如果能夠依靠這些對策解決問題，那也罷了。但是，如果在產品設計的階段，其思路存在不合理的地方，無論如何都無法冷卻，那么，很可能會出現不得不重新進行設計的最糟糕的局面。
而這種局面，如果能在最初簡單地估算一下，便可避免發生。這就是“熱設計”。正如“設計”本身的含義，是根據產品性能參數來構想應采用何種構造，然后制定方案。也可稱之為估計“大致熱量”的作業。
雖說如此，但這其實并非什么高深的話題。如果讀一下這篇連載，學習幾個“基礎知識”，制作簡單的數據表格，便可制作出能適用于各種情況的計算書，甚至無需專業的理科知識。
第1章從“什么是熱”這一話題開始介紹。大家可能會想“那接下來呢”？不過現在想問大家一個問題。熱的單位是什么？
如果你的回答是“℃”，那么希望你能讀一下本文。
熱是能量的形態之一。與動能、電能及位能等一樣，也存在熱能。熱能的單位用“J”（焦耳）表示。1J能量能在1N力的作用下使物體移動1m，使1g的水溫度升高0.24℃。
設備會持續發熱。像這樣，熱量連續不斷流動時，估計用“每秒的熱能量”來表示會更容易理解。單位為“J/s”。J/s也可用“W”（瓦特）表示。
不只是熱量，所有能量都不會突然生成，也不會突然消失。它們不是傳遞到其他物質就是轉換為其他形態的能量。
比如，100J的能量可在100N力的作用下將物體移動1m。使該“物體移動”后，能量并不是消失了。比如，使用能量向上提升物體時，能量會以位能的形態保存在物體中。使用能量使物體加速運動時，則以動能的形態保存在物體中。
100J的能量可使100g水的溫度升高約0.24℃。這并不是通過升高水的溫度消耗了100J的能量。而是在水中作為熱能保存了起來。
如上所述，能量無論在何處都一定會以某種形態保存起來。能量既不會憑空消失，也絕不會憑空產生。這就是最重要“能量守恒定律”。
現在大家已經知道熱是一種能量，其單位用J表示了吧！能量會流動，如果表示每秒的能量，單位則為W。
那么讓我們回到最初提出的那個問題。℃是溫度單位。溫度是指像能量密度一樣的物理量。它只不過是根據能量的多少表現出來的一種現象。即使能量相同，如果集中在一個狹窄的空間內，溫度就會升高，而大范圍分散時，溫度就會降低。
PS3等電器產品也完全遵守能量守恒定律。從電源插頭流入的電能會在產品內部轉換為熱能，然后只會向周圍的物體及空氣傳遞。
接通電源后一段時間內，多半轉換的熱能會被用于提高裝置自身的溫度，而排出的能量僅為少數。之后，裝置溫度升高一定程度時，輸入的能量與排除的能量必定一致。否則溫度便會無止境上升。
很多人會認為，“熱設計是指設計一種可避免發熱并能使其從世界上消失的機構”。
就像前面指出的那樣，說是“發熱”，但并非憑空突然產生熱能。說是“冷卻”，但也并不是熱能完全消失。
如圖所示,熱設計是指設計一種“將○○W的能量完全向外部轉移的機構”，其結果是可達到“○○℃以下”。大家首先要有一個正確的認識！
下面看一下熱傳遞的方式。
熱能傳遞只有3種方式。分別為“傳導”、“對流”及“熱輻射”。請注意，傳導與對流表面文字相似，但絕不相同！
傳導是指在物體（固體）中傳播的熱能的傳遞。鋁和鐵的導熱性都很出色。這就是傳導。
如果用數值表示導熱性，樹脂為0.2～0.3，鐵為49，鋁為228，銅為386。這些都是指該物質的導熱率，單位為“W/（m·℃）”。越容易導熱的物質，該數值越大。
如果用一句話來表述導熱率的含義，即“有一種長1m、斷面積為1m2的材料，其兩端的溫度差為1℃時，會流動多少W”。如果將其單位“W/（m·℃）”寫成
大家是不是立刻就明白了呢？
對流是指熱能通過與物體表面接觸的流體，從物體表面向外傳遞的方式。請大家聯想一下吃熱拉面時的情景。用嘴吹一下，拉面就會變涼。那就是利用熱對流使熱從拉面表面向吹出的空氣傳遞的結果。
這也可用數值表示。比如，流體為水，散熱面水平放置時，自然對流就為（2.3～5.8）×100，受迫對流就為（1.2～5.8）×1000，水沸騰時就為（1.2～2.3）×10000。這就是各種情況下的傳熱系數，單位為“W/（m2·℃）”。
這個單位很容易理解。由于是“W/（面積·溫度差）”，因此它的意思就是“面積為1平方米的面與周圍流體的溫度差為1℃時，會從該面傳遞多少W熱量”。
該傳熱系數受散熱面設置狀況的影響較大。根據流體的種類、流速及流動方向等，數值會發生變化。因此，計算傳熱系數的公式會根據不同的情況發生改變。
比如，有一個溫度均勻的平板，如果在與其平行的方向受迫流動空氣時（受迫對流），可用左圖的公式求出傳熱系數。從該公式可知以下兩點。
1、傳熱系數與流速的平方根成比例 。比如： 流速提高至2倍，傳熱系數也只提高至1.4倍
2、如果冷卻面積相同，流動的距離越長，傳熱系數越低。比如：在冷卻面上流動的空氣吸熱后，會在溫度上升的同時繼續流動，因此冷卻能力會越來越弱
總之，冷卻熱的物體時，與使用強風使其冷卻的方法相比，橫向擴大散熱面，使整體通風的方法更有效。
下面介紹一下自然對流的情況。空氣自然對流時的傳熱系數用下圖的公式求解。
這里出現兩個新詞，分別為“姿勢系數”和“代表長度”。這些是根據面的形狀及設置方向定義的。右圖分別顯示了垂直和水平設置平板時的情況，其他面形狀及設置方向也各有姿勢系數及代表長度。
輻射是指經由紅外線、光及電磁波等從物體表面傳遞的方式。被電爐發出的紅外線照射后，會感到溫暖。這就是熱輻射。太陽的熱量穿過真空宇宙到達地球，這也屬于輻射。
輻射中熱量是否易于吸收和放出取決于表面的溫度及顏色等。就顏色大體而言，黑色容易吸放，而白色較難。
如果用數值來表示，其數值范圍為0～1。理論上來講，全黑物質為1，鋁為0.05～0.5，鐵為0.6～0.9，黑色樹脂為0.8～0.9。這就是熱輻射率（沒有單位）。
此處公開的公式是一個近似式，用于計算設置在空氣中的物體向周圍的空氣進行輻射時傳遞的熱量。物體和空氣的溫度差并不是很大時，可利用該公式準確計算出結果。
熱傳遞只有前面提到的3種方式。利用這些公式可計算出“從表面溫度為○○℃的方形箱體表面會向空氣中釋放多少W的熱量”。
至此，總結了“熱設計的3條基礎知識”。不論是感覺“公式很難”的人，還是“早就知道”的人，只要了解這3條就足夠了。
總而言之，其根本是要“遵守原理原則”。不違背原理原則，一點一點仔細設計非常重要。就像中學和大學教科書中記載的那樣，基礎中的基礎最為重要。
（未完待續）
免責聲明：
1.本文部分圖片來自網絡，侵權刪。
2.本文意圖是為了向大家解說SONYPS3散熱設計過程，但其中大篇幅介紹了熱處理基礎與各種散熱處理方法及其收益，并輔以少量公式計算，同時還向讀者展示了散熱設計的實例（既包括整體散熱設計也包括了部件散熱設計）。比較適合熱設計初學者學習。
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