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制御盤の内部の温度上昇と、必要な換気の風量の計算
制御盤の大きさ・中の発熱・盤の熱の通りやすさから、換気しないときの内部の温度上昇を求めます。許せる温度上昇を入れると、必要な換気ファンの風量も出します。
入力
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
参考
- University Physics Volume 2「1.6 Mechanisms of Heat Transfer」・OpenStax（ライス大学）・伝導・対流・放射による熱の移動、伝導の式 P = kAΔT/d・資料を開く
伝熱の考え方の基礎だけで、制御盤の有効表面積や換気の風量の式は載っていません。 - General Catalog 2012/2013 Technical Reference — Calculation（英語）・Oriental Motor（米国）・G-34（制御盤の換気の例）・資料を開く
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解説
盤の中の機器の熱は、盤の表面から周りへ逃げます。逃げる熱は 熱通過率 × 表面積 × 温度差 なので、発熱が大きく盤が小さいほど中の温度が上がります。足りないときは換気ファンで外の空気を入れます。
使い方
盤の寸法・中の発熱・熱通過率を入れます。換気の風量を求めるときは、許せる温度上昇と安全率も入れます。
例題（手計算）
例題 1：風量：700 × 1,000 × 400 mm・450 W・5 W/(m²·K)・許せる上昇 20 K・安全率 2
S = 1.8 × 1.0 × (0.7 + 0.4) + 1.4 × 0.7 × 0.4 = 2.372 m²（出典 2.37 m²）。V = (1/20) × (450/20 − 5 × 2.372) × 2 = 1.064 m³/min（出典 1.07 m³/min、S を 2.37 に丸めた値）。
例題 2：温度上昇：同じ盤・450 W・換気なし
ΔT = 450 ÷ (5 × 2.372) = 37.943 K（出典の式で、出典には数値の例がない）。
例題 3：換気がいらなくなる境目：237.2 W・許せる上昇 20 K
Q ÷ ΔT_a = 237.2 ÷ 20 = 11.86 W/K = U × S = 5 × 2.372 = 11.86 W/K なので、換気しなくてもちょうど 20 K に収まる境目（風量 0）。これより発熱が小さいと括弧の中は負になり、風量 0 と出す。
例題 4：幅 0 mm（入力エラー）
寸法は 0 より大きい。0 は物として成り立たないので入力エラー。
よくある間違い
- 機器の消費電力をそのまま発熱にする：発熱は損失の分です（インバーターは出力の数 % など、機器の資料で確かめる）。
- 吸気口にフィルターがあるのに風量を見込まない：フィルターで風量が減るので、ファンの風量の曲線で確かめます。
よくある質問
- 壁に付けた盤・並べた盤は。
- 壁や隣の盤に接した面からは熱が逃げにくいので、放熱に効く表面積はこの式より小さくなります。この式のままだと温度上昇を小さく、風量を少なく見積もる（危ない側）ので、使えません。接した面を除いた表面積は、盤のメーカーの資料で確かめます。
- クーラーの能力は。
- Q − U × S × ΔT_a が、クーラーで取り去る熱の目安です（このページは計算しません）。
適用範囲
周りが全部開いた（壁や隣の盤に接していない）閉じた制御盤の、一様な温度上昇と換気の風量（出典の式）。
この計算で扱わないこと：
- 壁に付けた盤・並べた盤（接した面がある盤）
- 盤用クーラー・熱交換器の選定
- 日射・盤の中の温度のむら・フィルターの圧力損失