickel, कांस्य, टाइटेनियम या इसी तरह की जंग प्रतिरोधी सामग्री से निर्मित करने की आवश्यकता होती है। उच्च वेग पर कटाव से बचने के लिए तलछट युक्त पानी को पाइपिंग के माध्यम से वेग प्रतिबंध की आवश्यकता हो सकती है या कम वेग पर बसने से रुकावट हो सकती है।

अन्य अनुप्रयोग
पौधों के वाष्पोत्सर्जन और जानवरों के पसीने से उच्च तापमान को अस्थिर चयापचय से बचाने के लिए बाष्पीकरणीय शीतलन का उपयोग किया जाता है।

निश्चित रक्षात्मक स्थितियों में इस्तेमाल की जाने वाली मशीन गन कभी-कभी तेजी से आग की अवधि के माध्यम से बैरल जीवन का विस्तार करने के लिए जल शीतलन का उपयोग करती हैं, लेकिन पानी और पम्पिंग प्रणाली का वजन जल-ठंडा आग्नेयास्त्रों की पोर्टेबिलिटी को काफी कम कर देता है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान दोनों पक्षों द्वारा वाटर-कूल्ड मशीनगनों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया था, हालांकि युद्ध के अंत तक हल्के हथियार, जो जल-ठंडा मॉडल की मारक क्षमता, प्रभावशीलता और विश्वसनीयता को टक्कर देते थे, युद्ध के मैदान में दिखाई देने लगे, इस प्रकार वाटर-कूल्ड हथियार बाद के संघर्षों में बहुत कम भूमिका निभाई है।

स्वीडन का एक अस्पताल अपने डेटा केंद्रों, चिकित्सा उपकरणों को ठंडा करने और एक आरामदायक परिवेश तापमान बनाए रखने के लिए पिघला हुआ पानी |मेल्ट-वाटर से बर्फ-ठंडा करने पर निर्भर है। कुछ परमाणु रिएक्टर भारी पानी को ठंडा करने के रूप में उपयोग करते हैं। परमाणु रिएक्टरों में भारी पानी कार्यरत है क्योंकि यह एक कमजोर न्यूट्रॉन अवशोषक है। यह कम समृद्ध ईंधन के उपयोग की अनुमति देता है। मुख्य शीतलन प्रणाली के लिए, हीट एक्सचेंजर के उपयोग के माध्यम से सामान्य पानी को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि भारी पानी बहुत अधिक महंगा होता है। मॉडरेशन (ग्रेफाइट) RBMK के लिए अन्य सामग्रियों का उपयोग करने वाले रिएक्टर।

उच्च श्रेणी के औद्योगिक पानी (विपरीत परासरण या आसवन द्वारा उत्पादित) और पीने योग्य पानी का उपयोग कभी-कभी औद्योगिक संयंत्रों में किया जाता है जिन्हें उच्च शुद्धता वाले ठंडे पानी की आवश्यकता होती है। इन उच्च शुद्धता वाले पानी का उत्पादन अपशिष्ट उपोत्पाद नमकीन  बनाता है जिसमें स्रोत के पानी से केंद्रित अशुद्धियाँ होती हैं।

2018 में, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय और व्योमिंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक रेडिएटिव कूलिंग मेटामेट्री का आविष्कार किया, जिसे 2017 से विकसित किया जा रहा है। वस्तुओं, सूर्य की किरणों को परावर्तित करके और साथ ही साथ सतह को इन्फ्रारेड थर्मल विकिरण के रूप में अपनी गर्मी का निर्वहन करने की अनुमति देता है।

यह भी देखें

 * ठंडा तालाब
 * गहरी झील का पानी ठंडा करना
 * मुक्त ठंडक
 * पूर्ण विसर्जन शीतलन
 * वेग पाइप कूलिंग
 * हूपर कूलिंग
 * तेल ठंडा करना
 * पेल्टियर-सीबेक प्रभाव शीतलन
 * thermosiphon (निष्क्रिय ताप विनिमय)

ग्रन्थसूची

 * King, James J. The Environmental Dictionary (3rd Edition). John Wiley & Sons (1995). ISBN 0-471-11995-4
 * Reid, George K. Ecology in Inland Waters and Estuaries. Van Nostrand Reinhold (1961).
 * King, James J. The Environmental Dictionary (3rd Edition). John Wiley & Sons (1995). ISBN 0-471-11995-4
 * Reid, George K. Ecology in Inland Waters and Estuaries. Van Nostrand Reinhold (1961).
 * King, James J. The Environmental Dictionary (3rd Edition). John Wiley & Sons (1995). ISBN 0-471-11995-4
 * Reid, George K. Ecology in Inland Waters and Estuaries. Van Nostrand Reinhold (1961).

बाहरी संबंध

 * Basic Theory and Practice of Cooling Towers
 * Howstuffworks "How Liquid-cooled PCs Work"