チラーで一般的に使用される熱媒体油

サーマルオイル（熱伝導流体とも呼ばれる）は、熱を伝えるために使用される液体で、次のような用途に使用される。クーリング回路の工業用冷凍機.純水やグリコールサーマルオイルは、使用温度範囲が広く、物性も安定しています。適切なサーマルオイルを使用することで、冷却システムの伝熱効率を向上させ、機器の寿命を延ばすことができます。この記事では、一般的なサーマルオイルとその選び方について説明します。

熱媒油は一般に、合成油と鉱物油の2種類に大別される。

合成サーマルオイル

チラーに使用される一般的な合成サーマルオイルには、シリコーンオイル、フッ素化リキッド、ビフェニル／ジフェニルエーテルブレンド、合成芳香族炭化水素系オイルなどがある。これらは様々な化学物質から合成され、熱安定性や酸化安定性が向上し、揮発性も低下している。これらは以下の用途に使用される。循環式冷暖房システム様々な温度範囲で動作する。

シリコーンオイル

シリコーンオイルは透明で水のような外観だが、油性の潤滑油のような感触がある。その最大の特徴は、熱と冷たさの両方に対する耐性です。ほとんどのシリコーンオイルは、-80℃から+250℃の間で正常に動作し、ホットサイクルとコールドサイクルを交互に必要とするプロセス冷凍機に最適です。

さらに、高温でも蒸発しにくいため、クローズド・ループ・システムでも目に見えるオイルミストが発生せず、循環時間を長くすることができる。配管への腐食性を心配される方が多いのですが。ご心配なく！金属パイプやプラスチックパイプを腐食させたり、変形させたりすることはありません。さらに、非導電性なので、内部回路のある機器にも安心して使用できます。

しかし、比較的高価で、他のサーマルオイルよりも熱伝導が遅い。限られた温度変動と限られたコストで一般的な用途に使用する場合、私たちが最も推奨するオイルではありません。

フッ素系液体

フッ素入り液体は、極端な温度環境用に設計された高級クーラントです。流れがよく、水のように見えますが、実はフッ素で変性した特殊な液体です。安定性と安全性が高く、フッ素系液体の中には-100℃から+200℃の温度で連続運転できるものもある。

さらに、非導電性であるため、漏れてもショートすることがなく、回路やチップを搭載した機器での使用に最適です。さらに、金属やプラスチックと反応して経時的に堆積物を形成することもありません。3MのNovec™シリーズなど、一部のフッ素系オイルは、従来のオイルに代わる環境的に安全な代替品と考えられています。

フッ素系液体は優れた性能を発揮する反面、非常に高価で、通常のサーマルオイルの数十倍もする。そのため、以下のような冷却装置に使われることが多い。半導体チラー, 航空宇宙試験機器、精密機器。

Thermal Oils Commonly Used in Chillers（images 1）

ビフェニル／ジフェニルエーテルブレンド

ビフェニルとジフェニルエーテルは高温で非常に安定であり、ダウサームAのような安定した熱性能のために共沸混合物を形成するためによく組み合わされる。その作動温度は一般に12℃から400℃の範囲であり、液相と気相の両方で効果的に作動することができるため、作動温度限界の高い冷凍機でよく使用される。

上記の2つのサーマルオイルと同様、高温での分解や劣化の影響を受けにくい。一般的には、寿命に影響を及ぼす可能性のある空気との接触を避けるため、密閉システムで使用される。

芳香族炭化水素系合成油

ベンゼン環を含む化合物を主成分とする芳香族炭化水素ベースの合成オイルは、耐熱性と低揮発性を兼ね備えているため、最新のプロセス・チラーでは一般的な選択肢となっています。作動温度は一般的に-20℃から350℃ですが、中温から低温で作動するモデルもあります。酸化安定性に優れ、空気との接触が少なくても鉱物油ほど急速に劣化しません。

鉱油

鉱物性サーマルオイルは、濾過、脱蝋、精製工程を経て石油から抽出される。初期のサーマルオイルであり、より高度な合成サーマルオイルの出現にもかかわらず、安価で入手しやすいため、多くの工場で使用されている。工業用冷凍機に使用される一般的な鉱物性サーマルオイルは、パラフィン系鉱物性サーマルオイルと芳香族系鉱物性サーマルオイルである。

パラフィン系ミネラルサーマルオイル

パラフィン系鉱物性サーマルオイルは、きれいに処理された石油グリースに似ており、低臭気、高安定性、低揮発性で多くのユーザーに支持されている。一般に、-10℃から300℃の間で作動するシステムで使用される。低温では粘度が高く、高温では熱分解や劣化の危険性があるため、一般的には次のような用途には使用されない。超低温および超高温チラー.芳香族系や合成鉱物系のサーマルオイルよりも安価である。

芳香族ミネラル・サーモン・オイル

芳香族鉱物性サーマルオイルは、石油の芳香族成分から抽出される。耐熱性が高く、使用温度は300℃まで耐えられるため、高温機器に適している。同じ冷却条件下ではパラフィン系鉱物油よりも伝熱効率が高く、低温でもスムーズに循環する。ただし、芳香環を持つため、高温では強い臭気を発することがある。

一般的なサーマルオイル製品

カテゴリー	製品名	ブランド	主な特徴
シリコーンオイル	200 フルード	ダウコーニング	複数の粘度、優れた熱安定性
	SFシリーズ	モメンティブ	高温/低温電子冷却に最適
	KFシリーズ	信越	工業用チラーシステムに広く使用
	AKシリーズ	ワッカー	冷暖房サイクルシステムに最適
フッ素系液体	ノベック™ 7100 / 7200	3M	環境に優しい、非導電性、電子機器に安全
	フロリナート™ FC-72	3M	超低温；電子機器の冷却に使用
	ベルトレル® XF	ケマーズ	高い安全性、優れた安定性
	ガルデン® HT55 / HT70	ソルベイ	高温性能、不活性
ビフェニル／ジフェニルエーテルブレンド	ダウサーム™A	ダウ	高温共沸混合物
	ブイピーワン	テルミノール	液相/気相、クローズドループ高温用
	E	グローバルサーム	長寿命、高温サーマルフルード
合成芳香族炭化水素油	サーミノール® 66	イーストマン	350℃まで安定；工業規格
	エクセルサーム® 600	パラサーム	高い熱安定性、中高温での使用
	オムニテック	グローバルサーム	優れた酸化安定性
パラフィン系ミネラルオイル	モービルサーム® 603	モービル	中温に適し、揮発性が低い
	熱媒油 S2	シェル	精製パラフィン系ベース、幅広く使用可能
	カーフロ™ AF	ペトロカナダ	汎用パラフィンオイル
芳香族ミネラルオイル	トランスカル® N	英国石油	芳香族ベース、効率的な熱伝達
	M	グローバルサーム	耐酸化性、中・高温用途
	熱流体300	複数のブランド	工業用クローズドシステム用に設計

サーマル・オイルの選び方

サーマルオイルを選択する際には、機器の運転温度、オイルの適合性、安全性、価格などを考慮することが重要です。サーマルオイルの中には、低温や非常に高い温度では適切に作動しないものもあるため、チラーの運転温度に合わせて選択する必要がある。

さらに、オイルが配管材と反応して腐食し、漏れにつながるのを防ぐためには、チラーと相性の良いオイルを選ぶことが重要だ。また、オイルの引火点にも注意が必要です。例えば、鉱油は引火点が低く、高温では火災の危険性があるが、シリコンオイルやフッ素系オイルはこの点で優れている。

コストについては、価格だけでなく、購入コスト、交換サイクル、システム・メンテナンス・コスト、エネルギー効率を考慮すること。サーマルオイルの中には、高価ではあるが、寿命が長く、性能が優れているものもあり、長期的なプロジェクトでは費用対効果が高くなる。