冷却風量の計算式は何ですか？

Q（m³/s）= P（W）÷［ρ（kg/m³）× Cp（J/kg·K）× ΔT（K）］

室温付近の予備計算では、空気密度を約1.2 kg/m³、比熱容量を 約1,005 J/kg·Kとして使用できます。空気密度は温度、高度、大気圧に よって変化します。高地、高温、または重要度の高い用途では、 実際の使用環境に対応する値を使用してください。

例として、機器が500 Wの熱を発生し、排気温度が吸気温度より 10°C高くなることを許容する場合を考えます。

Q = 500 ÷（1.2 × 1,005 × 10）= 0.0415 m³/s

• 0.0415 m³/s × 3,600 ≈ 149 m³/h
• 0.0415 m³/s × 2,118.9 ≈ 88 CFM

理論上の最低風量は約149 m³/h、または88 CFMです。 最終選定では静圧、ファン性能の公差、温度、高度、フィルターの汚れ、 部品の経年変化も考慮します。

CFM、m³/h、m³/sはどのように換算しますか？

カタログ値が自由空間風量なのか、特定の静圧における風量なのかを 確認してください。自由空間CFMは静圧がほぼゼロの条件で測定されるため、 完成した筐体に取り付けた後の性能を表すものではありません。

ファン選定で静圧が重要なのはなぜですか？

ファンはすべての条件で一定の風量を発生するわけではありません。 実際の風量はシステム抵抗によって変化します。フィルター、保護ガード、 高密度ヒートシンク、配線、ダクトの曲がり、小さな開口部は圧力損失を 増加させます。実際の動作点は、ファンの圧力–風量曲線とシステム抵抗曲線が 交差する位置です。

ISO 5801:2017 は、標準化された風路を使用してファン性能を測定する方法を規定しています。 ISO/TR 16219:2024 は、機器の形状やシステム効果により、設置後の性能が試験室の結果と 異なる可能性を説明しています。

計算風量にはどの程度の余裕が必要ですか？

予備設計では理論風量に20～30%を加える場合がありますが、 すべての機器に適用できる固定ルールではありません。 適切な余裕は、ファン公差、高度、吸気温度、フィルターの汚れ、 部品の経年変化、熱負荷の不確実性、冷却故障の影響によって決まります。

88 CFMの例に25%の初期余裕を加えると、目標は約110 CFMになります。 ただし、カタログに110 CFMと記載されたすべてのファンが使えるわけでは ありません。計算した静圧において目標風量を供給する必要があります。

複数の余裕を総合的に検討せず重ねて加えないでください。 過大なファンは、騒音、消費電力、振動、粉塵吸入量を増やす可能性があります。 PWM制御や電圧制御を使用すれば、冷却能力の余裕を維持しながら、 通常負荷時の回転数を下げられます。

完成品で風量をどのように検証しますか？

1. 最大負荷時の実際の電力と発熱量を測定する。
2. 吸気温度と重要部品の温度を記録する。
3. 最終フィルター、ガード、ヒートシンク、配線、ダクトを取り付ける。
4. 文書化された方法で風量または圧力を測定する。
5. 最低および最高電源電圧で試験する。
6. 規定された最高周囲温度で試験を繰り返す。
7. 必要に応じてフィルターの汚れや部分的閉塞を再現する。
8. 回転数、電流、騒音、振動、アラーム信号を記録する。

ISO 5802:2001 は産業用ファンの現地性能試験を扱っています。AMCA Publication 201は、 実際のシステムへ設置した後に性能を低下させる設置効果を説明しています。

技術原則：熱収支式で必要風量を概算し、圧力–風量曲線でファンを選び、 完成品試験で最終設計を承認します。

よくある質問

500 Wの熱を除去するには何CFM必要ですか？

許容空気温度上昇が10°Cで、室温に近い条件の場合、理論上は約88 CFMが 必要です。この値には圧力損失、フィルターの汚れ、高度、ファン公差は 含まれていません。最終的なファンは、筐体の実際の静圧において必要風量を 供給できなければなりません。

自由空間CFMだけで冷却ファンを選べますか？

自由空間CFMは初期比較には使用できますが、最終選定の基準にはできません。 これは静圧がほぼゼロの状態における風量です。ガード、フィルター、 ヒートシンクを追加すると風量は低下します。完全な圧力–風量曲線を使い、 システム抵抗を測定または推定してください。

冷却ファンは大きいほど良いですか？

いいえ。大型ファンは低い回転数と騒音で同じ風量を供給できる場合が ありますが、サイズだけでは十分な静圧を保証できません。 過大設計はコスト、消費電力、粉塵吸入量を増やす可能性があります。 風量、静圧、効率、騒音、寿命、設置スペースを比較してください。

内部へ送風する方法と熱気を排出する方法のどちらが良いですか？

気流経路を適切に制御すれば、どちらの方法も使用できます。 フィルター付きの正圧送風は未ろ過の粉塵侵入を減らせます。 排気ファンはホットスポットから熱気を直接除去できます。 冷気が重要部品を通過し、循環や短絡を起こさない配置を選んでください。

このガイドはどの技術資料に基づいていますか？

• ISO 5801:2017 — ファン性能試験
• ISO/TR 16219:2024 — システム効果
• ISO 5802:2001 — 現地性能試験
• AMCA Publication 201-23 — ファンとシステム
• ANSI/AMCA Standard 99-25 — ファンの法則