JP5287764B2 - 電気制御盤の冷却方法及び冷却設備 - Google Patents

Description

本発明は、電算機室等の電気制御盤の内部に低温空気を流して冷却する電気制御盤の冷却方法に関する。

従来、図５に示すように、電気室１内の床上に間隔をおいて並列に配置された電気制御盤列７の前面側出口及び上部出口から排気される暖かい空気（暖気１５ａ）を電気室１に設置した空調機における室内器１７ａから吸い込んで、空調機における室外機により冷却して前記電気室１に低温空気（冷気１４ａ）を戻し、戻された低温空気を電気制御盤列７の背面側入り口から吸い込むようにした電気制御盤の冷却方法が知られている。
図５に示す場合には、電気室内において、暖気１５ａと冷気１４ａが混合されるため、電気制御盤背面側からの冷気１４ａには暖気１５ａが混合されるため、電気制御盤の冷却効率が低いという問題がある。

図５に示す技術の冷却効率を改善する技術として、空調機の冷風吹出口から吹き出される低温空気を電気室内の床ピット６に流し、電気盤の下部及び上部の開口部を利用して電気盤内部に低温空気を通すようにした冷却方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、電気室における制御盤列が複数ある場合で、制御盤列の吸気面が前面に、排気面が背面又は上面に配置されている形態の制御盤列では、間隔をおいて対向する制御盤列の吸気面を対向させて排気面を反対の背中側又は上に側に配置する形態とし、天井にピンポイントに設けた空調吹き出し口から冷気を吹き出すことも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１７９９２６号公報 特開２００９−７１０８４号公報

前記各従来の場合には、電気室内において冷気と暖気とが確実に分離されないで、混合したり、仕切り板の断熱効果が十分でないため、或いは、排気口を室内側壁又は天井部にピンポイントに設けて、冷気を排気するので、室内の暖気１５ａと１４ａとが確実に分離されていないため、冷却効率が低くなるという問題がある。
また、図６に示すように、床下に配線ピットがある場合で前記配線ピットを通風路として用いることが可能な場合には、電気室１の床５上に、間隔をおいて対向して制御盤列７の吸気面８側の上方に、電気制御盤列７に沿って水平に帯状の横仕切板２５を設け、横仕切板２５の巾方向両側に、冷気吹き出し口（図示を省略した）を設けると共に、冷気を床下から流して、各対向する制御盤列７の前面側の冷気吸気面８から吸気し、制御盤列７の背面側又は上面側の排気面９から暖気１５ａを排気して、図示省略の室内排気口から室外空調機を介して配線ピットに冷気を供給する技術も考えられるが、配線ピットを通気路として用いることができない場合には、図６に示す形態の冷却方法を採用することはできない。
本発明は、電気室内の電気制御盤を効率よく冷却可能な電気制御盤の冷却方法及び冷却設備を提供することを目的とする。

第１発明の電気制御盤の冷却方法では、電気室内の床上に間隔をおいて正面側に冷気吸気面を有する電気制御盤列が並列してかつ冷気吸気面が対向するように設けられた電気制御盤の冷却方法において、電気制御盤列の冷気吸気面側の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設けられて、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域を形成し、その冷気領域の冷気を前記冷気吸気面側から吸気するようにし、前記冷気吐き出しダクトの外側面は、断熱被覆されていると共に前記冷気吐き出しダクトの両側壁下部と電気制御盤列の前面上部とを仕切り部により接続して、電気制御盤列前面側間の冷気領域と電気制御盤列背面側の暖気領域を遮断するようにしたことを特徴とする。
第２発明では、第１発明の電気制御盤の冷却方法において、天井部から冷気吐き出しダクトを離して設けて、各電気制御盤列の背面側の暖気相互の対流を可能にしたことを特徴とする。
第３発明では、第１発明又は第２発明の電気制御盤の冷却方法において、外壁及び天井屋根に断熱層を設けて、電気制御盤の冷却効率を向上させるようにしたことを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明の電気制御盤の冷却方法において、電気室の暖気吸気口と冷気吐き出し口と室外に設けた空調機における室外機とを、それぞれ暖気送気路と冷気送気路を介して接続していることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第４発明の電気制御盤の冷却方法において、電気制御盤が３列以上の奇数列設けられている場合に、対とならない電気制御盤の冷気吸気面に間隔をおいて対向するように仕切り壁を設け、前記対とならない電気制御盤列の冷気吸気面側と仕切り壁との間の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列沿って延長するように設けられ、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域を形成し、その冷気領域の冷気を前記冷気吸気面側から吸気するようにしたことを特徴とする。
第６発明では、電気室内の床上に間隔をおいて正面側に冷気吸気面を有する電気制御盤列が並列してかつ冷気吸気面が対向するように設けられた電気制御盤の冷却設備において、電気制御盤列の冷気吸気面側の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設け、前記冷気吐き出しダクトの下側に沿って冷気吐き出し口を設け、前記冷気吐き出しダクトの外側面は、断熱被覆されていると共に前記冷気吐き出しダクトの両側壁下部と電気制御盤列の前面上部とを仕切り部により接続して、電気制御盤列前面側間の冷気領域と電気制御盤列背面側の暖気領域が遮断されていたことを特徴とする。
第７発明の電気制御盤の冷却設備では、第６発明の電気制御盤の冷却設備において、天井部から冷気吐き出しダクトを離して設け、冷気吐き出しダクトの上側と天井部との間に、通気路を設け、各電気制御盤列の背面側の暖気相互の対流を可能にしたことを特徴とする。
第８発明では、第６発明又は第７発明の電気制御盤の冷却設備において、外壁及び天井屋根に断熱層が設けられていることを特徴とする。
第９発明では、第６発明〜第８発明の電気制御盤の冷却設備において、電気室の暖気吸気口と冷気吐き出し口と室外に設けた空調機における室外機とを、それ
ぞれ暖気送気路と冷気送気路を介して接続していることを特徴とする。
第１０発明では、第６発明〜第９発明のいずれかの電気制御盤の冷却設備において、電気制御盤が３列以上の奇数列設けられている場合に、対とならない奇数列目の電気制御盤の冷気吸気面に間隔をおいて対向するように仕切り壁を設け、前記対とならない奇数列目の電気制御盤列の冷気吸気面側と仕切り壁との間の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設けられ、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域が形成され、その冷気領域の冷気が前記冷気吸気面側から吸気されるようにしたことを特徴とする。

本発明によると、対向する電気制御盤列の冷気吸気面側間の上方又は冷気吸気面と仕切り壁間の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設けられ、冷気吐き出しダクトの下側に沿って設けた冷気吐き出し口から吐き出すようにしたので、電気制御盤列の長手方向に沿って確実に冷気を送って、電気制御盤を確実に冷却することができ、また、断熱被覆された冷気吐き出しダクトの両側壁下部と電気制御盤列の前面上部とを仕切り部により接続して、電気制御盤列前面側間の冷気領域と電気制御盤列背面側の暖気領域を遮断するようにしたので、冷気と暖気が確実に分離されて供給されて、冷気による電気制御盤の冷却効率を高めることができる。
また、天井部から冷気吐き出しダクトを離して設けて、各電気制御盤列の背面側の暖気相互の対流を可能にしたので、暖気領域間の温度差が大きくなるのを抑制することができる。
また、外壁及び天井屋根に断熱層を設けているので、夏季時等における電気制御盤の冷却効率を向上させることができる。
また、電気室の暖気吸気口と冷気吐き出し口と室外に設けた空調機における室外機とを、それぞれ暖気送気路と冷気送気路を介して接続しているので、インバーターエアコン等、熱交換器を備えた空調機により冷却することができる。

本発明の一実施形態の電気制御盤の冷却設備を示すものであって、電気制御盤を冷却している状態を示す縦断正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施形態の電気制御盤の冷却設備を示すものであって、電気制御盤を冷却している状態を示す縦断正面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 従来の電気制御盤の冷却設備の第１例の説明図である。 従来の電気制御盤の冷却設備の第２例の説明図である。

次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２には、本発明の第１実施形態の電気制御盤の冷却設備の一実施形態が示されている。

先ず、図１及び図２に示されている躯体構造及び設備について簡単に説明すると、電算機室等の電気室１は、その周側部が、断熱性の外壁又は内壁２により囲まれていると共に、上部は断熱性屋根又は断熱性天井部３とされている。

床下躯体４上に設けられた床５の下に、配線ピット６が設けられ、床５の上に電気室１が設けられ、電気室１内空気と配線ピット６内空気との循環を期待しない形態とされている。
床５の上には、前後方向に延長するように配置された正面側に冷気吸気面を有する電気制御盤列７が左右方向に間隔をおいて対向するように配置されている。具体的には、電気制御盤列７は、並列に冷気吸気面が対向するように配置されると共に隣り合う対向する電気制御盤列７は、正面側に冷気１４ａを吸い込むための入り口を備えた冷気吸気面８が設けられ、各電気制御盤列７の背面側及び上面側には、それぞれ暖気１５ａを排出するための吐き出し出口を備えた暖気排気面９を備えている。

対向する電気制御盤列７の冷気吸気面８側間の上方に、断熱性屋根又は断熱性天井部３から十分離れた下位位置に、冷気吐き出しダクト１０が電気制御盤列７に沿って延長するように設けられ、前記冷気吐き出しダクト１０の巾寸法は、ほぼ電気制御盤列７間の寸法とされ、各冷気吐き出しダクト１０の外側面は、断熱被覆されている。

各冷気吐き出しダクト１０の下面側に沿って連続して設けた電気制御盤列７の全長に亘る冷気吐き出し口１１から吐き出すようにしている。

前記冷気吐き出しダクト１０の両断熱側壁１２下部と各電気制御盤列７の前面上部とは、断熱性仕切り板が設けられるか、又は両断熱側壁１２下部の吹き出し口から電気制御盤列７の前面上部に向かって冷気を吹き出してエアーカーテンを形成して、断熱性仕切り板又はエアーカーテンによる仕切り部１３が設けられ、前記仕切り部１３は、前記冷気吐き出しダクト１０の両断熱側壁１２下部と電気制御盤列７の前面上部とを接続するように各電気制御盤列７の全長に亘って設けられ、前記仕切り部１３により、電気制御盤列７前面側間の冷気領域（コールドアイル）１４と電気制御盤列７背面側の暖気領域（ホットアイル）１５を遮断するようにしている。

また、断熱性屋根又は断熱性天井部３から冷気吐き出しダクト１０を離して設けて、冷気吐き出しダクト１０の上側と断熱性屋根又は断熱性天井部３との間に、通気路１６を設けている。前記通気路１６を設けたことにより、各電気制御盤列７の背面側の暖気相互の気流の変化がある場合あるいは温度差が生じている場合には、これらの暖気流域の空気の対流を可能にしている。電気制御盤列７を備えた建造物は、季節あるいは日照により太陽光２２等を受ける側と太陽光等を受けない側では、温度差（外部負荷）が大きいため、前記のように、通気路１６を設けたことにより、各電気制御盤列７の背面側の暖気相互の対流を可能にして暖気領域１５間の温度差が大きくなるのを抑制するようにしている。
また、外壁及び天井屋根に断熱層を設けていることで、夏季（又は太陽光を多く受ける昼間）において外気温が高くても、インバーターエアコンからなる空調機１７による電気制御盤７の冷却効率を向上させるようにしている。なお、冬季又は夜間時の外気温が低い時には、前記空調機１７の運転台数を低減するように、適宜温度検知器を設けて、室外機１７ｂ内の熱交換器のモーターをインバーターにより制御している。

電気室１の暖気吸気口１８と冷気吐き出しダクト１０の基端側と室外に設けたインバーターエアコンからなる空調機１７の室外機１７とを、それぞれ暖気送気路１９と冷気送気路２０を介して接続している。

図１及び図２に示す電気制御盤の冷却設備では、床５の下に、配線ピット６が設けられている形態でも、配線ピット６を通風路として用いることができない場合でも、電気制御盤列間に冷気吐き出し口１１から冷気を吐き出して冷気領域１４を確実に形成することができると共に、電気制御盤７の背面又は上面から吐き出される暖気と混合することがないので、確実に電気制御盤７に除湿された冷気を供給して、電気制御盤７を効率よく冷却することができる。

なお、床５が通気可能な場合には、配線ピット６を通気路１６として用いて冷気を電気室１に供給するようにしても一層電気制御盤７の冷却を行うことができるが、配線ピット６内の結露を生じる恐れがあるため、配線ピット６内の結露を防止するためには、床５を通気不能な形態とするとよい。

図３及び図４には、本発明の他の実施形態の電気制御盤の冷却設備で、電気制御盤列７を奇数列設ける場合が示されている。電気制御盤列７を偶数列設ける場合には、前記実施形態のように、２つの電気制御盤列７を１組の電気制御盤列群として、間隔をおいて隣り合う１組の電気制御盤列群の間を暖気領域とすればよいが、３つ又は３つ以上の奇数の電気制御盤列７を配置する場合には、対とならない奇数列目の電気制御盤列７が生じるようになるため、この場合には、図３及び図４に示すように、断熱性の外壁２の内側から離れた位置に、断熱性の間仕切り壁２３を、対とならない奇数列目の電気制御盤列７の冷気吸気面８に間隔をおいて対向するように設けて、最も外側の奇数列目の電気制御盤列７と断熱間仕切り壁２３との間に冷気吐き出し口１１から冷気を吐き出して冷気領域１４とし、その上方に、冷気吐き出しダクト１０と仕切り部１３を設けるようにすればよい。

図３及び図４に示す形態の場合には、複数台の空調機１７により電気制御盤を冷却するようにしているが、１台の空調機１７と電気室１を接続するようにしてもよい。

本発明は、床下ピットを冷気の通風路として用いることができない場合、あるいは電気室内の天井に配線ラックが設けられていない形態の電気室の電気制御盤を冷却する場合に有利である。

１ 電気室
２ 外壁又は内壁
３ 断熱性屋根又は断熱性天井部
４ 床下躯体
５ 床
６ 配線ピット
７ 電気制御盤列
８ 冷気吸気面
９ 暖気排気面
１０ 冷気吐き出しダクト
１１ 冷気吐き出し口
１２ 断熱側壁
１３ 仕切り部
１４ 冷気領域
１４ａ 冷気
１５ 暖気領域
１５ａ 暖気
１６ 通気路
１７ 空調機
１７ｂ 室外機
１７ａ 室内機
１８ 暖気吸気口
１９ 暖気送気路
２０ 冷気送気路
２１ 出入り口
２２ 太陽光
２３ 間仕切り壁
２５ 横仕切板

Claims (10)

1. 電気室内の床上に間隔をおいて正面側に冷気吸気面を有する電気制御盤列が並列してかつ冷気吸気面が対向するように設けられた電気制御盤の冷却方法において、電気制御盤列の冷気吸気面側の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設けられて、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域を形成し、その冷気領域の冷気を前記冷気吸気面側から吸気するようにし、前記冷気吐き出しダクトの外側面は、断熱被覆されていると共に前記冷気吐き出しダクトの両側壁下部と電気制御盤列の前面上部とを仕切り部により接続して、電気制御盤列前面側間の冷気領域と電気制御盤列背面側の暖気領域を遮断するようにしたことを特徴とする電気制御盤の冷却方法。
2. 天井部から冷気吐き出しダクトを離して設けて、各電気制御盤列の背面側の暖気相互の対流を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の電気制御盤の冷却方法。
3. 外壁及び天井屋根に断熱層を設けて、電気制御盤の冷却効率を向上させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気制御盤の冷却方法。
4. 電気室の暖気吸気口と冷気吐き出し口と室外に設けた空調機における室外機とを、それぞれ暖気送気路と冷気送気路を介して接続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気制御盤の冷却方法。
5. 電気制御盤が３列以上の奇数列設けられている場合に、対とならない電気制御盤の冷気吸気面に間隔をおいて対向するように仕切り壁を設け、前記対とならない電気制御盤列の冷気吸気面側と仕切り壁との間の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列沿って延長するように設けられ、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域を形成し、その冷気領域の冷気を前記冷気吸気面側から吸気するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気制御盤の冷却方法。
6. 電気室内の床上に間隔をおいて正面側に冷気吸気面を有する電気制御盤列が並列してかつ冷気吸気面が対向するように設けられた電気制御盤の冷却設備において、電気制御盤列の冷気吸気面側の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設け、前記冷気吐き出しダクトの下側に沿って冷気吐き出し口を設け、前記冷気吐き出しダクトの外側面は、断熱被覆されていると共に前記冷気吐き出しダクトの両側壁下部と電気制御盤列の前面上部とを仕切り部により接続して、電気制御盤列前面側間の冷気領域と電気制御盤列背面側の暖気領域が遮断されていたことを特徴とする電気制御盤の冷却設備。
7. 天井部から冷気吐き出しダクトを離して設け、冷気吐き出しダクトの上側と天井部との間に、通気路を設け、各電気制御盤列の背面側の暖気相互の対流を可能にしたことを特徴とする請求項６に記載の電気制御盤の冷却設備。
8. 外壁及び天井屋根に断熱層が設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電気制御盤の冷却設備。
9. 電気室の暖気吸気口と冷気吐き出し口と室外に設けた空調機における室外機とを、それぞれ暖気送気路と冷気送気路を介して接続していることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の電気制御盤の冷却設備。
10. 電気制御盤が３列以上の奇数列設けられている場合に、対とならない奇数列目の電気制御盤の冷気吸気面に間隔をおいて対向するように仕切り壁を設け、前記対とならない奇数列目の電気制御盤列の冷気吸気面側と仕切り壁との間の上方に、冷気吐き出しダクトが電気制御盤列に沿って延長するように設けられ、前記冷気吐き出しダクトの下側に設けた冷気吐き出し口から冷気を吐き出して冷気領域が形成され、その冷気領域の冷気が前記冷気吸気面側から吸気されるようにしたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の電気制御盤の冷却設備。

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