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制御盤用クーラーの選び方

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ENC シリーズの選び方

1.制御盤クーラー選定方法[屋内設置]

制御盤内を希望温度にするために必要な冷却能力は、下記の式で算出できます。

①制御盤内総発熱量

盤内に収納されている機器の発熱量の合計。
※各機器の発熱量は ⇒機器別発熱量一覧表 を参照ください。

② 熱通過率

盤外から盤内へ侵入しようとする熱の通過率。
板金種類や板厚で変化しますが、板厚2mmの鋼鈑では約5[W/m2・℃]となります。

③ 最高周囲温度

設置される環境において最も高いと想定される温度。

④ 盤内希望温度

希望される盤内温度(推奨温度は35℃です)。

⑤ 制御盤有効表面積

対象制御盤の大気と接触する全ての面の表面積合計(自立盤の場合は底面を除いた表面積)。

2.制御盤クーラー選定方法[屋外設置]

屋外設置の場合には、1.制御盤クーラー選定方法[屋内設置]で算出した屋内設置の制御盤クーラーの選定結果に太陽光からのエネルギー量を加えて選定します。

必要冷却能力[W]
= 総日射侵入熱量 + 屋内盤としたときの必要冷却能力(1.制御盤クーラー選定方法[屋内設置]項目参照のこと)

総日射侵入熱量の求め方

1)日射による侵入熱量を計算します。

日射量は設置場所、日付、時間、方位によって異なります。

★各面の日射量サンプルデータ(東京地区、7/22快晴) 単位W/m²

  天面 北面 東面 南面 西面
11時 1026.7 302.8 302.8 305.1 77.3
12時 1064.0 78.3 78.3 325.9 78.3
13時 1043.0 78.8 78.8 310.1 307.7
14時 980.2 79.1 79.1 261.7 523.3
15時 872.1 80.7 80.7 179.8 715.3

このため各面ごとに計算して、その総和が必要な日射侵入熱量となります。各面の日射熱量は下記の計算式によって求められます。

総日射侵入熱量=各面の筐体表面上昇温度(相当外気温度上昇)×熱通過率×各面の表面積
相当外気温度上昇[℃] =
各面の日射量[W/m²] ×
太陽吸収率筐体外表面熱伝達率[W/m²・℃]
語句説明
  • 「熱通過率(W/m²・℃)」・・・周囲温度(筐体表面上昇温度)と希望温度の温度差がある時、熱伝導により侵入(又は放熱)する熱量の対面積比率 制御盤の板厚、材質により変動しますが、盤用熱関連機器工業会で5~6W/m²・℃と規定されています。
  • 「筐体外側の熱伝達率(W/m²・℃)」・・・無風時のときで約10W/m²・℃、風速1~2m/sのときで約15W/m²・℃と考えられます。風速が高いほど熱伝達率は大きくなります。
  • 「筐体表面上昇温度(相当外気温度上昇)」・・・日射による気温の等価温度上昇のことです。

以上のことから、設置される地域、盤表面の色・状態、盤外壁の状態(厚み・2重構造・日除け板の設置etc.)、盤外を対流する風の状態などによって変動することがわかります。

例として下記条件の制御盤で計算してみます。

◎高さ2000mm、幅1000mm、奥行500mm◎扉面南向き◎東京地区、7月22日、快晴、14時、無風状態◎板厚2mm、塗装色:ライトベージュ、壁面は1重構造

面の位置 日射量
(W/m²)
太陽吸収率 筐体外面
熱伝達率
(W/m²・℃)
相当外気
温度上昇
(℃)
熱通過率
(W/m²・℃)
面の面積(m²) 日射熱量(W)
天面 980.2 0.5 10 49.01 5 0.5 122.5
北面 79.1 0.5 10 3.955 5 2 39.6
東面 79.1 0.5 10 3.955 5 1 19.8
南面 261.7 0.5 10 13.085 5 2 130.9
西面 523.3 0.5 10 26.165 5 1 130.8
総日射侵入熱量 443.6

注意! 使用年月とともに盤の表面がくすんで来たりすると吸収率が変化しますので、安全率を見た選定が必要です。

3)上記必要冷却能力を各制御盤クーラーの能力特性グラフに当てはめて選定してください。

《選定についての注意》

  1. インバータやサーボアンプなどは、その使用方法・モータートルクなどによって発熱量が大きく変動しますのでご注意ください。
  2. 定格出力50kw以上のインバータについては、メーカーによって発熱量が大きく異なりますので、メーカーにご確認ください。
  3. 機種を選定する際には、必要定格能力及び必要冷却能力を上回る機種を選定してください。
  4. 上記の計算式によって算出された能力は目安であり、絶対値ではありませんのでご注意ください。
  5. 制御盤の密閉性・発熱体との位置・盤内の対流によっては期待される冷却能力が得られない場合がありますので、十分にご注意ください。
  6. フィルタの汚れやファンモータの劣化等によって、冷却能力の低下に繋がる場合がありますので定期的なメンテナンスをしてください。

機器別発熱量一覧

1.電源・変圧機器類

盤内収納機器 発熱量(目安値) 備考
小型トランス 定格容量
~100VA 15%程度
~300VA 10%程度
~1kVA 7%程度
~3kVA 5%程度
~5kVA 4%程度
  • 小型ほど発熱比率が大きくなります。
大型トランス
(単相)
定格容量
~20kVA 2%程度
~100kVA 1.5%程度
~300kVA 1%程度
 
大型トランス
(三相)
定格容量
~20kVA 2.2%程度
~100kVA 2%程度
~200kVA 1.5%程度
~300kVA 1.4%程度
~500kVA 1.2%程度
 
電圧調整器 定格容量の10%程度  
大型抵抗器 定格容量の1/3程度  
定電圧電源 定格容量
~2kVA 15%程度
~10kVA 10%程度
 
無停電電源装置
(UPS)
出力容量
~1kVA 20%程度
~5kVA 20%程度
~10kVA 20%程度
~20kVA 15%程度
~50kVA 15%程度
~100kVA 15%程度
  • 小型ほど発熱比率が大きくなります。
  • 発熱量は蓄電池浮動充電状態での値です。
  • 常時インバータ給電方式
直流安定化電源
(スイッチングレギュレータ)
定格容量の20~30%程度
  • 小型ほど発熱比率が大きくなります。
  • 定格容量100%の時の発熱量です。
低圧コンデンサ 定格容量の0.2~0.3%程度
  • 定格容量はkVA。
    参考
    (1kVA=265.3μF)

2.増幅器類

盤内収納機器 発熱量(目安値) 備考
ACサーボアンプ 定格容量
~0.1kW 50%程度
~0.5kW 15%程度
~1kW 8%程度
~3kW 5%程度
~5kW 4%程度
~11kW 3.5%程度
~22kW 3%程度
  • 小型ほど発熱比率が大きくなります。
  • 定格容量100%の時の発熱量です。
  • 数値は一般的目安です。
    詳細は各メーカーへお問い合わせください。
インバータ 定格出力
~0.4kW 12.5%程度
~0.75kW 11%程度
~1.5kW 8%程度
~2.2kW 7%程度
~3.7kW 6%程度
~7.5kW 6%程度
~11kW 5%程度
~22kW 4.5%程度
~75kW 4%程度
~280kW 3%程度
  • 小型ほど発熱比率が大きくなります。
  • 定格容量100%の時の発熱量です。
  • 数値は一般的目安です。
    詳細は各メーカーへお問い合わせください。
ACリアクトル
(200V系)
定格容量
3.7kW 10W程度
5.5kW 17W程度
7.5kW 19W程度
11kW 20W程度
15kW 29W程度
22kW 33W程度
30kW 39W程度
37kW 41W程度
45kW 47W程度
55kW 55W程度
75kW 65W程度
90kW 76W程度
110kW 83W程度
  • 発熱量表記です。
  • 入力電圧50Hz、電圧バランス0%モータ負荷100%時の発熱量です。
ACリアクトル
(400V系)
定格容量
3.7kW 8W程度
5.5kW 11W程度
7.5kW 13W程度
11kW 14W程度
15kW 19W程度
18.5kW 27W程度
22kW 36W程度
30kW 39W程度
37kW 50W程度
45kW 56W程度
55kW 66W程度
75kW 71W程度
90kW 86W程度
110kW 94W程度
132kW 119W程度
160kW 135W程度
200kW 155W程度
220kW 170W程度
280kW 210W程度
  • 発熱量表記です。
  • 入力電圧50Hz、電圧バランス0%モータ負荷100%時の発熱量です。
DCリアクトル
(200/400V系)
定格容量
0.4kW 2W程度
0.75kW 3W程度
1.5kW 6W程度
2.2kW 8W程度
3.7kW 14W程度
5.5kW 19W程度
7.5kW 25W程度
11kW 31W程度
15kW 36W程度
18.5kW 40W程度
22kW 52W程度
30kW 60W程度
37kW 67W程度
45kW 95W程度
55kW 100W程度
  • 発熱量表記です。
制動抵抗・制御ユニット
(200/400V系)
定格容量
3.7kW 190W程度
5.5kW 280W程度
7.5kW 380W程度
11kW 550W程度
15kW 750W程度
18.5kW 930W程度
22kW 1100W程度
30kW 1500W程度
37kW 1900W程度
45kW 2300W程度
55kW 2800W程度
75kW 3800W程度
90kW 4500W程度
110kW 5500W程度
  • 発熱量表記です。
  • 制御トルク100%、制動頻度5%時の発熱量です。
サイリスタ
(単相)
定格電流
~25A 50W程度
~35A 55W程度
~50A 75W程度
~75A 90W程度
~100A 120W程度
~150A 200W程度
~250A 350W程度
~350A 400W程度
~450A 560W程度
~600A 700W程度
  • 発熱量表記です。
サイリスタ
(三相)
定格電流
~25A 90W程度
~35A 115W程度
~50A 175W程度
~75A 250W程度
~100A 320W程度
~150A 520W程度
~250A 930W程度
~350A 1150W程度
~450A 1600W程度
~600A 2000W程度
  • 発熱量表記です。

3.配線用機器類

盤内収納機器 発熱量(目安値) 備考
配線用遮断器
(MCCB)
定格容量
~20A 7W程度
~50A 14W程度
~100A 21W程度
~225A 45W程度
~400A 115W程度
  • 定格電流100%の時の発熱量。
  • 3P の場合(極性に比例する。)
漏電遮断器(ELCB) 定格容量
~225A MCCB+ 5W程度
~400A MCCB+30W程度(漏電電子回路部等)
  • 定格電流100%の時の発熱量。
  • 3P の場合(極性に比例する。)
    ただし、漏電電子回路部は極性に無関係。
電磁接触器 定格容量
~4kW 7W程度
~11kW 15W程度
~22kW 30W程度
~37kW 50W程度
~55kW 90W程度
~110kW 200W程度
~160kW 340W程度
~200kW 460W程度
  • 定格電流100%の時の発熱量。
熱動形過負荷継電器
(サーマル)
定格電流
~15A 2W/極程度
~30A 3W/極程度
~100A 7W/極程度
~150A 9W/極程度
~450A 10W/極程度
~600A 12W/極程度
  • 設定電流値最大値通電時の発熱量。
電磁継電器 一台当たり5W程度
  • 定格電流100%の時の発熱量。

4.制御用機器類

盤内収納機器 発熱量(目安値) 備考
小型リレー
ミニリレー 1~2W/個
パワーリレー 2~3W/個
 
ソリッドステートリレー
(SSR)
負荷電流値×1.8W程度  
温度調節計 消費電流を発熱量とみなす。  
PLC 小型PLC
AC電源タイプ
I/O点数10~40点 30~50W
I/O点数64点以上 I/O点数×1W
DC電源タイプ I/O点数×0.5W

標準PLC 電源ユニットの消費電力程度

 
パソコン 電源ユニットの消費電力程度  
液晶モニタ 一台当たり 20W程度  
タッチパネル 一台当たり 100W程度  

5.その他

盤内収納機器 発熱量(目安値) 備考
ファンモータ
90□サイズ 10W程度
120□サイズ 20W程度
140□サイズ 40W程度
150φサイズ 55W程度
180□サイズ 55W程度
  • 定格入力を発熱量とみなします。
  • 軸流ファンモータの場合。
  • AC入力の場合。
  • サイズはフレームサイズ。

注意! 上記機器別発熱量資料は盤用熱関連機器工業会発行の資料をもとに、当社独自に調査した資料を追加したものです。
各機器の発熱量は目安値になりますので正確な発熱量を求めたい場合は、各機器メーカーへお問い合わせください。

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