発熱量から温度上昇を求めたい・・・

Question

推定盤内発熱量：1000W、
盤表面積：1.22?、
盤(というかただの箱なのですが…)には
窓のようなものはなく風通しができない状態です。

この盤内の温度上昇がどれくらいになるのか、
計算方法等ありますでしょうか？

Answer

物体の表面から放熱については「熱伝達係数」という概念を使って
計算します。
無風条件において、熱伝達係数は表面積1m2・周囲と物体の温度差1Kあたり
14W程度です。（内訳：対流の成分が約7W、放射の成分が約７W）

＃１さんのご回答では、熱伝達率＝熱伝達係数の値が5～6W程度とされてい
ますが、実際の値は上記のとおり約２倍ほどあります。

Ts：盤表面温度とTa：盤周囲温度の温度差と放熱量の関係を示すのでなく、
盤内空気温度と盤周囲温度の温度差と放熱量の関係を示す場合に当てはまり
そうに思います。

盤表面温度が均一であれば計算は簡単ですが、温度分布がる場合は多少
面倒です。5～6W程度の値を示しているのは、計算上の安全率なのかも
知れません。

参考URLに熱計算および熱に関する各種データが掲載されたサイトをご紹介
しておきます。（お問い合わせのような条件の温度上昇も計算できます）

Answer

回答（1)さんの計算方法が一般的だと思います。熱量計算についての参考資
料を添付します。

Answer

日本電機工業会 技術資料[JEM-TR148 インバータドライブの適用指針]に
配電盤の発熱量と盤表面からの放熱量との関係式について次のように
示されいます。これを利用しますと、計算できると思います。

q＝h×A×(Ts－Ta)

q：盤全体の総発熱量[W]
h：熱伝達率(放熱係数) 5～6[W/m^2・℃)
A：盤有効放熱面積[m^2]
Ts：盤表面温度[℃]
Ta：盤周囲温度[℃]

盤の周囲温度を20[℃]とし、上の式にそれぞれの値を代入しますと

1000[W]＝5×1.22×(Ts－20[℃])
(Ts－20[℃])＝1000[W]／6.1＝163.9[℃]
Ts＝163.9[℃]＋20[℃]
Ts＝183.9[℃]

約184[℃]になると予想されます。
また、周囲温度を40[℃]とした場合は 約204[℃]になると計算されます。

このため、盤に給気口と排気口を設け、更に排気口に強制冷却用ファン
を取り付ける必要があると考えます。
なお、詳しくは [技術資料/JEM-TR148/インバータドライブの適用指針]を
入手されて参照して下さい。

[日本電機工業会]
https://www.jema-net.or.jp/

[JEM総目録]
http://www.jema-net.or.jp/cgi-bin/assort.cgi

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