底面のサーペンタイン流路を冷却液が流れ、セルから熱を吸い出して入口(青)から出口(赤)へ温度が上昇していきます。
$$Q_{\text{tot}} = N \cdot q_{\text{cell}}, \qquad \dot m = \dot V \cdot \rho$$
総発熱 Q_tot(W)と冷却液質量流量 m(kg/s)。N:セル数、q_cell:1セル発熱(W)、V:体積流量(m³/s)、ρ:冷却液密度(kg/m³)。
$$\Delta T_{\text{coolant}} = \frac{Q_{\text{tot}}}{\dot m \cdot c_p}, \qquad T_{\text{cell,max}} = T_{\text{avg}} + \frac{Q_{\text{tot}}}{h\,A_{\text{plate}}}$$
冷却液の入出口温度差と、平均冷却液温度から伝熱でかさ上げされたセル最高温度。c_p:比熱、h:実効伝熱係数(≈8000 W/m²K)、A_plate:プレート面積(m²)。
$$Re = \frac{\rho\,u\,D_h}{\mu}, \qquad P_{\text{pump}} \approx 50 + 8\,\dot V_{\text{L/min}}$$
流路のレイノルズ数(Re>2300で乱流)と、ポンプ消費電力の経験式。D_h:水力直径、μ:動粘度。実機は流路長と曲げ数で変動。
