冷却機器とは
冷却機器はデバイスや装置、電子機器などの温度上昇を抑えるために使用される機器です。冷却機器は大きく分けて水を使って冷やす水冷式と空気で冷やす空冷式があります。
水冷式の中でも工業用水を流す場合と、装置の中を通って温度が上がった水を再度冷却して循環させるチラー装置を用いる方式があります。
空冷式には熱伝導が良い金属や空気と接することで熱を吸収して大気に放熱する方法や、ペルチェ素子とよばれる電子機器を用いて熱を移動させる方法があります。
冷却機器の使用用途
大規模な熱が発生する石油コンビナートやゴミ焼却プラントの冷却機器には、空冷式熱交換器（空冷ラジエータ）が使われています。空冷式熱交換器は冷却対象となる流体を流し、ファンで風をあてることで冷却しています。
金属部品などを効率的に冷却させるために水冷式熱交換器が使用されています。冷却したい部品に穴をあけて冷却水を通すことで、金属部品の熱を直接奪うことができます。カメラのノイズ低減や局所的に高温になるロウ付け機などで使用されます。
水や空気を循環できない箇所や0℃以下まで冷却したい箇所ではペルチェ素子を使用することがあります。
冷却機器の原理
ペルチェ素子を使った冷却機器は対象物を0℃以下まで冷やすことができます。
ペルチェ素子は、異なる2つの金属を直列に接合し電流を流すことで金属接合部で吸熱及び放熱が発生する現象である熱電効果を利用して冷却しています。ペルチェ素子にかける電流の向きで熱が流れる方向を制御できるため、冷却だけでなく発熱源としても使用することができます。
ペルチェ素子は複数段重ねることで大きな熱を奪うことができますが、奪った熱を効率的に放熱することも重要です。一般的にはアルミの放熱フィンと排熱用ファンで放熱することが多いですが、効率化のためヒートパイプや熱伝導シートなどを併用したユニットも増えてきました。単にペルチェの吸熱パワーだけでなく、排熱可能な量も重要になります。
最近、曲面に密着することで効率的に冷却することができるフレキシブルなペルチェ素子も開発されています。