أهم استخدامات خزانات التبريد العميق في الصناعة والحياة اليومية

قد تُوحي خزانات التبريد العميق بمختبرات الخيال العلمي المستقبلية، لكنها تُستخدم في العديد من الصناعات الحالية، بل وفي حياتنا اليومية. إذا كنت ترغب في اتخاذ قرار مدروس بشأن استخدام هذه التقنية في عملك أو مشروعك، فعليك أولاً التعرّف على استخداماتها الرئيسية. إليك بعضها:

أهم الاستخدامات الصناعية لخزانات التبريد العميق

صناعة الطاقة والوقود

يعتمد السعي نحو حلول طاقة مستدامة وفعالة بشكل كبير على تكنولوجيا التبريد العميق.

تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال

الغاز الطبيعي المسال هو غاز طبيعي تم تبريده إلى -260 درجة فهرنهايت (162 درجة مئوية)، مما يجعله أصغر حجماً بمقدار 600 مرة. وهذا يُمكّن من نقل المنتجات لمسافات طويلة بتكلفة معقولة باستخدام تقنيات خاصة. خزانات التبريد العميق على متن السفن والشاحنات، ولتخزينها بأمان في الموانئ للاستيراد والتصدير. إنه جزء مهم من قطاع الطاقة العالمي.

الهيدروجين السائل للطاقة النظيفة 

يُعدّ الهيدروجين وقودًا أساسيًا خاليًا من الكربون، ويُحفظ ويُنقل عادةً في الحالة السائلة عند درجة حرارة -253 درجة مئوية. وتُعدّ خزانات التخزين المبردة ضرورية لسيارات خلايا وقود الهيدروجين ومشاريع الطاقة النظيفة واسعة النطاق. وهذا مجالٌ تكتسب فيه هندسة المواد المتينة أهمية بالغة.

تخزين الطاقة المبردة (CES)

يُستخدم النيتروجين السائل أو الهواء في هذه التقنية المتطورة. يُحوّل الهواء الموجود في خزان التبريد العميق إلى سائل باستخدام الكهرباء. وعند الحاجة إلى الطاقة، يتحول السائل بسرعة إلى بخار، الذي يُشغّل توربينًا ويولد الكهرباء. وهذا يُساعد في الحفاظ على توازن الطلب على الشبكة الكهربائية.

الرعاية الصحية والبحوث الطبية

في مجال الرعاية الصحية، تعتبر الدقة والموثوقية أمراً لا يقبل المساومة، مما يجعل خزانات التبريد العميق ضرورية للغاية.

حفظ العينات البيولوجية

تُستخدم خزانات النيتروجين السائل، التي تُعرف أحيانًا باسم "ديوار"، لحفظ الخلايا والأعضاء والحمض النووي والخلايا الجذعية مجمدة عند درجة حرارة -196 درجة مئوية في مختبرات الأبحاث وبنوك العينات الحيوية والمستشفيات. تتوقف جميع الأنشطة البيولوجية، مما يُمهد الطريق لتحقيق إنجازات طبية مستقبلية على المدى البعيد.

سلاسل التبريد للأعضاء واللقاحات

تُعدّ عملية التبريد الفائق ضرورية لزراعة الأعضاء وبعض اللقاحات، مثل لقاح لقاح فايزر لكوفيد-19. تحافظ حافظات التبريد المحمولة على استقرار هذه المواد المهمة في درجات حرارة منخفضة للغاية، مما يضمن عملها بشكل جيد من الإنتاج إلى الاستخدام.

الغازات الطبية (الأكسجين، أكسيد النيتروز)

لدعم تنفس المرضى، غالباً ما تحتوي المستشفيات الكبيرة على خزانات أكسجين سائل مبرد داخلها، تقوم بتحويل الأكسجين السائل إلى غاز. وتُعد هذه الطريقة أفضل وأكثر موثوقية من أسطوانات الأكسجين المضغوطة.

التصنيع والمعالجة الصناعية

من تشكيل المعادن إلى ابتكار المنتجات اليومية، تعمل خزانات التبريد العميق على تزويد العمليات الصناعية الأساسية بالطاقة.

معالجة المعادن واللحام                         

يُعدّ كلٌّ من الأرجون السائل والنيتروجين من الغازات الصناعية المهمة التي تُستخدم كغازات واقية في عمليات اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز (MIG). لحام TIG. تمنع هذه المواد الصدأ وتجعل اللحام نظيفًا وقويًا. كما تُستخدم في صناعة الأشياء المعدنية ومعالجة المعادن بالحرارة.

تبريد الأدوات وتقوية المواد

من خلال تبريد الأدوات أو الأجزاء إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، يمكن للمعالجة المبردة للمعادن أن تجعلها أكثر مقاومة للتآكل وتطيل عمرها. ويجب أن تتمتع أنظمة التبريد المبردة بدقة عالية للغاية لإتمام هذه العملية.

إمدادات الغاز الصناعي

غالباً ما يتم توريد كميات كبيرة من الأكسجين السائل والنيتروجين والأرجون إلى المصانع وتخزينها في خزانات مبردة في الموقع. على سبيل المثال، تُستخدم هذه الغازات في صناعة المواد الكيميائية., صب الفولاذ المقاوم للصدأ, والبيئات الخاضعة للرقابة للمصانع.

الإلكترونيات والبحوث العلمية

يعتمد توسيع حدود التكنولوجيا والمعرفة على الظروف المبردة.

تصنيع أشباه الموصلات

تتطلب صناعة رقائق السيليكون والمعالجات الدقيقة غازات فائقة النقاء وظروفاً مضبوطة. وخلال مراحل الإنتاج المهمة، يُستخدم النيتروجين السائل لتبريد المكونات وخلق بيئة خاملة.

أبحاث التبريد (الفيزياء والفضاء)

لا تعمل الموصلات الفائقة إلا في درجات حرارة منخفضة للغاية لانعدام مقاومتها الكهربائية. وتُعدّ أجهزة التبريد المبردة بالغة الأهمية لأبحاث الحوسبة الكمومية ومسرعات الجسيمات مثل مصادم الهادرونات الكبير (LHC). كما تُستخدم هذه الخزانات لاختبار أجزاء الأقمار الصناعية في النماذج الفضائية.

دفع الطائرات

تستخدم الصواريخ الأكسجين السائل والهيدروجين كوقود دافع لقوتهما وكفاءتهما العالية. وتحتاج مركبات الإطلاق إلى خزانات ضخمة لتخزين الوقود البارد حتى يتم إشعاله.

صناعة الأغذية والمشروبات

تساعد تقنية التبريد العميق في نقل الطعام من الحقل إلى مائدتك بشكل أسرع وأكثر نضارة.

التجميد المبرد

عند استخدام النيتروجين السائل أو ثاني أكسيد الكربون، يمكنك تجميد الطعام بسرعة كبيرة. يحافظ هذا التبريد السريع على بنية الطعام الخلوية، وملمسه، ونكهته، وقيمته الغذائية لفترة أطول بكثير من المعتاد لأنه يمنع تكون بلورات الثلج.

الخدمات اللوجستية لسلسلة التبريد

يُستخدم النيتروجين السائل في شحن الطرود لحفظ المواد الغذائية الثمينة، كالمأكولات البحرية والآيس كريم، في درجات حرارة منخفضة جدًا، ما يضمن عدم تأثر جودتها أثناء النقل. يمكنكم الاطلاع على المزيد حول طرق تخزين المواد في المصانع على صفحة خزانات التخزين لدينا.

الحياة اليومية والاستخدامات الاستهلاكية

إلى جانب الصناعات الثقيلة، تؤثر تقنية التبريد العميق على حياتنا اليومية بطرق مدهشة.

خدمات الغازات المتخصصة

خزانات الهيليوم للبالونات والحفلات

في كثير من الأحيان، يمتلك موردو الغاز أنظمة تخزين كبيرة للهيليوم السائل، وهو مصدر الهيليوم المستخدم في بالونات الحفلات.

خدمات العلاج بالتبريد والعافية

غرف العلاج بالتبريد: يُستخدم النيتروجين السائل المُبخر في غرف العلاج بالتبريد لكامل الجسم لخلق بيئات شديدة البرودة لفترة قصيرة. ويُعدّ هذا توجهاً رائجاً في مجال الرعاية الصحية للتعافي الرياضي وتقليل الالتهابات.

التكاثر البيطري للحيوانات الأليفة

النيتروجين السائل لتخزين السائل المنوي والأجنة

خزانات التبريد العميق و خزانات المكثفات تُستخدم هذه التقنيات في قطاع الثروة الحيوانية والعلوم البيطرية للحفاظ على المادة الوراثية للحيوانات القيّمة. وهذا يُسهّل برامج التربية في جميع أنحاء العالم.

أبحاث المناخ والتكنولوجيا البيئية

المواد المبردة في احتجاز الكربون وتخزينه (CCS)

تستخدم بعض أحدث تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه التقطير المبرد لفصل ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية وتحويله إلى سائل، مما يسهل تخزينه ونقله تحت الأرض. ويتزايد استخدام هذه التقنية الجديدة والمهمة لمكافحة تغير المناخ.

مقارنة تطبيقات التخزين المبرد الشائعة

طلب	تخزين الغاز/السائل الأساسي	نطاق درجة الحرارة النموذجي	اعتبارات أساسية للخزان
نقل الغاز الطبيعي المسال	الغاز الطبيعي المسال (LNG)	-162 درجة مئوية (-260 درجة فهرنهايت)	واسع النطاق، متين، للنقل البري/البحري
إمدادات الأكسجين الطبية	الأكسجين السائل (LOX)	-183 درجة مئوية (-297 درجة فهرنهايت)	عزل فراغي عالي النقاء وموثوق
التخزين البيولوجي	النيتروجين السائل (LN2)	-196 درجة مئوية (-321 درجة فهرنهايت)	وقت حفظ طويل، تصميم ديوار عمودي
تجميد الطعام	النيتروجين السائل (LN2)	-196 درجة مئوية (-321 درجة فهرنهايت)	تكامل نظام التوصيل، السلامة
إمداد غاز اللحام	الأرجون السائل (LAr)	-186 درجة مئوية (-303 درجة فهرنهايت)	نظام تخزين سائب في الموقع، نظام تبخير
تزويد الطائرات بالوقود	الهيدروجين السائل (LH2)	-253 درجة مئوية (-423 درجة فهرنهايت)	عزل فائق، مواد ذات درجة حرارة منخفضة للغاية

الأسئلة الشائعة

ما هو استخدام خزان التبريد؟

لأغراض علمية وطبية وصناعية، يقوم الجهاز بتخزين ونقل الغازات السائلة بأمان في درجات حرارة منخفضة للغاية (عادة ما تكون أقل من -150 درجة مئوية).

ما هي درجة البرودة التي تحافظ عليها خزانات التبريد العميق للمواد؟

تختلف درجات حرارة المواد المختلفة، مثل الغاز الطبيعي المسال (-162 درجة مئوية)، والنيتروجين السائل (-196 درجة مئوية)، والأكسجين السائل (-183 درجة مئوية)، والهيدروجين السائل (-253 درجة مئوية).

هل خزانات التبريد العميق خطيرة؟

صُممت هذه الأجهزة لتكون آمنة للغاية، لكنها تعمل بمواد كيميائية خطرة. هناك مخاطر الإصابة بقضمة الصقيع والاختناق وتراكم الضغط. لتشغيلها، يجب اتباع قواعد وبروتوكولات صارمة.

كيف تساعد خزانات المياه الباردة في الحياة اليومية؟

نعم. إنهم يجعلون كل شيء ممكناً، من الأكسجين في المستشفيات إلى الغاز في موقدك إلى الطعام المجمد في المتجر إلى التكنولوجيا في هاتفك.

ما هي الغازات التي يتم تخزينها في خزانات التبريد العميق؟

النيتروجين والأكسجين والأرجون والميثان (الغاز الطبيعي المسال) والهيدروجين والهيليوم وثاني أكسيد الكربون كلها غازات شائعة.

ما الذي يمنع الحرارة من الوصول إلى الخزان البارد؟

الحاجز الرئيسي عبارة عن غلاف معزول بتفريغ الهواء، يشبه الترمس الفائق. وغالبًا ما يوجد درع إشعاعي متعدد الطبقات داخل منطقة التفريغ لمنع انتقال الحرارة.

هل من المحتمل أن تتسرب خزانات التبريد أو أن تنكسر؟

تساهم أنظمة السلامة والتصميم القوي في جعل الأعطال نادرة بالنسبة لـ انفجارات الخزانات, لكنها قد تحدث. من الأمثلة على ذلك: فقدان الفراغ الذي يُسرّع التبخر، وتفعيل صمام تخفيف الضغط، والتمزق الميكانيكي. لذا، يلزم إجراء فحوصات وصيانة دورية.

خزانات التبريد العميق من شركة KDM Steel

نحن في كيه دي إم ستيل اعلم أن جودة الخزان الأساسي في نظام التبريد العميق لديك بالغة الأهمية لسلامته العامة. نحن متخصصون في تصنيع هياكل خزانات التبريد وأوعية الضغط عالية الجودة وطويلة الأمد لتخزين الغازات الصناعية أو حلول الطاقة. اتصل بنا اطلع الآن على خدمات التصنيع لدينا لترى كيف نبني لمواجهة الظروف الصعبة.