アクティブ冷却とは

冷却システムは、自動車、コンピューター、建物など、現代社会の多くの側面の重要な部分です。 冷却システムは一般に、アクティブとパッシブの2つのタイプに分けられます。 アクティブ冷却は、ファンやポンプなどの動力装置を使用する熱伝達の一種です。 受動冷却は、追加のエネルギーを使用せずに熱を伝達します。

アクティブ冷却ソリューションは、現代社会では一般的です。 これらのシステムは、通常は伝導または対流によって、エネルギーを使用して何らかの熱伝達に影響を及ぼします。 異なるエネルギーレベルの原子間で熱エネルギーが均等化されると、伝導が発生します。 電気の目で水を沸騰させることは、伝導の一般的な例です。 熱風がヒーターの上に上昇するときのように、暖かい物質が熱源から押し出されると、対流が起こります。

アクティブ冷却の日常的な使用の1つは、自動車のエンジンを運転し続けるシステムです。 内燃機関は大量の熱を発生させ、冷却せずに車のエンジンはすぐに焼き付きます。 エンジンの冷却を維持するために、冷却剤と混合された水がエンジンコンパートメントを介してポンプで送られ、そこで伝導によって熱を吸収します。 過熱された水はラジエーターに送られ、気流によって冷却されます。 これは、ウォーターポンプで使用されるエネルギーのため、アクティブな冷却ソリューションです。

アクティブ冷却のもう1つの例は、家庭やオフィスのエアコンシステム（AC）です。 これらのシステムは異なる基本設計を使用する場合がありますが、ほとんどのAC冷却は空気を冷却し、ファンを使用して建物に強制的に通すことで機能します。 強制対流のこのプロセスは、最も一般的に使用されるアクティブ冷却方法の1つです。

多くのアクティブ冷却システムは、パッシブ冷却要素と連携してより効果的に機能します。 たとえば、コンピュータープロセッサから熱を逃がすために、パッシブヒートシンクが使用されます。 熱がヒートシンクから放射されると、ファンがヒートシンクの周囲に空気を吹き付けて、ヒートシンクを冷却し続けます。 通常、追加のファンがコンピューターケースに空気を循環させるので、加熱された空気はシステムの外に押し出されます。 このタイプの冷却は多くの家庭用電化製品で使用されており、これらのデバイスがしばしば大音量になる理由の1つです。

これらのシステムは一般にエネルギー消費量が少ないため、新しい技術は受動冷却ソリューションに重点を置いています。 多くの新しい建物には、ファンやACを使用する代わりに熱伝達が自然に発生する設計機能があります。 これの良い例は、家の屋根裏換気扇と屋根裏部屋のファンです。 リッジベントにより、余分なエネルギーを使用してファンブレードに動力を供給することなく、屋根裏スペースから熱を逃がすことができます。 パッシブシステムは、アクティブ冷却システムと比較した場合、多くの場合、お金とエネルギーの両方を節約できます。