(57)【要約】【課題】選定者の経験に頼ることなく、適切な放熱機器を迅速かつ正確に選定することができるボックスの放熱機器選定方法を提供する。【解決手段】データベースと検索ソフトを用いてボックスを選定し、選定されたボックスのボックス寸法を含む情報パラメータを放熱機器選定プログラムに引き渡す。また、これらの情報パラメータ以外の使用条件を選定者が放熱機器選定プログラムに入力する。放熱機器選定プログラムは盤内熱量と放熱量との平衡式から放熱機器の必要能力を算出したうえ、放熱機器を選定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱機器選定プログラムを用いてボックスの放熱機器を選定する方法であって、データベースを用いてボックスを選定し、選定されたボックスのボックス寸法を含む情報パラメータを放熱機器選定プログラムに引き渡すとともに、これらの情報パラメータ以外の使用条件を放熱機器選定プログラムに入力し、放熱機器選定プログラムは盤内熱量と放熱量との平衡式から放熱機器の必要能力を算出したうえ、放熱機器を選定することを特徴とするボックスの放熱機器選定方法。
【請求項２】
データベースから引き渡される情報パラメータがボックス寸法のほか、塗装色と材質を含む請求項１記載のボックスの放熱機器選定方法。
【請求項３】
情報パラメータ以外の使用条件が、盤内機器の発熱量、盤内許容温度、周囲温度である請求項１記載のボックスの放熱機器選定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子電気機器収納用ボックスの内部で発生する熱を外部に排出するための熱交換器、換気扇、ルーバ、空気調和機等の放熱機器の選定方法に関するものであり、更に詳細には、放熱機器選定プログラムを用いてボックスの放熱機器を選定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子電気機器収納用のボックスはその内部に発熱する機器を収納するため、盤内温度が過度に上昇しないように熱交換器、換気扇、ルーバ、空気調和機などの放熱機器を備える場合がある。放熱機器の選定に際して従来は、内蔵する機器に適切なボックスをカタログ等により選定した後、熱平衡式から導かれる計算式に各種パラメータを代入して放熱機器の必要能力を特定して、必要能力に応じた放熱機器を選定していた。
【０００３】
例えば、屋外に設置される電子電気機器収納用ボックスの熱交換器を選定する場合には、熱交換器必要定格能力Ｑ（Ｗ）は、Ｑ＝（Ｐ＋Ｗｅ）／（Ｔ２−Ｔ１）―（Ｂ・Ｓ＋Ｕ・Ｓ）の式により算出されている。ここでＰは盤内機器の発熱量（Ｗ）、Ｗｅは日射入熱量（Ｗ）、Ｔ１は想定最高外気温（Ｋ）、Ｔ２は盤内許容温度（Ｋ）、Ｂは遮光率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、Ｕは熱通過率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、Ｓは有効放熱面積（ｍ２）である。
ここでＰ、Ｔ１、Ｔ２は使用条件に応じて選定者が決定し、Ｓはカタログに掲載されたボックスの外形寸法より算出されるボックスの表面積から熱出入りの不可能な面の表面積を除外することにより決定し、Ｕ、Ｂはボックスの材質によるものでカタログの掲載値等から決定する。また、Ｗｅは熱通過率Ｕと有効放熱面積Ｓに係数を掛けた値として算出されるものである。そして算出された必要定格能力Ｑに応じて熱交換器の機種を選定していた。なお、換気扇、ルーバ、空気調和機についても同様である。
【０００４】
通常上記のような計算はコンピュータプログラムに各パラメータを入力することにより計算するものであるが、選定しようとするボックスの候補が複数存在する場合には、ボックスごとにボックスの外形寸法を含む上記パラメータを入力する必要があり、選定作業が煩雑になるという問題点があった。
また、材質より決定される熱通過率Ｕはカタログの最終ページなどに一覧表などでまとめて掲載されていることが多く掲載位置がわかりにくいうえ、ボックスの色を入力して熱通過率Ｕを補正する必要があり、カタログの記載から適切に補正値を読み取り計算式に入力することは専門知識がないと困難であるという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、データベースと放熱機器選定プログラムを用いることにより、選定者の経験や知識に頼ることなく、また煩雑な作業を必要とすることなく、適切な放熱機器を迅速かつ正確に選定することができるボックスの放熱機器選定方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、放熱機器選定プログラムを用いてボックスの放熱機器を選定する方法であって、データベースを用いてボックスを選定し、選定されたボックスのボックス寸法を含む情報パラメータを放熱機器選定プログラムに引き渡すとともに、これらの情報パラメータ以外の使用条件を放熱機器選定プログラムに入力し、放熱機器選定プログラムは盤内熱量と放熱量との平衡式から放熱機器の必要能力を算出したうえ、放熱機器を選定することを特徴とするものである。なお、データベースから引き渡される情報パラメータがボックス寸法のほか、塗装色と材質を含むものであることが好ましく、情報パラメータ以外の使用条件が、盤内機器の発熱量、盤内許容温度、周囲温度であることが好ましい。
【０００７】
本発明のボックスの放熱機器選定方法によれば、データベースを用いてボックスを選定し、データベースに含まれない使用条件を入力するだけで、放熱機器選定プログラムが盤内熱量と放熱量との平衡式から放熱機器の必要能力を算出して放熱機器を選定するので、選定者の経験や知識に頼ることなく、誰でも適切な放熱機器を迅速に選定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１に示すように、本発明では先ずデータベースを用いてボックスを選定する。このデータベースには多数のボックスが分電盤ボックス、コントロールボックス、計器盤ボックス、通信ボックスなどの用途別に分類されており、それぞれのボックスについて商品名、品番、ボックス寸法、材質、板厚、塗装色、ハンドル種類、規格、価格などの情報パラメータが写真とともに登録されている。ボックス検索ソフトは上記の様々な角度から条件を絞り込んで目的とするボックスを検索することができる。
【０００９】
このようにしてボックスが選定されると、選定されたボックスのボックス寸法を含む情報パラメータをデータベースから放熱機器選定プログラムに引き渡す。ここで引き渡される情報パラメータは熱収支の計算に必要な項目であり、有効放熱面積Ｓの計算のためにボックス寸法は必須である。しかし熱通過率Ｕの計算に用いるために、ボックスの材質と塗装色をも引き渡すことが好ましい。
【００１０】
しかしデータベースに登録されているのは各ボックス固有の情報パラメータのみであるから、選択されたボックスの具体的な使用条件は選定者が放熱機器選定プログラムに入力する。例えば、ボックスが屋外に設置される場合には盤内機器の総発熱量Ｐ、盤内許容温度Ｔ２、周囲温度として想定最高外気温Ｔ１、設置状態などである。設置状態とは、隣接する構造物の有無、日射を受けない面、設置される方角等を意味する。
【００１１】
放熱機器選定プログラムは、データベースから引き渡されたボックス寸法からその表面積を算出するとともに、入力された設置状態から熱の出入り可能な面を考慮して有効放熱面積Ｓを演算する。例えば地上に設置され背面を壁に密着させて設置する場合には底面、背面を除く４面が有効放熱面となり、地上に設置されボックスの周囲に構造物が何もない状態では、底面を除く５面が有効放熱面となる。
【００１２】
次に放熱機器選定プログラムは、ボックスが設置される方角を考慮しながら、最高外気温時の日射による日射入熱量算出する。日射入熱量Ｗｅは各面からの日射入熱量の和であり、Ｕをボックスの材質によって定まる熱通過率（Ｗ／ｍ２・Ｋ・Ｓ）、Ｓ有効表面積、ΔＴｅｑを日射入熱量による各面の相当外気温度上昇分とすると、下記の数１により求められる。
【数１】
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【００１３】
ここでＳｔ、Ｓｔ、Ｓｓ、Ｓｅ、Ｓｗ、Ｓｎはそれぞれ天井面、南面、東面、西面、北面の表面積であり、熱通過率Ｕは鉄の場合Ｕ＝５Ｗ／ｍ２・Ｋ・Ｓであり、相当外気温上昇温度ΔＴｅｑは各面ごとに異なり、ライトベージュ塗装の場合天井面でΔＴｅｑｔ＝４５Ｋ、南面でΔＴｅｑｎ＝１４Ｋ、東西北の各面でΔＴｅｑｅ＝ΔＴｅｑｗ＝ΔＴｅｑｎ＝３．４Ｋとなることが分かっている。従って、東西南北の表面積が異なれば同じボックスであっても設置する方角によって日射入熱量が異なるものとなる。
【００１４】
また、他の構造物が隣接している面や他の構造物により最大日射時に日射を受けない面を指定している場合は、これらの面では日射による熱量は無視できるものとして上記の日射入熱量の算出から除外する。なお、ΔＴｅｑはボックスの色によってその値が変化し、Ｕはボックスの材質によって異なるものであるからデータベースから引き渡された情報パラメータに応じてΔＴｅｑとＵの値を補正する。ただし屋内用のボックスに付いては日射入熱量を無視できることはいうまでもない。
【００１５】
このようにして算出された日射入熱量Ｗｅと、盤内機器の総発熱量Ｐとの和が盤内熱量となり、それに見合う熱量を外部に放熱する必要がある。放熱量はボックス壁面の透過熱量Ｕ・Ｓ（Ｔ２−Ｔ１）と放熱機器による放熱量Ｑ（Ｔ２−Ｔ１）との和である。ただしボックスが遮光板を備えている場合には、遮光板により遮断される熱量をＢ・Ｓ（Ｔ２−Ｔ１）として放熱量に加える。ここでＢは遮光率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）である。またＱは放熱機器の定格能力である。これらを総合すると、数２の平衡式となる。
【数２】
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【００１６】
数２の平衡式にＰ、Ｗｅ、Ｕ、Ｓ、Ｔ２、Ｔ１、Ｂの各値を代入することにより、ボックス内の熱平衡を維持するに必要な放熱機器の能力Ｑを算出することができる。ただし遮光板がない場合には、Ｂ＝０とする。そしてその算出値に応じて放熱機器を選定すればよい。放熱機器が熱交換器である場合には、算出された能力Ｑを満足するものを直接選定すればよい。なお、１台では能力Ｑを満足できない場合には、複数台を組み合わせてもよい。
【００１７】
放熱機器が換気扇である場合には、熱輸送の式により放熱量は、ρ・Ｃｐ・Ｖ・（Ｔ２−Ｔ１）≒２０Ｖ・（Ｔ２−Ｔ１）となる。ここでρは空気の密度、Ｃｐは空気の比熱、Ｖは風量（ｍ３／ｍｉｎ）である。このため数３の平衡式を用いてＶを求め、必要な風量を算出する。ここで換気扇の能力はその最大風量で表されるが、常には最大風量で動作しないため、必要な風量を２倍と考え、その風量を満足できる換気扇を選定する。
【数３】
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【００１８】
また放熱機器がルーバである場合には、熱輸送の式により放熱量は、ρ・Ｃｐ・Ｖ・（Ｔ２−Ｔ１）≒０．１ｖ・Ａ・（Ｔ２−Ｔ１）となる。ここでｖはルーバを通過する風速で０．５（ｍ／ｓ）であることが実験で分かっており、Ａは開口面積（ｃｍ２）である。このため数４の平衡式を用いてＡを求め、その開口面積を満足できるルーバを選定する。なおルーバは、排気用孔及び吸気用穴のそれぞれに同じ製品を取付けるものとする。
【数４】
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【００１９】
また、上記の様に選定された放熱機器はボックスの取付面を指定することにより、実際に取り付けが可能であるものだけを表示することが好ましい。即ちあらかじめボックスの取付面の取付有効範囲を定めておき、放熱機器の取付面がこの範囲内に収まるもののみを表示することが好ましい。放熱機器が複数個必要である場合には、複数個が取付有効範囲に収まるもののみを表示させることはもちろんである。なお、ボックスの取付有効範囲は各ボックスごとにデータを持たせてもよいが、あらかじめ定められた演算によりにより定めるものであってもよい。また同様な選択方法は空気調和機についても適用できることはもちろんである。なお、以上のステップを図１にまとめた。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によればデータベースとボックス検索ソフトを用いてボックスを選定し、データベースから情報パラメータを放熱機器選定プログラムに引き渡すようにしたので、データベースに含まれない使用条件を入力するだけで、放熱機器選定プログラムが盤内熱量と放熱量との平衡式から放熱機器の必要能力を算出して放熱機器を自動的に選定することができる。このため、選定者の経験や知識に頼ることなく、誰でも適切な放熱機器を迅速に選定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステップを示すブロック図である。
【図１】
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