電力調整盤の放熱（排熱）方法

Question

現在、既設の電力調整盤の放熱（排熱）の検討をしています。
内容は、電力調整盤（サイリスタ）の内部温度が上がりすぎていて、
電力調整機の許容温度を超えているので、冷却を検討・シミュレーションしてほしいと言う依頼があり、悩んでいます。
・電力調整盤サイズ　縦：2100mm　横：650mm　幅650mm
・電力調整装置発熱量：2000W　2000*0.86=1720Kcal／h
・現在盤内温度　65℃

上記のような情報がありまして、盤内温度を50℃以下にするという検討を
行っています。
現在も、盤底部より外気（想定は、夏季の高温高湿状態：35℃・70%）を
取り入れて冷却を試みていますが、なかなか内部が冷却されません。
また、盤上部には、既設のファン（約φ100）が2個ついて排熱をしています。
また、工場内部にグラスファイバー粉塵が浮遊してい、その粉塵を盤内部に
進入させないために、多少の内部圧をかけてやる必要があります。
私の推測なのですが、盤既設ファンの送風量がダクトにて送っている風量より、小さく調整器を冷却する前にダクトからの風を盤パネル下部のフィルター
から漏れでているような気がします。（あくまで私の推測です・・・）

この問題を解決するためにお知恵を御貸しいただけませんでしょうか？
また、排熱の計算法等教えていただけると幸いです。

どうぞよろしくお願いいたします。

Answer

2000Wの熱を空冷で排熱したいとの条件を基本に概算してみます。

盤サイズから，盤の表面積（底面を除く）は約5.9m2ほどあります。
盤表面の周囲温度に対する温度上昇を５Kと仮定し，熱伝達係数は14W/Km2と
見積もると，盤表面からの放熱量は，5.9m2×5K×14W/Km2＝413W程度です。

従って，2000W－413W＝1587W程を，ファンによって運び去る必要があります。

空気の比熱は，1.006J/K･g，吸気と排気の温度差を15K（50℃－35℃）とすれば，
1587W÷（1.006J/K･g×15K)＝1587J/s÷（1.006J/K･g×15K)＝105g/s
１秒あたり105ｇの空気を排気する必要があると言うことです。

50℃の空気の密度は1.09kg/m3ですから，105g÷1090g/m3＝0.096m3/s以上
（5.8m3/min）の流量のファンを選定する必要があるということと思います。

□120のファンは，最大風量2.5m3/min程度のようですから，２個並列使いで
最大風量5m3/min程度であって，圧力のかかった実使用状態では，放熱に必要
とする風量を確保できていないものと思います。

扇風機の羽根のような軸流ファンでは圧力がかかった際に風量を維持できま
せんので，既設のファンを実使用状態で5.8m3/min以上の風量が得られるシロ
ッコファン等に変更することが良さそうです。

シロッコファンの例です。空調用途のものですので，盤に取り付けて使う
ことに適合するか検証していませんので，特性の参考例としてください。

http://wwwl1.mitsubishielectric.co.jp/wink/shohinDisplay.do?productId=143011&c_hz=1
http://www.request.co.jp/wink/FAN_SN/bfs-50sc_1_sn.pdf

電力調整盤の放熱方法