放熱技術は、エネルギー貯蔵システムの設計と使用において重要な要素です。放熱技術はシステムの安定した動作を保証します。現在、放熱方法として最も一般的なのは空冷と液冷の2つです。この2つの違いは何でしょうか？
違い1：異なる放熱原理
空冷は、空気の流れを利用して熱を奪い、機器の表面温度を下げる方法です。周囲温度と空気の流れは、放熱に影響を与えます。空冷では、機器の部品間にダクト用の隙間を設ける必要があるため、空冷式放熱装置は大型化する傾向があります。また、ダクトは外気と熱交換する必要があるため、建物の保護性能は低くなります。
液冷は液体を循環させることで冷却します。発熱部品はヒートシンクに接触している必要があります。放熱装置の少なくとも片面は平坦で規則的な形状である必要があります。液冷は液体クーラーを通して熱を外部に排出します。装置自体にも液体が使用されています。液冷装置は高い保護レベルを実現できます。
違い 2: 適用可能なシナリオは異なりますが、同じままです。
空冷はエネルギー貯蔵システムに広く利用されています。様々なサイズとタイプがあり、特に屋外での使用に適しています。現在、最も広く利用されている冷却技術です。産業用冷凍システムで採用されているほか、通信基地局、データセンター、温度制御にも使用されています。その技術的成熟度と信頼性は広く実証されています。特に、空冷が依然として主流となっている中・低電力レベルでは、その信頼性は高いといえます。
大規模なエネルギー貯蔵プロジェクトには、液冷がより適しています。液冷は、バッテリーパックのエネルギー密度が高い場合に最適です。また、急速充放電の場合や、温度変化が大きい場合にも適しています。
違い3：放熱効果の違い
空冷式の放熱は、周囲温度や気流といった外部環境の影響を受けやすいため、高出力機器の放熱ニーズを満たせない場合があります。一方、液冷式は放熱性に優れており、機器内部の温度を適切に制御できるため、機器の安定性が向上し、耐用年数が延長されます。
違い 4: 設計の複雑さは残ります。
空冷はシンプルで直感的です。主に冷却ファンの設置と空気経路の設計で構成されます。その核となるのは、空調と空気ダクトのレイアウトです。設計の目的は、効率的な熱交換を実現することです。
液冷設計はより複雑で、多くの要素から構成されます。これには、液体システムのレイアウト、ポンプの選択、冷却剤の流れ、システムのメンテナンスなどが含まれます。
違い 5: コストとメンテナンス要件が異なります。
空冷式は初期投資コストが低く、メンテナンスも容易です。しかし、保護等級はIP65以上に達しません。装置内に埃が溜まる可能性があり、定期的な清掃が必要となり、メンテナンスコストが増加します。
液体冷却は初期コストが高く、メンテナンスも必要です。しかし、装置内部に液体が隔離されているため、安全性は高くなります。冷媒は揮発性があり、定期的な検査と補充が必要です。
違い6: 動作時の消費電力は変わりません。
両者の消費電力構成は異なります。空冷は主に空調設備の電力消費を含み、倉庫の電動ファンの使用も含まれます。液冷は主に液体冷却ユニットの電力消費を含み、倉庫の電動ファンの使用も含まれます。空冷の電力消費は通常、液冷よりも低くなります。これは、両者が同じ条件で同じ温度を維持する必要がある場合に当てはまります。
違い7: 異なるスペース要件
空冷式はファンやラジエーターを設置する必要があるため、設置スペースを多く必要とします。一方、液冷式はラジエーターが小さく、よりコンパクトに設計できるため、設置スペースも少なくて済みます。例えば、KSTAR 125kW/233kWhエネルギー貯蔵システムは、業務用・産業用で、液冷式を採用し、高度に統合された設計となっています。設置面積はわずか1.3㎡と省スペースです。
まとめると、空冷と液冷にはそれぞれ長所と短所があり、エネルギー貯蔵システムにも適用されます。どちらを使用するかは、用途とニーズに応じて決定する必要があります。コストと熱効率を重視する場合は、液冷の方が適しているかもしれません。しかし、メンテナンスの容易さと適応性を重視する場合は、空冷の方が適しています。もちろん、状況に応じて両者を併用することも可能です。これにより、より優れた放熱効果が得られます。
投稿日時: 2024年7月22日