Warmteafvoer

Warmteafvoer is het proces waarbij warmte van een systeem naar de omgeving wordt overgedragen om een veilige of gewenste temperatuur te handhaven. Het omvat de drie hoofdmechanismen geleiding (conductie), convectie (door vloeistof of gas) en straling (radiatie). In veel systemen treden combinaties op, bijvoorbeeld bij elektronische apparaten waar warmte via een koellichaam naar de lucht wordt overgedragen, vaak versneld door ventilatie of vloeistofkoeling.

De hoeveelheid warmte die kan worden afgevoerd, hangt af van de temperatuur in het systeem versus de omgeving, de oppervlakte waarover de warmte wordt afgestaan en de eigenschappen van de gebruikte materialen. Convectieve warmteafvoer wordt vaak benaderd met Q = h A ΔT, waarbij h de warmteoverdrachtscoëfficiënt is, A het oppervlak en ΔT het temperatuurverschil. In geleiding geldt de relatie volgens de wet van Fourier en bij straling volgens de wet van Stefan-Boltzmann. Ontwerpen combineren vaak passieve koeling (koellichamen, ventilatie) met actieve koeling (ventilatoren, vloeistofcircuits) om oververhitting te voorkomen.

Toepassingen variëren van elektronica en telecommunicatie tot gebouwen en industriële processen. In computers en servers is effectieve warmteafvoer cruciaal voor betrouwbaarheid en prestaties; in gebouwen speelt het een sleutelrol in comfort en energiekosten via ventilatie, warmtewisselaars en isolatie. Goede ontwerppraktijken verbeteren de warmteafvoer door gebruik te maken van materialen met hoge thermische geleidbaarheid, grotere contactoppervlakken en efficiënte koelmethoden, waardoor systemen langer meegaan en efficiënter werken.