デメリットだらけのアルミ製PCケース～PCケースの放熱について考察する

　最近アルミのPCケースがよく売れているという。放熱が良いという噂は本当だろうか。アルミケースの放熱性能を理論的に検証してみた。

ケースの放熱性能

　PCケースの放熱経路には次がある。

換気：熱源→内気→外気
対流熱伝達：熱源→内気→ケース→外気
熱伝導：熱源→ケース→外気
熱放射：熱放射→ケース→外気

　経路1の冷却性能は換気風量に比例する。ファンで換気するPCケースではこれが主体。大半がこれに該当する。

　経路2はファンで換気しない自然空冷のPCケースで主体になる。

　経路3はビスなどで固定されている熱源（HDDなど）から熱伝導によってケースに熱が伝わって放熱される経路。

　経路4はケースの光沢によって性能が左右される。一般に光沢のあるものほど熱を反射するため放熱が悪い。

　石油ストーブの背後にあるミラーを思い出して欲しい。光沢のある鉄板が熱源の背後に配置されているのは、熱をよく反射するため。熱放射は温度の４乗に比例する。数百℃以上で問題になる話だから、PCケースではこの放熱経路は無視できる。

アルミの影響を考察する

　上記の放熱経路で、ケースの材質が関係しそうなのは経路２と経路３。

経路２について

　経路２の熱抵抗Rhは、次式になる。

　Rh＝ 1 ／ ( h1･A ) ＋ L ／ ( λ･A ) ＋ 1 ／ ( h2･A )　　　　(式１)

h1,h2は、それぞれケース内側と外側の熱伝達率(W/m²･K)。自然空冷では20～30。流速が高いほど大きな値をとる。
Lは板厚(m)。PCケースの場合は、一般に0.0006～0.0012。
Aは表面積(m²)。ケース側板を例に取ると、0.12前後。
λは熱伝導率(W/m･K)で、鋼板の場合は51.5、アルミ(A5052)の場合は124である。

　式1から、密閉ケースの冷却性能は空気との熱伝達率によって決まり、ケースに触れる流速が速いほど、放熱面積が広いほど、冷却性能があがることがわかる。

　式１で材質が関係するのは緑の第２項。この項の影響は、式1の全体からすると僅かしかない。つまり、ケースの材料の違い（アルミであるとか、鉄であるとか）は性能にほとんど影響しない。

経路３について

　経路３はアルミ材のメリットが生かせる唯一の分野だが、熱源（HDDなどから）伝わってくる熱そのものが少ない。HDDを鉄板に直接ビス止めした場合と、アルミに直接ビス止めした場合の比較になるが、HDDの発熱軽減にほとんど寄与しない。HDDは防振ゴムを介して固定されるケースも多い。

　従い経路３は実際にはほとんど関係ない放熱経路である。

まとめ～アルミケースに放熱メリット無し

　ケースの放熱はファンの能力で決まり、材質は関係しない。

　結局アルミケースのメリットは「軽い」ことだけ。

　鉄に比べ密度の低い分、共振しやすく、音漏れが多い欠点がある。

　以上のことから、わざわざアルミを選ぶ必要性はないと考える。

＜関連商品＞
PCケースの冷却用アクセサリ
 ファンレスケース表面積の大きいものほど冷却に有利です