熱流束（熱フラックス）とは？温度や熱との違い、3つの熱伝達を解説

はじめに

「熱い」と感じるとき、私たちは一体何を感じているのでしょうか。物体の「温度」そのものでしょうか、それともそこから伝わってくる「熱」の移動量でしょうか。

これらの現象を科学的・工学的に正しく理解するためには、「温度」「熱」そして、この記事のテーマである「熱流束（ねつりゅうそく）」の違いを把握することが非常に重要です。

本記事では、「熱流束とは何か」という基本から、その測定の重要性、そして熱の伝わり方までを分かりやすく解説します。

熱流束（熱フラックス）とは？

「熱流束」を理解するために、まずは「フラックス（Flux）」という言葉の定義から始めましょう。

フラックス（Flux）とは、ある一定の時間内に、特定の面を通過または移動する量のことを指します。この「量」は、電気や磁気、そして熱などの形で表されます。

この定義に基づき、熱流束（または熱フラックス）は、一定の時間内に、一定の面積の表面を通過する熱の輸送量（熱の移動速度）と定義されます。単位は通常、ワット毎平米（W/m²）で計測され、熱がどちらの方向にどれくらいの勢いで流れているかを示す「大きさと向きを持つベクトル量」です。

熱流束と「温度」「熱」の違い

「熱流束」「温度」「熱」は密接に関連していますが、それぞれ異なる物理量を指します。

熱を「水」、温度を「水位」に例えるなら、熱流束は「単位面積あたりの水の流量（流れの速さ）」と考えるとイメージしやすいでしょう。

熱流束（熱伝達）の3つのタイプ

熱が伝わる現象（熱伝達）は、熱流束の発生メカニズムによって以下の3種類に分類されます。

実際の熱移動は、これら3つの形態が複雑に組み合わさって発生します。

なぜ熱流束の計測が重要なのか

温度だけでなく「熱流束」を正確に測定することで、様々なメリットが生まれます。

• 断熱材の性能を正確に評価できる
• 製品や建物におけるエネルギー損失箇所を特定できる
• よりエネルギー効率の高いソリューション開発に繋がる

このように、熱流束の計測は、研究開発から製品設計、省エネ対策まで、幅広い分野で不可欠な技術となっています。

まとめ

• 温度は熱の「状態」、熱は移動する「エネルギー」、そして熱流束はその「流れの勢い」を示す指標です。

• 熱流束（熱伝達）には「伝導」「対流」「放射」の3つのタイプがあります。
• 熱流束を正確に測定することは、エネルギー効率の改善や高機能な製品開発において非常に重要です。

この記事について

本記事は、熱流束センサーのリーディングメーカーであるHukseflux社の公開技術情報に基づいております。その情報をもとに、同社の日本国内正規代理店であるクリマテック株式会社が、日本のユーザー様向けに独自の解説、および国内での具体的な活用シーンや知見を加えて編集しました。