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電子冷却器「ボックスクール」

電子冷却器「ボックスクール」

ぺルチェモジュール使用の 電子冷却器「ボックスクール」
冷媒を必要としない為、大気を汚さず環境にやさしい商品です。小型・軽量で機器への組み込みに最適。
システム拡張により高精度の温度制御が実現でき、用途を問わず各分野に使用可能です。


電子冷却器「ボックスクール」 よくあるご質問

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Q1. 冷却方式によってどんな特長があるの?

弊社電子冷却器の冷却方式の種類は、P型・F型・L型の3種類に分類されます。
P型は、発熱している部位に直接固定するので、効率良く吸熱をおこなうことができます。

F型は、ある空間内の空気を冷却する際に使用することが多く、主にBOXなどの冷却に適しています。また、スポット冷却としての使用にも適しています。

L型は流体の冷却用で、効率良く熱を移送することができ、水道水、海水をはじめ純水、グリコール、薬液等のさまざまな液体に対応しています。また、気体ガス等の冷却等にも適しています。

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Q2. 冷却能力表記の基準は?

弊社が表記している冷却能力は、ある熱量で発熱している被冷却物に弊社製品を使用した時に、被冷却物の温度を周囲温度と同じ温度にする事ができる能力をいいます。

例として、被冷却物の熱量が40W・周囲温度が+25℃の時に、弊社電子冷却器の冷却能力40Wクラス製品を取付けた場合、被冷却物の40Wを吸熱して被冷却物の温度を周囲温度と同じ+25℃にすることができます。

( "周囲温度" - "被冷却物の温度" = 0℃ 温度差Δt = 0K <ケルビン> )

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Q3. 10Wの冷却能力でどんなものが冷やせるの?

10Wの冷却能力といいましても、どの程度なのか、なかなか分からないものです。簡易的な計算でいいますと、500g(ペットボトル位)の液体を10分間で約3℃下げる能力に相当します。しかしながら、この値は簡易的な計算からの最高値であり、現実問題としては周囲温度や侵入熱量等のロスとなる要素が必ず含まれてくることから、まず成り立ちません。あくまでも一点に絞った計算値であることを了承いただいた上で参考としてください。

参考

1ccの水を1度上昇させるエネルギー(1deg)1cal SI基本単位換算より 1W = 0.8598kcal。これより1Wは約860cal/h。1Wとは860ccの水を1時間で1度上昇させる熱量です。 但し、常に冷却装置が100%の熱交換効率を有しているわけではありませんので、計算するときは、参考程度の"目安"としてご利用ください。

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Q4. 製品を使用できる温度範囲は?

電子冷却器を使用できる環境温度の範囲は、標準品では-10~+60℃までとなっています。
この温度範囲は、製品の放熱または冷却用に使用されているファンモータの保証値からの範囲であり、ペルチェモジュール単体では-20~+80℃までの使用が可能です。放熱方式を改善することで幅広い温度での使用が可能です。

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Q5. ペルチェ式での冷却能力の上限は?

弊社がラインナップをしております電子冷却器の冷却能力範囲は、10~240Wクラスまでとなっております。
技術的には電子冷却器の冷却能力の上限はありませんが、冷却能力200~250W付近から上の冷却能力になりますと、フロンを用いた冷凍機の小型タイプが対応できる範囲に入ってきますので、消費電力・質量・コストの面から冷凍機のメリットが大きくなってきます。しかしながら、冷凍機は精密な温度コントロールには複雑な要素が多いためにあまり適さないことから、冷却能力250W以上の製品を一部製作して供給している事例もあります。

上記3点の要素から、電子冷却器での冷却能力は10~250Wまでが最も適していると思われます。

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Q6. プレート(P)型冷却の極低温は何度まで可能なのですか?

弊社P型冷却器の冷却面は、周囲温度からの温度差で約40K(無負荷時)が限界値となります。
したがって周囲温度が+25℃であれば、冷却面は最大でも-15℃までとなります。さらに低温側にする場合は、ペルチェモジュールを多段で積んでいくことにより温度差をさらに出すことができます。

弊社では、過去の実績として最大約-65℃までの冷却試験を行なっています。

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Q7. 屋外仕様の電子冷却器はあるの?

ございます。「OCE-100BEC-AW/OCE-200BEC-AW」は屋外でも使用が可能です。

外気に触れる盤外部分の鋼板は全てステンレスを採用。さらに盤外カバーには粉体塗装を施し、高い防錆性で塩害地域でもお使いいただけます。詳しくは製品ページをご参照ください。

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Q8. 製品の寿命はどのくらい?

電子冷却器は、様々な部品で構成されており、その中でも特に寿命に影響してくる部品は、ペルチェモジュール、ファンモータ、スイッチング電源です。

ファンモータについては使用するメーカによっても異なりますが、一般的にDCファンで30,000~40,000時間(周囲温度+60℃時)は期待できます。また、スイッチング電源は寿命算出が使用条件で大きく変化することから困難な為、20,000~40,000時間位と大きな範囲となっています。

ペルチェモジュールは機械的に駆動しているものではありませんが、熱の変化による膨張・収縮により経年的なひずみが生じてきます。弊社では、各ペルチェメーカのモジュールを弊社独自の耐久試験にかけ、各モジュールの寿命算出をおこなっており、使用条件に合ったモジュールを使用しています。弊社で使用しているモジュールは条件内で使用した場合5年以上は期待できるものと思われます。

上記内容はあくまでも参考値であり、条件によって変化することから、数値を保証するものではないことをご了承ください。この数値をもとに起こったあらゆる事項について弊社はいかなる保証もいたしません。

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Q9. CPUクーラーとして使用できませんか?

ペルチェでの冷却はパソコンのクロックアップ等にジャンク的に行なわれており、一部のユーザーに注目をあびている事は事実です。しかし使用するには様々な問題点(結露、温度調節、消費電力、ファン、放熱部)があり、単純に使用するとかなりの危険性があり、最悪CPUまたはその周辺機器を破壊してしまう恐れがあります。

ペルチェ方式の冷却は、弊社HP上での製品ラインナップを見ていただいてもお分かりのとおり、吸熱した熱量+駆動用の電力を排熱する必要があり、その熱量は吸熱の約4倍を必要とします。

結局はこの排熱をヒートシンクなどを通してファンで空冷しなければならない為、大掛かりな改造を必要とし、コストも膨大な金額になってしまいます。その他にも上記問題点からさらにコストがかかることが推察されます。

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Q10. 電子冷却器の具体的な制御方法は?

代表的には、製品に供給する電圧のON/OFFにより制御する方法(ON/OFF制御)と、供給するDC電圧をリニアに可変することで任意に冷却出力を変化させ精密なコントロールをする方法(リニアDC制御)があります。

ON/OFF制御は、サーモスタット等を用いて簡易的に制御する方式で、温度制御精度を要求することはできませんが、低コストで製作可能ですので一般的にはよく使用されている制御方法です。しかしながら、時間サイクルの短いON/OFFを繰り返すとペルチェモジュールに多大な負荷となり寿命を低下させる原因になります。

リニアDC制御は、電子冷却器に印可するDC電圧を任意に変化させることで吸熱量の調整を行う制御方式で、最大±0.1℃までの制御精度が可能ですが、別途温度コントローラが必要となり、コストが高くなります。
双方ともそれぞれ特長を持っておりますので、良否の判断はできませんが、制御対象となる部位の制御精度とコストにより選択させるものです。

弊社では、お客様の要望にお応えできるように、さまざまな温度コントローラを標準品としてラインナップしております。詳細等は別途御相談ください。

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Q11. 学習用キットって何?

弊社が販売する組立学習用キットは、ペルチェモジュールの原理を理解していただくと共に電子冷却器の構造を簡易的に理解していただき、お客様の開発・設計時においてのペルチェモジュール製品(電子冷却器)のご提案・検討・採用、または現在お困りの部位に対してお客様から仕様をご提案していただけるように、安価にて商品化されたものです。

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Q12. 学習用キットを使って何かに使えないのですか?

学習用キットの冷却能力(吸熱量)は、わずか10W程度です。
冷却能力については「Q3:10Wの冷却能力でどんなものが冷やせるの?」を参考にしてください。
実際にいろいろなものを冷却プレート上に乗せてみるのも学習用としての一貫ですので試してみてください。

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Q13. 学習用キットは、DC9Vのアダプタが付属されていますが、DC12Vでの使用はできますか?

学習用キットはファンモータ・ペルチェモジュール双方ともDC12Vまでの使用範囲がありますので問題はありません。しかしながら、製品の設計をDC9Vで使用する事を前提にしており、DC12Vでの使用は放熱側ヒートシンクの温度が著しく上昇し、冷却能力の向上はあまり期待できません。

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