سیال انتقال حرارت به گاز یا مایعی گفته می شود که با خدمت به عنوان واسطه در خنک سازی در یک طرف فرآیند، انتقال و ذخیره انرژی گرمایی و گرم شدن در طرف دیگر فرآیند، در انتقال گرما نقش دارد. مایعات انتقال گرما در کاربردهای بی شماری و فرآیندهای صنعتی که به گرم کردن یا سرمایش نیاز دارند، معمولاً در مدار بسته و در چرخه های مداوم استفاده می شود.
به عنوان مثال آب خنک کننده موتور را خنک می کند، در حالی که آب گرم شده در سیستم گرمایش هیدرونیک رادیاتور اتاق را گرم می کند. آب متداول ترین مایع انتقال گرما به دلیل اقتصادی بودن، ظرفیت گرمایی بالا و خواص انتقال مطلوب است. با این وجود دامنه مفید دما با یخ زدگی زیر 0 درجه سانتیگراد و جوشاندن در دمای بالا بسته به فشار سیستم محدود می شود.
مواد افزودنی ضد یخ می توانند تا حدودی مشکل انجماد را برطرف کنند. با این حال، مایعات انتقال گرمای بسیاری دیگر نیز در کاربردهای بسیار متنوعی تولید و مورد استفاده قرار گرفته اند.
برای دمای بالاتر، روغن یا مایعات هیدروکربن مصنوعی یا سیلیکون فشار بخار کمتری را ارائه می دهند. نمکهای مذاب و فلزات مذاب می توانند برای انتقال و ذخیره گرما در دمای بالاتر از 300 C 400 درجه سانتیگراد که مایعات آلی شروع به تجزیه می کنند، استفاده شوند.
گازهایی مانند بخار آب ، نیتروژن، آرگون، هلیم و هیدروژن به عنوان مایعات انتقال گرما در جایی که مایعات مناسب نیستند استفاده شده است. برای گازها فشار معمولاً باید افزایش یابد تا سرعت جریان بالاتر با قدرت پمپاژ کم تسهیل شود.
به منظور جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، مایعات در داخل سیستم یا دستگاه جریان می یابد تا گرما را به خارج از آن دستگاه یا سیستم خاص منتقل کند. آنها به طور کلی دارای نقطه جوش زیاد و ظرفیت گرمایی بالایی هستند.
نقطه جوش زیاد مانع از بخار شدن مایعات انتقال گرما در دمای زیاد می شود. ظرفیت گرمای زیاد ، مقدار کمی از مبرد را قادر می سازد تا مقدار زیادی گرما را بسیار کارآمد منتقل کند .باید اطمینان حاصل شود که مایعات انتقال حرارت استفاده شده نباید از نقطه جوش کم برخوردار باشند.
دلیل این امر این است که وقتی از جوش کم برای تبادل گرما با مواد داغ استفاده می شود، در دمای پایین نقطه تبخیر مایعات ایجاد می شود. این امر باعث تولید بخارات مایع در خود دستگاه محل استفاده می شود.
همچنین، مایعات انتقال گرما باید ظرفیت حرارتی بالایی داشته باشند. ظرفیت گرما بیانگر میزان گرمای سیال است که بدون تغییر دمای آن می تواند نگه دارد. در مورد مایعات، این مقدار گرمای مایعات را نیز نشان می دهد قبل از اینکه دمای آن به نقطه جوش برسد و در نهایت بخار شود.
اگر مایع ظرفیت حرارتی کمی داشته باشد، به این معنی است که مقدار زیادی مایعات برای تبادل مقدار نسبتاً کمی گرما مورد نیاز است. این امر باعث افزایش هزینه استفاده از مایعات انتقال گرما و کاهش کارایی فرآیند می شود.
در صورت مایعات مایع انتقال حرارت، استفاده از مقدار کم آنها منجر به بخار شدن آنها می شود که می تواند برای تجهیزات مورد استفاده خطرناک باشد. این تجهیزات برای مایعات طراحی خواهند شد اما بخار دهی آنها شامل بخارات موجود در کانال جریان می شود. همچنین گازها با فشار مشابه حجم بیشتری از مایعات را اشغال می کنند.
تولید بخارات فشار بر دیواره های لوله / کانال محل جریان را افزایش می دهد. این ممکن است باعث انفجار کانال جریان شود. هدایت انتقال گرما از طریق لمس (تماس فیزیکی بین مولکول ها) است. مولکول های گرمتر، سریعتر حرکت می کنند و انرژی خود را به سایر مولکول ها منتقل می کنند. انتقال گرما از طریق جریان مایع است، مانند زمانی که آب گرم روی یخ ریخته می شود یا هوای خنک روی مواد گرم شما دمیده می شود.
تابش زمانی اتفاق می افتد که جسم به صورت پرتوهای الکترومغناطیسی گرما آزاد کند. ظرفیت حرارتی جسم مقدار گرمای مورد نیاز برای تغییر دمای آن جسم را با مقدار مشخصی توصیف می کند. گرمای ویژه مقدار گرمای مورد نیاز برای تغییر درجه حرارت یک ماده (به طور کلی درجه سانتی گراد) است.
مایعات به روش های مختلف گرما را جذب می کنند. تغییر دما در یک مایع خاص که توسط گرما هدایت می شود ممکن است همان روند تغییر دما برای همان مایع گرم شده توسط تابش نباشد.