制御盤熱対策

質問

非常に埃の多い場所に、2か月限定で計装盤を設置する必要があります。
盤内のPoE HUBが270kCal/h程度の発熱量があるのですが、その他機器の
発熱も考慮し、盤内機器の発熱量をその倍程度 500kCal/h と想定したとき、
クローズされた筐体(ファンやクーラーなどを設置できない状況)での自然放熱で
対応は可能なものでしょうか。
・盤サイズ 500×500×800mm 盤パネル 鉄 1.6mm
・外部温度 最大30度、内部温度 最大45度
としたときに、問題が発生するかどうかを知りたいと思います。

北川工業製熱伝導シート(型式CPSH 厚み1mm 熱伝導率5W/m・K)を400×500mm用意し、盤の裏面パネルの表裏に貼り付けると、より効果が上がるでしょうか？
鉄よりも熱伝導率が低いため、効果が薄い気がするのですがいかがでしょうか。
計算式も含め、ご教授いただけると幸いです。

よろしくお願いいたします。

回答No.7

lumiheart

エアパージ冷却
http://www.toshiba-teli.co.jp/products/special/case/wh1000-t.htm
https://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/26/130/index.html
本来は冷却と言うより粉塵の侵入防止ですが
それなりのパージ流量を稼げれば冷却可能です
粉塵の多い環境ならそれなりの言い訳は立つ

エアクーラー
http://www.tohin.co.jp/energy-saving/air-cooler/
http://www.nissin-san.co.jp/enviro_box/cooler.htm
https://www.monotaro.com/g/00314486/
https://www.monotaro.com/g/00327061/
オモチャみたいなものだけれど冷却効果はスゴイ！
唯一の難点はオモチャみたいなのに３万円以上もする事
かなりの確率で予算の問題で却下される

回答No.6

nowane4649

感覚的には単純な自然空冷は厳しそうなな感じですね。
大きなアルミ板などヒートスプレッダを介して筐体に放熱し、筐体自体もフィンなどのヒートシンクを着けるべきかと思います。

後、熱伝導シートの役割は、界面における熱伝達係数の改善です。

物体間の接触では表面の微細凹凸で空気が入り込み、断熱近い状態になる部分が発生します。
この隙間を熱伝導率の大きな物質で埋めることで
熱を伝わりやすくするのが熱伝導シートの役割です。
(こういった異なる物体間の熱移動を熱伝達と言って同じ物体中の熱を移動の熱伝導と区別しています。)

単独使用は無意味です。

盤の裏面(背面)内側に大きなアルミ板や銅板を取り付け、熱を拡散させ、放熱面積を稼ぎます。
更に、外側にヒートシク設置し、放熱面積をもっと稼ぎます。
(背面をくり抜いてヒートシンクを直接取り付けが最良)

回答No.5

hahaha8635

https://store.shopping.yahoo.co.jp/denshi-tabacco/ynngkptenp.html?sc_e=slga_pla
基盤の中を冷蔵庫にする

あとは水冷
盤内に熱交換機を入れきき盤内の熱を配管を通し盤外へ
盤外の遠くで冷却

回答No.4

lumiheart

＞問題が発生するかどうかを知りたいと思います。

問題は内部機器の仕様で決まります

内部機器の耐熱温度が４５℃以上なら問題ではないが
内部機器の耐熱温度が４５℃未満なら問題アリ

よーするに、耐熱温度４５℃の機器を組み込むの？

日本製のＦＡ機器なら概ねそれに耐えてくれるけれど
中韓製の機器ではその限りに非ず

定石的には熱交換器
https://ntec.nito.co.jp/content/ppreview.html?code=C840-C856-S6076
或いはペルチェクーラ
https://ntec.nito.co.jp/content/ppreview.html?code=C840-C1635-S8746
残るはご予算次第！

たったの２か月程度誤魔化せばそれでよいのなら
ＢＯＸ表面にアルミ放熱板を貼り付けて
https://www.marutsu.co.jp/pc/i/48980/
取り付け可能且つ入手可能の最大サイズのものを貼り付けて

放熱板に↓のようにファンを取り付ける
https://ntec.nito.co.jp/content/ppreview.html?code=C840-C852-S3248

粉塵の多い現場だと放熱フィンに粉塵が溜まって冷却効率は落ちるけれど
１週間に一度くらいフィンを掃除すればそれで解決

それとも２か月間無人なの？

冷却効率を多少なりとも稼ぐ方法として
盤内循環ファンを付ける
↑で挙げた熱交換器のフィンが少ないだけとでも思えばそれなりに冷える

４５℃以下絶対で４６℃に成ったら壊れるとかならそれなりに
たったの１℃が問題なら

回答No.3

ohkawa3

＞北川工業製熱伝導シートを盤の裏面パネルの表裏に貼り付けると、より効果が上がるでしょうか？

盤の裏面は、室温より低温の物体に隣接しているのでしょうか？
盤の裏面が室温より低温の物体に隣接しているのであれば、熱伝導シートの利用は、熱伝導が悪い隙間を埋める効果によって熱伝導を良好にするので、盤の温度を下げることに貢献します。
ただし、効果があるのは、盤の外側のシートだけであり、盤の内側にシートを貼っても熱伝導物質に面接触していないので効果はない（僅かに逆効果）と思います。

参考URL：

https://www.techno-kitagawa.com/product/heat-list/heat_transfer_pad/non-silicone/cpsh.html

回答No.2

tom900

詳しい計算機式などは＃１さんの回答から頑張って計算してみてください。
どんなお立場でご質問なさっているのかわかりませんが、納入業者なら必死ですね。納入させる方なら「計算して持ってきてください」で済む話です。

さて、自然放熱で問題かどうかは、使用している電子機器の耐熱性能によります。
計装盤なので端子台がメインだと思いますが、ON・OFFのリレーやSWなどが盤内に取り付けされていたときには、その電子部品の耐熱性能が問題になりそうですね。
個人的にはクローズ筐体の時点でNGっぽいと感じています。なので粉塵爆発するような環境で無ければ２ヶ月という限定なので、盤の蓋を外して取り付けます。

回答No.1

fujiyama32

「一般社団法人／日本配電制御システム工業会」にて技術資料として
「名称：配電盤類の換気計算の一方法、規格番号：JSIA-T1016」にて
配電盤類の換気方法の計算書が発行されています。
この計算書の手順により検討を進めることをお勧めします。

下のURLをクリックして参考にしてください。
ただし、発行年月が不明ですので、修正箇所や追加事項がある可能性
もありますので、工業会より正規の「JSIA-T1016」を購入すると良い
でしょう。

「換気計算書」
https://kushida.co.jp/pdf/kanki_k.pdf

「一般社団法人／日本配電制御システム工業会／規格・出版」
http://www.jsia.or.jp/other_g/

補足

早速のご回答、ありがとうございます。
さて、ざっくりと計算したのですが、自然放熱だけでは足りないことが分かりました。
そのうえで、元の質問の後半部分になりますが、熱伝導シート(熱伝導率5W/m・K → 厚み1mmのため、熱貫流率5KW/m2・K) サイズ400mm×500mmを厚さ1.6mmの鉄板の表裏に貼り付けた際の熱貫流率がどうなるか、計算が可能な資料はございますでしょうか。