先週、私たちはテストチャンバー製品の冷却専門家の前任者と短い話をしました。製品を設計する際に冷却システムを選択するためのヒントがいくつかあります。熾烈な競争に直面して、私たちは顧客に見積を提出する際にコストを何度も確認する必要があります。すべてのサプライヤーがプロジェクトを獲得するための主要な要素はコストです。材料、技術（デザイン+エンジニアリング）、不足がコストの主な要素となります。これらの要素を考慮すると、どのサプライヤーにとっても技術が大きな違いとなるのかもしれません。
企業によっては、契約を争う際にテクニックが勝点を決めることもあります。したがって、いかにして技術を落札するか、それが非常に重要になります。気候試験装置業界にとって、VA および VE プロジェクトは入札において非常に重要です。カスタマイズされた設計では、水冷システムまたは空冷システムをどのように選択するかが非常に重要です。ここでは、Danble 気候エンジニア マネージャーが、冷却システムを選択するためのヒントをいくつか紹介します。
オゾン層に大きな破壊的な影響を及ぼし、国際社会によって除去されています。輸出用放熱等の用途には使用できません。
一部の古い機器ではまだ使用されていますが、オゾン層に破壊的です。モントリオール議定書などの国際条約の規定により、徐々に生産や使用が削減され、輸出も厳しく制限されています。多くの先進国では、R22を含む冷凍機器の輸入が禁止されています。
米国環境保護庁は、2023 年 10 月 5 日の最終規則署名後は、エアロゾル、フォーム、冷凍、空調、ヒートポンプ製品および機器における地球温暖化係数 (GWP) の高いハイドロフルオロカーボン (HFC) の使用を制限すると規定しています。 R134a は GWP 値が高くなります。制限の範囲内では、関連製品および機器の販売、流通、輸出は、製造または輸入制限の日から 3 年間禁止されます。
可燃性と爆発の危険性が高く、安全性レベルはA3です。輸出、輸送、使用中に安全上大きな危険があります。多くの国ではその使用や輸入に厳しい制限や規制があり、自由に放熱口として使用することはできません。
R290 よりも可燃性は低くなりますが、依然として可燃性の冷媒です。それが漏れて空気中の酸素と特定の濃度範囲まで混合すると、裸火、電気火花、またはその他の着火源に遭遇すると急速に燃焼したり、爆発することさえあります。その輸出にも一定の制限が設けられています。
家庭用電化製品の分野では、コンピュータの CPU ラジエーターなど、空冷がより頻繁に使用されます。なぜなら、毎日のオフィスや軽い娯楽などのほとんどの一般消費者にとって、空冷ラジエーターは基本的に放熱のニーズを満たすことができ、低コストで設置が簡単で、追加の複雑な水冷循環システムの構築とメンテナンスが必要ないという利点があるからです。そのため、大量に輸出されている一般的なデスクトップパソコンやノートパソコンのラジエーターは、ほとんどが空冷式です。
産業用およびハイパフォーマンス コンピューティングの分野: データ センター サーバー、ハイエンド産業用制御コンピューター、および非常に高い放熱要件を必要とするその他の機器では、水冷ラジエーターがより頻繁に使用されます。これらのデバイスは高負荷で長時間動作し、膨大な熱を発生するため、水冷放熱により効率的な放熱性能で機器の安定した動作を維持し、過熱によるコンピューティングパフォーマンスの低下を防ぎます。コストが高く、構造が比較的複雑ですが、パフォーマンスと安定性に対する厳しい要件があるこのようなシナリオで広く使用されています。水冷ラジエーターは、輸出される関連高性能機器に多く搭載されています。
欧米先進国の消費者市場：一般家庭用コンピュータなどでは、空冷ラジエーターが受け入れられ、使用頻度が高くなりました。これは主に、ヨーロッパと米国に DIY コンピューターの愛好家が多いためです。空冷ラジエーターは自分で設置および交換が簡単ですが、現地の人件費は高くなります。水冷ラジエーターは水漏れなどの故障があった場合、修理費用が比較的面倒で高額になります。しかし、ハイエンドのeスポーツやプロ仕様のグラフィックス処理機器の分野では、水冷放熱の応用も増えています。
アジア新興市場国：eスポーツ産業の急速な発展に伴い、中高級コンピュータシステムや関連高性能機器の輸出において水冷ラジエーターの需要が急速に拡大し、使用頻度は明らかに増加傾向にあります。消費者は機器の性能を最大限に発揮するため、究極の放熱効果をより追求しています。しかし、数量比で見ると、空冷ラジエーターは価格の手頃さなどから、一般消費者向け製品の輸出において依然として大きなシェアを占めています。
空冷ラジエーターの構造は比較的シンプルかつコンパクトであり、輸出輸送中の衝撃や衝突などによって損傷しにくいです。したがって、輸送コストと製品の完全性に対する高い要件が求められる一部の大規模で長距離の輸出取引においては、より多くの利点があります。そういう意味では使用頻度は比較的高いと言えます。ただし、水冷ラジエーターは、配水管、水タンク、その他の部品が存在するため、輸送中により適切な梱包と保護が必要です。そうしないと、部品の損傷や漏れが発生しやすくなります。
空冷ラジエーターの全体的な製造コストと販売後のメンテナンスコストは低くなります。発展途上国のローエンドコンピューターや小型家電など、価格に敏感な一部の輸出市場では、空冷ラジエーターがより一般的に使用されており、輸出数量と使用頻度の点で水冷ラジエーターよりも高くなります。
一般に、輸出されるラジエーターのうち、一部のローエンドおよび一般的なアプリケーションシナリオでは空冷ラジエーターがより頻繁に使用されますが、ハイエンド、高性能、および要求の厳しい放熱分野では水冷ラジエーターの割合も徐々に増加しています。
冷媒は主に水冷に使用されますが、一部の特殊な空冷シナリオにも使用される場合があります。詳細な紹介は次のとおりです。
水冷システムでは、冷媒が熱の伝達に重要な役割を果たします。水冷は通常、水冷ヘッド、水パイプ、水ポンプ、水タンク、ヒートシンクなどの部品で構成されています。その動作原理は、水冷ヘッドを熱源（コンピュータのCPUやサーバーチップなど）に密着させ、熱を吸収して内部冷媒（純水やエチレングリコール水溶液などの一般的なもの）の温度を上昇させることです。加熱された冷媒はウォーターポンプの駆動により水冷循環配管全体を流れ、ヒートシンクに流れます。ヒートシンク上の放熱フィンとファンにより熱を周囲の空気に放熱します。冷媒はここで熱を放出した後、温度が下がり、水冷ヘッドに戻って循環を続け、常に熱源で発生した熱を奪います。したがって、冷媒は水冷システムの通常の動作と効率的な放熱の実現に不可欠な部分です。
コンピューターで一般的に見られる下向き圧力またはタワー空冷ラジエーターなどの従来の空冷ラジエーターでは、熱は主に冷却フィンとファンを通した空気の自然対流または強制対流によって除去され、冷媒は必要ありません。ただし、大型産業用冷凍装置の空冷コンデンサー部分など、一部の特殊な空冷アプリケーション シナリオでは、内部冷凍サイクルは実際には水冷システムの原理に似ていますが、最終的な熱放散は空冷によって行われます。つまり、ファンがコンデンサーの冷却フィンに空気を吹き込み、冷媒 (冷凍システム内を循環するフロンやアンモニアなどの一般的な冷媒) によって運ばれる熱を除去します。熱伝達と交換を実現します)。ここで、冷媒は冷凍および放熱システム全体の熱伝達において中心的な役割を果たしますが、この状況は水冷システムほど直感的ではなく、広く使用されています。
一般に、冷媒は水冷における基本的かつ従来のコンポーネントであり、空冷における特定の冷却と熱放散を伴う複雑なシステムでのみ使用されます。
