通常、制御盤の中にはたくさんの機器が入っています。
これらの機器は一般的に熱に弱く、高温時には誤動作や機器の劣化などのトラブルを引き起こします。
屋外の、直射日光を受けるような立地では、制御盤内の温度が50℃付近まで上昇することもある為、きちんとした熱対策をする必要があります。
しかし、熱対策に対して明確な規格がないため制御盤メーカーは独自に熱計算を行うことで最適な熱対策の方法や機器の選定をしています。
熱対策方法には大きく分けて【自然換気】【強制換気】【強制冷却】の３種類があります。
代表的なものに以下のような方法があります。
お客様の要望、必要冷却能力によって熱対策の方法や機器の選定が異なります。
「熱計算」には大きく分けて「発熱量計算」と「放熱量計算」があります。
「発熱量計算」とは各機器から発生する熱量を集計することです。
「放熱量計算」とは筐体から周囲に放熱可能な熱量を算出することです。
熱計算において外形寸法は重要な要素となります。
なぜなら外気への放熱量は放熱面積（表面積）に比例しているからです。
そのため換気扇が付けられない場合などには、あえて筐体を大きく設計することで放熱面積を大きくすることもあります。
自動車のラジエーターは、エンジンの熱を冷却水に伝えてエンジンで発生する熱を下げる仕組みです。
このように「加熱された固体」と「流れる液体」との間で「熱をやり取りする」ことを熱伝達（対流）と言います。
熱伝達は表面間で熱が移動するため、接触する面積を大きくすることで熱の移動速度が上がります。
例えば、バイクのエンジンに刻まれたフィンは外気との接触面（表面積）を大きくして冷えやすいように工夫された形状で、さらに風が当たることでより冷えやすくなっています。
このことから、熱の移動速度は
に比例することが分かります。これを「ニュートンの冷却の法則」と言います。
立地条件は熱計算において非常に重要な要素となります。
屋内外で筐体の外部環境に大きく異なる点が2つあります。
1つ目は盤が日射を受けるのかどうかという点
2つ目は盤の周囲で風が吹いているのかどうかという点
です。
屋外設置では直射日光による輻射熱も計算に加えなければならない点で注意が必要です。
また、盤周囲の風速の影響で表面の熱伝達率が異なります。
そのため「屋内設置」なのか「屋外設置」なのかでそもそもの計算式が異なります。
制御盤の筐体の周りに壁やものがあるのかによって放熱のスピードが変わります。そこで設置状態も考慮して熱計算を行います。
設置状態には大きく分けて8種類あります。
必要冷却能力を加味して【自然換気】【強制換気】【強制冷却】いずれかの方法での熱対策が必要となります。
熱対策方法の具体的な検討内容として
などがあります。
これらの要素を盛り込んで設計していきます。
制御盤は様々な外部環境に対して中の機器を守るために適した熱対策を行っています。
今回ご紹介した熱計算はその対策方法を決定するための大事な工程なのです。
