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伝統的な放熱方式は主に、空冷、強制空冷放熱及び水冷放熱です
Source: Solar Time: 2025-03-24 Back

伝統的な放熱方式は主に、空冷、強制空冷放熱及び水冷放熱です。
(1)空冷
  自然冷却とも呼ばれ、一般的には電子部品の発熱核心部をラジエーターに接触させ、空気の自然対流によって熱を伝導させる方式です。その長所は構造が簡単で、取り付けが容易で、コストが低いことです。短所は放熱功率が低いことです
(2)風冷放熱
  これは現在最もありふれた放熱方式で、通常は電子部品の発熱核心部をラジエーターに接触させて熱を伝導させた後、ファンの回転によって空気の流れを強化し、強制対流により放熱フィンの熱を周囲の環境へ伝える方式です。
 
  長所:構造が簡単で、価格が低廉で、安全かつ信頼性が高く、技術が成熟していること。
  短所:冷却効果に限界があり、満足できるレベルに達しないことに加え、騒音が発生し、ファンの使用寿命にも制限があること。
(3)水冷放熱
  その原理は、水ポンプで水流を駆動して熱源を通過させ、熱を吸収して伝達することにあります。
  長所:水冷放熱の効率が高く、熱伝導率は伝統的な空冷方式の 20 倍以上で、数百から数千ワットの放熱問題を解決できるため、風冷が全然比べられない効果があります。なぜなら、最も放熱効率の高いターボファンによる空冷放熱でも、その温度は水冷放熱より約10℃高くなるからです。また、風冷放熱と比べて、水冷放熱はファンを使用していないため、振動が発生せず、風冷放熱のような高い騒音もありません。
 
  短所:良好な換気環境が必要であることに加え、体積が大きく、取り付けとメンテナンスが不便で、液漏れが発生しやすく、安全性が高くない上、価格も一般的に比較的高いです。
(4)ヒートパイプ放熱
  ヒートパイプは極めて高い熱伝導性能を持つ新型の伝熱部品で、全閉鎖真空管内の液体の蒸発と凝縮を通じて熱を伝達し、毛細管現象などの流体原理を利用して良好な冷却効果を発揮します。その特徴は、極めて高い熱伝導性、優れた温度の均一性、冷熱両側の伝熱面積を自由に変更可能、長距離での伝熱が可能、温度制御ができるなどです。ヒートパイプラジエーターの基板をサイリスタ、IGBT、IGCT などの高電力電子デバイスのチップに密着させることで、チップの熱を直接かつ迅速に导出することができます。
上記の幾つかの放熱方式について分析すると、ヒートパイプ放熱は他の伝統的な放熱方式に比べ、次のようなメリットがあることが明らかです。
 
● ヒートパイプ放熱技術は放熱効果が良好で、熱抵抗が比較的小さく、使用寿命が長く、伝熱速度が速いという長所があります。ヒートパイプの熱伝導率は普通の金属の 100 倍以上です。
● 伝熱方向が逆になることが可能で、どちらの端も蒸発端と凝縮端になることができます。
● 優れた熱応答性を備えています。ヒートパイプ内部で気化した蒸気は音速に近い速度で輸送できるため、有効的に熱伝導効果をアップします。
● 構造が簡単でコンパクト、重量が軽く、体積が小さく、メンテナンスが容易です。
● 消費電力がなく、騒音がなく、産業界の「エコ」要求に適合します。
● 無重力場の環境でも使用可能です。
以上のことから総括すると、ヒートパイプによる伝熱は、熱伝導の原理と冷却媒体の速い熱伝達特性を利用して、発熱物体の熱をヒートパイプを通じて速やかに熱源外部へ伝達するものです。ヒートパイプ技術を採用することで、ラジエーターはたとえ低回転数?低風量のモーターを使用した場合でも、さらにはファンを必要とせず完全に自然冷却方式を採用した場合でも、同様に満足できる放熱効果が得られます。これにより、風冷放熱が抱える騒音問題や、高電力モジュールの放熱問題が良好に解決されます。
 
ヒートパイプの加工技術が不断に改善されるにつれ、その信頼性、安全性、耐用性はさらに向上し、コストと価格も一層低下するでしょう。ヒートパイプラジエーターは、伝統的なラジエーターには及びがたい優位性を持っており、その登場により放熱業界に新たな局面が開かれました。