散熱技術的發展不僅為了解決電子設備過熱問題，同時也成為重要的減碳技術應用。有效的散熱技術可以提升能源利用效率，降低設備運行耗能，因此在減碳方面的應用愈加受到重視。
熱傳遞催化散熱
(承前文)中揚動力的專利TW201522893A是熱傳遞催化散熱方法，在熱源上設有傳熱介面，且於傳熱介面至少一面上設有六角環碳基奈米碳散熱膜。傳熱介面吸收熱源後，由六角環碳基奈米碳散熱膜進行散熱。藉此可利用六角環碳基奈米碳散熱膜，有效引導熱傳遞至空氣中。以避免傳熱介面與空氣間產生熱傳遞落差，而達到提升熱傳遞效能、有效減少熱傳遞瓶頸、不需使用散熱鰭片、大幅降低散熱成本、減輕體積重量、減少原物料消耗以及節能減碳的效果(圖7)。
圖7 熱傳遞催化散熱，TW201522893A專利案
太陽能散熱裝置
南開科技大學以太陽能散熱裝置申請專利TW201447077A，該裝置包含一個機體、一個熱管、一個冷卻件，以及與該冷卻件電性連接的一個太陽能板。太陽能板用來提供運作時必要的電力，機體則是一個封閉的中空結構，其內部以一個隔板分隔為一個吸熱部及一個散熱部。散熱部內注有散熱用的冷卻液，熱管穿設於該隔板，使熱管的蒸發部及冷凝部，分別位於該吸熱部及散熱部內。
冷卻件設於散熱部內，具有一個汲取端，及設於該散熱部上方的水幕部。汲取端用於汲取冷卻液，使冷卻液於水幕部釋出，來加速熱管的冷凝部散熱。藉由熱管在吸熱部吸熱，而在散熱部散熱，達到散熱的目的(圖8)。
圖8 太陽能散熱裝置，TW201447077A專利案
中國散熱技術應用專利
散熱流體自擾動型電機機殼
江蘇智馬科技的專利CN112994328B是散熱流體自擾動型電機機殼，其包括數個第一散熱區域，及設置在相鄰第一散熱區域之間的第二散熱區域。第二散熱區域包括週邊散熱腔體，沿機殼的長度方向貫通。內部散熱通道，布建在週邊散熱腔體內，且沿機殼的長度方向貫通。
其中，週邊散熱腔體側壁上設有第一開口端，內部散熱通道側壁上設置第二開口端。第二開口端將來自內部散熱通道的部分氣流，向第一開口端導引。第一開口端將來自週邊散熱腔體，及內部散熱通道的部分氣流，引導至遠離機殼的方向。本發明中散熱腔體的改進，增加熱交換空氣的擴散範圍，使得熱量較高的空氣快速散發，而持續透過常溫的空氣參與到熱交換過程中，進而提高熱交換效率(圖9)。
圖9 散熱流體自擾動型電機機殼，CN112994328B專利案
電路功率元件散熱管路裝置
天水電氣傳動研究所的CN106653715B專利，是應用於電路功率元件散熱的管路裝置。此應用於電路功率元件散熱的冷卻管路裝置，包括冷卻板，冷卻板內設有數個平行的空腔，空腔內嵌套有冷卻管路。冷卻管路由數個平行設置的冷卻管組成，每個冷卻管分別緊密的嵌套在每個空腔內。
使用時，冷卻液經由設在空腔一端的冷卻液入口進入，流經冷卻管後經由冷卻液出口流出。冷卻管表面徑向方向交錯設置有長方孔，並沿著冷卻管的軸向設計多個交錯設置的長方孔。本發明在冷卻管上開設交錯的長方孔，使得將直管內縱向流動的液體，在邊緣形成小的環形回流，進而增加管內液體流動的湍動程度，提高管內的換熱係數(圖10)。
圖10 電路功率元件散熱管路裝置，CN106653715B專利案
自散熱光伏幕牆
青島宏海綠能的專利CN118273475A是自散熱光伏幕牆，包括內立柱、外立柱、鋁合金橫樑、鋁合金扣蓋和鋁合金壓板。在內立柱和外立柱之間，形成安裝低輻射玻璃的空間。內立柱的外側安裝有低輻射玻璃，該低輻射玻璃與內立柱之間填充有三元乙丙膠條。外立柱與內立柱同軸設置，在外立柱上安裝光伏玻璃。鋁合金壓板位於光伏玻璃的外測，鋁合金肋板位於光伏玻璃內側的外立柱內。
本發明解決了光伏玻璃，導致室內造成的溫度上升的問題。同時提高發電效率，節約材料用量，不用單獨製作線槽和扣蓋。利用本身的結構把光伏線路合理的收納起來，提高了幕牆的美觀性(圖11)。
圖11 自散熱光伏幕牆，CN118273475A專利案
散熱裝置及伺服器
上海芯希資訊技術的專利CN117075697A是散熱裝置及伺服器，其中的散熱裝置為伺服器中的發熱元件散熱。散熱裝置包括CPU液冷板、記憶體條傳熱元件及傳熱支架。
CPU液冷板包括相對設置的第一表面與第二表面，供液體流動而帶走傳導至第一表面與第二表面處的熱量的內通道，以及連通至內通道的進口與出口。第一表面用於與CPU接觸，記憶體條傳熱元件，包括用於與記憶體條傳熱接觸的集熱件，與第二表面接觸的導熱件，以及將熱量由集熱件傳導至導熱件的傳熱件。
傳熱支架用於與供電模組接觸，傳熱支架還與CPU液冷板接觸。本專利的實際應用案例，採用散熱裝置及伺服器。能夠在對伺服器中發熱元件實現散熱目的的同時，確保散熱裝置的整合程度(圖12)。
圖12 散熱裝置及伺服器，CN117075697A專利案
散熱技術重要性攀升
總體來說，隨著科技的快速發展和對高性能電子設備需求的增加，散熱技術的重要性日益突顯。透過本文的專利地圖解析，可以清晰地看到，散熱技術領域正經歷著快速的創新和發展。經上述各種專利數據顯示，各大企業和研究機構正積極投入研發，以解決日益嚴峻的熱管理挑戰，特別是在半導體、資料中心、新能源車、綠色能源及綠色建築等領域。
散熱技術的發展不僅關係到設備的性能和可靠性，以及合宜的居住環境，還對能效提升和減碳目標的實現具有重要意義。未來，隨著新材料和智慧技術的進一步成熟，散熱技術將在更多應用領域中發揮關鍵作用。企業和研究機構應持續關注專利布局和技術動態，並積極投入創新研發，以保持競爭優勢並引領未來市場需求的發展。
(本文作者Rex Wang 為中銓國際專利商標事務所主任工程師，Oliver Chen為中銓國際專利商標事務所所長)