JP2004225930A - 熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 - Google Patents
熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004225930A JP2004225930A JP2003010723A JP2003010723A JP2004225930A JP 2004225930 A JP2004225930 A JP 2004225930A JP 2003010723 A JP2003010723 A JP 2003010723A JP 2003010723 A JP2003010723 A JP 2003010723A JP 2004225930 A JP2004225930 A JP 2004225930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- skin temperature
- thermal
- load control
- hand
- stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
【課題】皮膚血流量を計測する上での装置、例えばレーザードップラー式の皮膚血流センサなどは発光源、光学系ユニット及びそれらの周辺回路など、構成要素が多く複雑であり、該当する装置の運用場面が制限され、かつ、光路の確保のために使用者の身体の動きに対する拘束が発生する。
【解決手段】輻射熱、気温など環境側の熱的因子の影響を遮断し、手の指の皮膚温のみを検知する皮膚温検知手段1と、手の指の皮膚温から人体の熱平衡を推測するストレス判定手段2と、皮膚温検知手段とストレス判定手段の間における情報通信を制御する通信制御手段4と、ストレス判定手段からの出力に応じた制御信号を住宅設備機器に対して出力する信号出力手段3からなる。
【選択図】 図1
【解決手段】輻射熱、気温など環境側の熱的因子の影響を遮断し、手の指の皮膚温のみを検知する皮膚温検知手段1と、手の指の皮膚温から人体の熱平衡を推測するストレス判定手段2と、皮膚温検知手段とストレス判定手段の間における情報通信を制御する通信制御手段4と、ストレス判定手段からの出力に応じた制御信号を住宅設備機器に対して出力する信号出力手段3からなる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房機器、例えば電気ストーブ、電気カーペット、石油ファンヒータ、扇風機、空気調和装置等、の有する熱源による人体に対する刺激としての熱負荷を制御する熱負荷制御装置、および前記制御装置が有する機能をコンピュータに実行させるプログラムを格納する媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、住宅内の暖房機器やエアコンなどの設備機器の制御を目的とした熱負荷制御装置としては特許文献1がある。この技術においては、機器の稼働開始直後から人体の皮膚血流量を検知することで、時々刻々変動する人体の体温調節反応の状態に適合した熱負荷の制御を行うことによって過剰な加熱を抑制し、人体の快適性を向上させるものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−141953号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1の従来技術では、皮膚血流量を計測する上での装置、例えばレーザードップラー式の皮膚血流センサなどは発光源、光学系ユニット及びそれらの周辺回路など、構成要素が多く複雑であり、該当する装置の運用場面が制限され、かつ、光路の確保のために使用者の身体の動きに対する拘束が発生するという課題を有する。
【0005】
本発明は、従来の熱負荷制御装置、方法の有する上述したような課題を考慮し、人体の体温調節反応の状態に適合した熱負荷の制御を簡便な装置で行うことによって、運用場面を拡張し、使用者の身体の動きを拘束しない、簡便な熱負荷制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の本発明は、手の指の皮膚温のみを検知する皮膚温検知手段と、手の指の皮膚温から人体の熱平衡を推測するストレス判定手段と、前記皮膚温検知手段と前記ストレス判定手段の間における情報通信を制御する通信制御手段と、前記ストレス判定手段からの出力に応じた制御信号を住宅設備機器に対して出力する信号出力手段と、からなる熱負荷制御装置である。
【0007】
請求項2の本発明は、手の指の皮膚温における所定の値を目標値として保持し、手の指の皮膚温を所定の時間間隔でで入力し、最新の前記皮膚温と前記目標値からの差分、および、最新の前記皮膚温変化動態から、使用者の熱的ストレスの度合いを評価するストレス判定ステップと前記判定ステップからの出力に応じて制御信号を出力する制御信号出力ステップを備えることを特徴とする熱負荷制御方法である。
【0008】
請求項3の本発明は、請求項1記載の通信制御手段において、無線通信の制御機構を有することを特徴とする熱負荷制御装置である。
【0009】
請求項6の本発明は、請求項1、3、4のいずれかに記載の前記各手段の機能の全部または一部をコンピュータに実行させるプログラムを格納することを特徴とする媒体である。
【0010】
【発明の実施の形態】
一般に人体は深部の体温を一定に保つために、上肢や下肢の温度を制御して、周りの環境との熱平衡を実現する。この熱的中立が成立する場合、暑さや寒さを感じることはなく心理的にも中立状態が成立する。一方熱的中立が成立していない場合、「寒い」「暑い(熱い)」などの心理反応が生じる。「寒い」場合でも、「快適」な場合と「不快」な場合が存在する。すなわち、「寒い」場合、熱的中立へ向けて体内に熱量が増加している場合は「快適」、逆に体内の熱量が減少して熱的中立から遠のく場合は「不快」である。同様に、「暑い」場合でも「快適」な場合と「不快」な場合が存在する。すなわち、「暑い」場合、熱的中立へ向けて体内から熱量が減少している場合は「快適」、逆に体内の熱量が増加して熱的中立から遠のく場合は「不快」である。本発明の基本的コンセプトは、手の指の皮膚温の状態が、熱的中立と、熱的中立に対する体内の熱量の増減に関連するという生理的機序に基づき、微小な皮膚温変動を熱的感覚変化のトリガーとし、将来の熱的感覚を予測し、不快感を防止し、快適感を持続させるという点である。
【0011】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明による熱負荷制御装置を電気コタツの発熱制御に用いる場合のブロック図である。1は皮膚温検知手段、2はストレス判定手段、3は信号出力手段、4は通信制御手段である。皮膚温検知手段1は使用者の中指の指先手掌側に温度検知のために装着された熱電対と、熱電対を被覆する発泡ウレタン、アルミ箔からなる断熱材と、AD変換回路を主な構成とし、断熱材に被覆された熱電対により中指の皮膚温を計測し、AD変換ののち、通信制御手段4へ出力する。
【0012】
本実施の形態における通信制御手段4はBluetoothモジュールを利用しており、皮膚温検知手段4とストレス判定手段2との間に介在し、皮膚温検知手段1とストレス判定手段との間の情報通信を制御している。ストレス判定手段2は、前記通信制御手段4を担持するとともに、前記通信制御手段を介して入力される前記熱電対の出力であるところの中指の皮膚温に対して演算処理する電算機を用いている。またこの電算機は、電気コタツに接続され、使用者の熱的ストレスの程度を電気コタツにおける電気ヒータのON/OFF制御の通電時間に対応付けを行う熱負荷制御方法を実行させるためのプログラムを担持している媒体を有する。本実施の形態における信号出力手段3は、コタツの電気ヒータのスイッチング回路に接続され、かつ、前記電算機に担持されるDA変換手段からなり、前記ストレス判定手段2から出力される「通電率100%」、「通電率50%」、「通電率30%」の命令に相当する信号を、気ヒータのスイッチング回路の制御信号として出力する。この時のスイッチング回路の制御は時間制御で、常時通電に対する通電時間の割合を通電率として定義している。すなわち、常時通電の場合を「通電率100%」、通電時間が常時通電の50%の場合を「通電率50%」、通電時間が常時通電の30%の場合を「通電率30%」としている。
【0013】
図2は実施の形態1を表現する図である。7は右手中指に装着された皮膚温検知手段を示し、8は上記の電算機に該当し、9は本発明にかかるところの熱負荷制御装置に接続されたコタツを示す。
【0014】
請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、予め、指の皮膚温における熱的中立域を限定する上限温度(TPU)と、下限温度(TPL)を保持し、暖房時にはTPLを、冷房時にはTPUを、請求項2記載の所定の目標値として設定する。また、請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、人体加熱時用のフローと人体冷却時用のフローのうち少なくとも一方を保持し、両方を保持する場合はそれらフローの選択手段を有し、どちらを適用するか選択が可能である。
【0015】
図3は本実施の形態にかかるコタツの熱負荷制御装置におけるストレス判定手段2で行うストレス判定のフロー図である。コタツの場合、その用途は人体加熱に限定されるため、人体加熱時用のフローのみを実行するように設定されている。
【0016】
図3に示すフローは、コタツの通電開始に伴って、起動する(step0)。開始と同時にカウンター(t:t=1,2,3,・・・)をリセットする(step1)。step1のあと、皮膚温検知手段1から使用者の中指の皮膚温(Ts)を入力する(step2)。次に入力したTsは、tをインジケータとする配列(T)に格納される(step3)。tが2未満の場合(step4)はstep2にもどりTsの読込を行う。tが2以上ならば、ひとつ前のインジケータ(t−1)をもつ皮膚温データとの差(Dt)を演算する(step5)。
【0017】
Dtの算出の後、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域であるか否かの条件判断を行う(Step6)。Step6においてTtが熱的中立域、ないしは、TPUを超えた場合、ユーザーの熱的感覚予測はそれぞれ「快適」、「暑くて不快」と判断し、電気コタツにおける電気ヒータの通電率30%に対応付けを行う(Step11)。Step6において、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域に達していない場合、寒冷ストレスがユーザに作用していると判定する。そして、ユーザーに寒冷ストレスが作用していながらも、皮膚温変動が熱的中立へ向かう変動を示す場合(Step9)は熱的感覚予測は「快適」と判断し、電気コタツにおける電気ヒータの通電率50%に対応付ける(Step10)。一方、ユーザーに寒冷ストレスが作用していて、かつ、皮膚温変動が熱的中立から遠ざかる変動を示すとき(Step7)は、熱的感覚予測を「寒くて不快」とし、電気コタツにおける電気ヒータの通電率100%に対応付けを行う(Step8)。
【0018】
このようにユーザーの熱的感覚予測と電気ヒータの通電制御との関連付けが終了すると、本実施の形態における熱負荷制御方法はカウンターtをインクリメントして(Step12)、Step2へ回帰する。
【0019】
図4は、以上のような制御方法によって制御されたコタツ内部の気温と、ヒータの発熱量を制御する通電パターンを従来のものと比較したものである。4が従来のON/OFF制御に本発明による制御を加味して実施されたヒータへの通電パターンをしめす。5は、4に示した通電パターンの基本となるパターンであり、本発明に係るストレス評価装置を持たない従来のコタツにおいて、実施されている一般的な通電パターンで、かつ制御目標値をコタツ内部気温で30℃に設定したものである。4と5において、横軸は経過時間に対応する値tを示し、縦軸は通電・非通電に対応する電圧を示す。6がコタツ内部の気温を示す。横軸は経過時間に対応する値tを示し、縦軸は制御の結果実現されたコタツ内部の気温を示す。4から6はそれぞれ太線が本発明によりもたらされた値の推移を示し、細線は従来のそれを示す。また、(表1)は、図4における従来のON/OFF制御に本発明による制御を加味して実施されたヒータへの通電パターン4を生成する通電率との対応を示したものである。図4の5に示す従来の制御ではコタツ内温度が目標値である30℃に到達したら通電率を50%として温度制御を行う。このとき通電率50%が持続した場合皮膚温は上昇を続け暑さからくる不快感を生じさせる場合が多い。本発明により生成される通電パターン4では皮膚温がTPLを超えた場合さらに通電率を落とすことができるので、不快感の生起を遅らせることで快適感を持続させることができる。
【0020】
【表1】
【0021】
(実施の形態2)
実施の形態2は、実施の形態1におけるコタツの代わりにエアコンを装着し、冷房の制御に、本発明による熱負荷制御装置および熱負荷制御方法を適用するものである。
【0022】
請求項1にかかる熱負荷制御装置における皮膚温検知手段1、ストレス判定手段2、信号出力手段3、通信制御手段4は、実施の形態1と同様であるので、ここでは冷房時の熱負荷制御方法について説明する。冷房時における皮膚温変動と冷房機器の通電率の関係は(表2)に示すとおりである。エアコンの場合インバータによる出力制御を行うので実施の形態1における通電率に対応する負荷は最大出力を100%とした場合の出力比で定義する。
【0023】
【表2】
【0024】
請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、予め、指の皮膚温における熱的中立域を限定する上限温度(TPU)と、下限温度(TPL)を保持し、暖房時にはTPLを、冷房時にはTPUを、請求項2記載の所定の目標値として設定する。また、請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、人体加熱時用のフローと人体冷却時用のフローのうち少なくとも一方を保持し、両方を保持する場合はそれらフローの選択手段を有し、どちらを適用するか選択が可能である。
【0025】
図5は本実施の形態にかかるエアコンに適用された熱負荷制御装置におけるストレス判定手段2で行うストレス判定のフロー図である。エアコンの場合、その用途は人体の冷却に限定されるため、人体冷却時用のフローを実行するように設定されている。
【0026】
図5に示すフローは、エアコンの稼働開始に伴って、起動する(step0)。開始と同時にカウンター(t:t=1,2,3,・・・)をリセットする(step1)。step1のあと、皮膚温検知手段1から使用者の中指の皮膚温(Ts)を入力する(step2)。次に入力したTsは、tをインジケータとする配列(T)に格納される(step3)。tが2未満の場合(step4)はstep2にもどりTsの読込を行う。tが2以上ならば、ひとつ前のインジケータ(t−1)をもつ皮膚温データとの差(Dt)を演算する(step5)。
【0027】
Dtの算出の後、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域であるか否かの条件判断を行う(Step6)。Step6においてTtが熱的中立域、ないしは、TPUを下回った場合、ユーザーの熱的感覚予測はそれぞれ「快適」、「寒くて不快」と判断し、エアコンにおける出力30%に対応付けを行う(Step11)。Step6において、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域に達していない場合、暑熱ストレスがユーザに作用していると判定する。そして、ユーザーに暑熱ストレスが作用していながらも、皮膚温変動が熱的中立へ向かう変動を示す場合(Step9)は熱的感覚予測は「快適」と判断し、エアコンにおける出力50%に対応付ける(Step10)。一方、ユーザーに暑熱ストレスが作用していて、かつ、皮膚温変動が熱的中立から遠ざかる変動を示すとき(Step7)は、熱的感覚予測を「暑くて不快」とし、エアコンにおける電気ヒータの通電率100%に対応付けを行う(Step8)。
【0028】
このようにユーザーの熱的感覚予測とエアコンの通電制御との関連付けが終了すると、本実施の形態における熱負荷制御方法はカウンターtをインクリメントして(Step12)、Step2へ回帰する。
【0029】
本実施の形態により生成される出力パターンでは、皮膚温がTPUを下回った場合さらに通電率を落とすことができるので、実施の形態1同様、不快感の生起を遅らせることで快適感を持続させることができる。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明のように本発明の熱負荷制御装置および熱負荷制御方法によれば、冷暖房機器による過剰な加熱・冷却を減らすことで、人体の不快感を減じ、快適感を増進し、省エネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施の形態例のブロック図
【図2】本発明による実施の形態1を表現するイメージ図
【図3】本発明による実施の形態1における熱負荷制御方法のフローチャート
【図4】本発明による実施の形態1における発熱制御の結果を示すグラフ
【図5】本発明による実施の形態2における熱負荷制御方法のフローチャート
【符号の説明】
1 皮膚温検知手段
2 ストレス判定手段
3 信号出力手段
4 本発明によるコタツのヒータへの通電パターン
5 従来の制御法によるコタツのヒータへの通電パターン
6 本発明によるコタツ内気温と従来の制御法によるコタツ内気温
7 本発明による実施の形態1における皮膚温検知手段
8 本発明による実施の形態1における電算機
9 本発明による実施の形態1におけるユーザの使用するコタツ
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房機器、例えば電気ストーブ、電気カーペット、石油ファンヒータ、扇風機、空気調和装置等、の有する熱源による人体に対する刺激としての熱負荷を制御する熱負荷制御装置、および前記制御装置が有する機能をコンピュータに実行させるプログラムを格納する媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、住宅内の暖房機器やエアコンなどの設備機器の制御を目的とした熱負荷制御装置としては特許文献1がある。この技術においては、機器の稼働開始直後から人体の皮膚血流量を検知することで、時々刻々変動する人体の体温調節反応の状態に適合した熱負荷の制御を行うことによって過剰な加熱を抑制し、人体の快適性を向上させるものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−141953号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1の従来技術では、皮膚血流量を計測する上での装置、例えばレーザードップラー式の皮膚血流センサなどは発光源、光学系ユニット及びそれらの周辺回路など、構成要素が多く複雑であり、該当する装置の運用場面が制限され、かつ、光路の確保のために使用者の身体の動きに対する拘束が発生するという課題を有する。
【0005】
本発明は、従来の熱負荷制御装置、方法の有する上述したような課題を考慮し、人体の体温調節反応の状態に適合した熱負荷の制御を簡便な装置で行うことによって、運用場面を拡張し、使用者の身体の動きを拘束しない、簡便な熱負荷制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の本発明は、手の指の皮膚温のみを検知する皮膚温検知手段と、手の指の皮膚温から人体の熱平衡を推測するストレス判定手段と、前記皮膚温検知手段と前記ストレス判定手段の間における情報通信を制御する通信制御手段と、前記ストレス判定手段からの出力に応じた制御信号を住宅設備機器に対して出力する信号出力手段と、からなる熱負荷制御装置である。
【0007】
請求項2の本発明は、手の指の皮膚温における所定の値を目標値として保持し、手の指の皮膚温を所定の時間間隔でで入力し、最新の前記皮膚温と前記目標値からの差分、および、最新の前記皮膚温変化動態から、使用者の熱的ストレスの度合いを評価するストレス判定ステップと前記判定ステップからの出力に応じて制御信号を出力する制御信号出力ステップを備えることを特徴とする熱負荷制御方法である。
【0008】
請求項3の本発明は、請求項1記載の通信制御手段において、無線通信の制御機構を有することを特徴とする熱負荷制御装置である。
【0009】
請求項6の本発明は、請求項1、3、4のいずれかに記載の前記各手段の機能の全部または一部をコンピュータに実行させるプログラムを格納することを特徴とする媒体である。
【0010】
【発明の実施の形態】
一般に人体は深部の体温を一定に保つために、上肢や下肢の温度を制御して、周りの環境との熱平衡を実現する。この熱的中立が成立する場合、暑さや寒さを感じることはなく心理的にも中立状態が成立する。一方熱的中立が成立していない場合、「寒い」「暑い(熱い)」などの心理反応が生じる。「寒い」場合でも、「快適」な場合と「不快」な場合が存在する。すなわち、「寒い」場合、熱的中立へ向けて体内に熱量が増加している場合は「快適」、逆に体内の熱量が減少して熱的中立から遠のく場合は「不快」である。同様に、「暑い」場合でも「快適」な場合と「不快」な場合が存在する。すなわち、「暑い」場合、熱的中立へ向けて体内から熱量が減少している場合は「快適」、逆に体内の熱量が増加して熱的中立から遠のく場合は「不快」である。本発明の基本的コンセプトは、手の指の皮膚温の状態が、熱的中立と、熱的中立に対する体内の熱量の増減に関連するという生理的機序に基づき、微小な皮膚温変動を熱的感覚変化のトリガーとし、将来の熱的感覚を予測し、不快感を防止し、快適感を持続させるという点である。
【0011】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明による熱負荷制御装置を電気コタツの発熱制御に用いる場合のブロック図である。1は皮膚温検知手段、2はストレス判定手段、3は信号出力手段、4は通信制御手段である。皮膚温検知手段1は使用者の中指の指先手掌側に温度検知のために装着された熱電対と、熱電対を被覆する発泡ウレタン、アルミ箔からなる断熱材と、AD変換回路を主な構成とし、断熱材に被覆された熱電対により中指の皮膚温を計測し、AD変換ののち、通信制御手段4へ出力する。
【0012】
本実施の形態における通信制御手段4はBluetoothモジュールを利用しており、皮膚温検知手段4とストレス判定手段2との間に介在し、皮膚温検知手段1とストレス判定手段との間の情報通信を制御している。ストレス判定手段2は、前記通信制御手段4を担持するとともに、前記通信制御手段を介して入力される前記熱電対の出力であるところの中指の皮膚温に対して演算処理する電算機を用いている。またこの電算機は、電気コタツに接続され、使用者の熱的ストレスの程度を電気コタツにおける電気ヒータのON/OFF制御の通電時間に対応付けを行う熱負荷制御方法を実行させるためのプログラムを担持している媒体を有する。本実施の形態における信号出力手段3は、コタツの電気ヒータのスイッチング回路に接続され、かつ、前記電算機に担持されるDA変換手段からなり、前記ストレス判定手段2から出力される「通電率100%」、「通電率50%」、「通電率30%」の命令に相当する信号を、気ヒータのスイッチング回路の制御信号として出力する。この時のスイッチング回路の制御は時間制御で、常時通電に対する通電時間の割合を通電率として定義している。すなわち、常時通電の場合を「通電率100%」、通電時間が常時通電の50%の場合を「通電率50%」、通電時間が常時通電の30%の場合を「通電率30%」としている。
【0013】
図2は実施の形態1を表現する図である。7は右手中指に装着された皮膚温検知手段を示し、8は上記の電算機に該当し、9は本発明にかかるところの熱負荷制御装置に接続されたコタツを示す。
【0014】
請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、予め、指の皮膚温における熱的中立域を限定する上限温度(TPU)と、下限温度(TPL)を保持し、暖房時にはTPLを、冷房時にはTPUを、請求項2記載の所定の目標値として設定する。また、請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、人体加熱時用のフローと人体冷却時用のフローのうち少なくとも一方を保持し、両方を保持する場合はそれらフローの選択手段を有し、どちらを適用するか選択が可能である。
【0015】
図3は本実施の形態にかかるコタツの熱負荷制御装置におけるストレス判定手段2で行うストレス判定のフロー図である。コタツの場合、その用途は人体加熱に限定されるため、人体加熱時用のフローのみを実行するように設定されている。
【0016】
図3に示すフローは、コタツの通電開始に伴って、起動する(step0)。開始と同時にカウンター(t:t=1,2,3,・・・)をリセットする(step1)。step1のあと、皮膚温検知手段1から使用者の中指の皮膚温(Ts)を入力する(step2)。次に入力したTsは、tをインジケータとする配列(T)に格納される(step3)。tが2未満の場合(step4)はstep2にもどりTsの読込を行う。tが2以上ならば、ひとつ前のインジケータ(t−1)をもつ皮膚温データとの差(Dt)を演算する(step5)。
【0017】
Dtの算出の後、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域であるか否かの条件判断を行う(Step6)。Step6においてTtが熱的中立域、ないしは、TPUを超えた場合、ユーザーの熱的感覚予測はそれぞれ「快適」、「暑くて不快」と判断し、電気コタツにおける電気ヒータの通電率30%に対応付けを行う(Step11)。Step6において、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域に達していない場合、寒冷ストレスがユーザに作用していると判定する。そして、ユーザーに寒冷ストレスが作用していながらも、皮膚温変動が熱的中立へ向かう変動を示す場合(Step9)は熱的感覚予測は「快適」と判断し、電気コタツにおける電気ヒータの通電率50%に対応付ける(Step10)。一方、ユーザーに寒冷ストレスが作用していて、かつ、皮膚温変動が熱的中立から遠ざかる変動を示すとき(Step7)は、熱的感覚予測を「寒くて不快」とし、電気コタツにおける電気ヒータの通電率100%に対応付けを行う(Step8)。
【0018】
このようにユーザーの熱的感覚予測と電気ヒータの通電制御との関連付けが終了すると、本実施の形態における熱負荷制御方法はカウンターtをインクリメントして(Step12)、Step2へ回帰する。
【0019】
図4は、以上のような制御方法によって制御されたコタツ内部の気温と、ヒータの発熱量を制御する通電パターンを従来のものと比較したものである。4が従来のON/OFF制御に本発明による制御を加味して実施されたヒータへの通電パターンをしめす。5は、4に示した通電パターンの基本となるパターンであり、本発明に係るストレス評価装置を持たない従来のコタツにおいて、実施されている一般的な通電パターンで、かつ制御目標値をコタツ内部気温で30℃に設定したものである。4と5において、横軸は経過時間に対応する値tを示し、縦軸は通電・非通電に対応する電圧を示す。6がコタツ内部の気温を示す。横軸は経過時間に対応する値tを示し、縦軸は制御の結果実現されたコタツ内部の気温を示す。4から6はそれぞれ太線が本発明によりもたらされた値の推移を示し、細線は従来のそれを示す。また、(表1)は、図4における従来のON/OFF制御に本発明による制御を加味して実施されたヒータへの通電パターン4を生成する通電率との対応を示したものである。図4の5に示す従来の制御ではコタツ内温度が目標値である30℃に到達したら通電率を50%として温度制御を行う。このとき通電率50%が持続した場合皮膚温は上昇を続け暑さからくる不快感を生じさせる場合が多い。本発明により生成される通電パターン4では皮膚温がTPLを超えた場合さらに通電率を落とすことができるので、不快感の生起を遅らせることで快適感を持続させることができる。
【0020】
【表1】
【0021】
(実施の形態2)
実施の形態2は、実施の形態1におけるコタツの代わりにエアコンを装着し、冷房の制御に、本発明による熱負荷制御装置および熱負荷制御方法を適用するものである。
【0022】
請求項1にかかる熱負荷制御装置における皮膚温検知手段1、ストレス判定手段2、信号出力手段3、通信制御手段4は、実施の形態1と同様であるので、ここでは冷房時の熱負荷制御方法について説明する。冷房時における皮膚温変動と冷房機器の通電率の関係は(表2)に示すとおりである。エアコンの場合インバータによる出力制御を行うので実施の形態1における通電率に対応する負荷は最大出力を100%とした場合の出力比で定義する。
【0023】
【表2】
【0024】
請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、予め、指の皮膚温における熱的中立域を限定する上限温度(TPU)と、下限温度(TPL)を保持し、暖房時にはTPLを、冷房時にはTPUを、請求項2記載の所定の目標値として設定する。また、請求項2記載の本発明にかかる熱負荷制御方法は、人体加熱時用のフローと人体冷却時用のフローのうち少なくとも一方を保持し、両方を保持する場合はそれらフローの選択手段を有し、どちらを適用するか選択が可能である。
【0025】
図5は本実施の形態にかかるエアコンに適用された熱負荷制御装置におけるストレス判定手段2で行うストレス判定のフロー図である。エアコンの場合、その用途は人体の冷却に限定されるため、人体冷却時用のフローを実行するように設定されている。
【0026】
図5に示すフローは、エアコンの稼働開始に伴って、起動する(step0)。開始と同時にカウンター(t:t=1,2,3,・・・)をリセットする(step1)。step1のあと、皮膚温検知手段1から使用者の中指の皮膚温(Ts)を入力する(step2)。次に入力したTsは、tをインジケータとする配列(T)に格納される(step3)。tが2未満の場合(step4)はstep2にもどりTsの読込を行う。tが2以上ならば、ひとつ前のインジケータ(t−1)をもつ皮膚温データとの差(Dt)を演算する(step5)。
【0027】
Dtの算出の後、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域であるか否かの条件判断を行う(Step6)。Step6においてTtが熱的中立域、ないしは、TPUを下回った場合、ユーザーの熱的感覚予測はそれぞれ「快適」、「寒くて不快」と判断し、エアコンにおける出力30%に対応付けを行う(Step11)。Step6において、最新の皮膚温であるTtが熱的中立域に達していない場合、暑熱ストレスがユーザに作用していると判定する。そして、ユーザーに暑熱ストレスが作用していながらも、皮膚温変動が熱的中立へ向かう変動を示す場合(Step9)は熱的感覚予測は「快適」と判断し、エアコンにおける出力50%に対応付ける(Step10)。一方、ユーザーに暑熱ストレスが作用していて、かつ、皮膚温変動が熱的中立から遠ざかる変動を示すとき(Step7)は、熱的感覚予測を「暑くて不快」とし、エアコンにおける電気ヒータの通電率100%に対応付けを行う(Step8)。
【0028】
このようにユーザーの熱的感覚予測とエアコンの通電制御との関連付けが終了すると、本実施の形態における熱負荷制御方法はカウンターtをインクリメントして(Step12)、Step2へ回帰する。
【0029】
本実施の形態により生成される出力パターンでは、皮膚温がTPUを下回った場合さらに通電率を落とすことができるので、実施の形態1同様、不快感の生起を遅らせることで快適感を持続させることができる。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明のように本発明の熱負荷制御装置および熱負荷制御方法によれば、冷暖房機器による過剰な加熱・冷却を減らすことで、人体の不快感を減じ、快適感を増進し、省エネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施の形態例のブロック図
【図2】本発明による実施の形態1を表現するイメージ図
【図3】本発明による実施の形態1における熱負荷制御方法のフローチャート
【図4】本発明による実施の形態1における発熱制御の結果を示すグラフ
【図5】本発明による実施の形態2における熱負荷制御方法のフローチャート
【符号の説明】
1 皮膚温検知手段
2 ストレス判定手段
3 信号出力手段
4 本発明によるコタツのヒータへの通電パターン
5 従来の制御法によるコタツのヒータへの通電パターン
6 本発明によるコタツ内気温と従来の制御法によるコタツ内気温
7 本発明による実施の形態1における皮膚温検知手段
8 本発明による実施の形態1における電算機
9 本発明による実施の形態1におけるユーザの使用するコタツ
Claims (6)
- 輻射熱、気温など環境側の熱的因子の影響を遮断し、手の指の皮膚温のみを検知する皮膚温検知手段と、手の指の皮膚温から人体の熱平衡を推測するストレス判定手段と、前記皮膚温検知手段と前記ストレス判定手段の間における情報通信を制御する通信制御手段と、前記ストレス判定手段からの出力に応じた制御信号を住宅設備機器に対して出力する信号出力手段と、からなる熱負荷制御装置。
- 手の指の皮膚温における所定の値を目標値として保持し、手の指の皮膚温を所定の時間間隔で入力し、最新の前記皮膚温と前記目標値からの差分、および、最新の前記皮膚温変化動態から、使用者の熱的ストレスの度合いを評価するストレス判定ステップと前記判定ステップからの出力に応じて制御信号を出力する制御信号出力ステップを備えることを特徴とする熱負荷制御方法。
- 通信制御手段が無線通信の制御機構を有することを特徴とする請求項1記載の熱負荷制御装置。
- 請求項1記載の熱負荷制御装置を備えることを特徴とする冷暖房機器。
- 手の指の皮膚温における目標値である所定の値が30℃を中心とする一定の範囲であることを特徴とする請求項2記載の熱負荷制御方法。
- 請求項1、3、4のいずれかに記載の各手段の機能の全部または一部をコンピュータに実行させるプログラムを格納することを特徴とする媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003010723A JP2004225930A (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | 熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003010723A JP2004225930A (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | 熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004225930A true JP2004225930A (ja) | 2004-08-12 |
Family
ID=32899836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003010723A Pending JP2004225930A (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | 熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004225930A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007105331A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi Ltd | 代謝量測定装置 |
JP2008209077A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Tokyo Institute Of Technology | 空気調和装置及び空気調和方法 |
KR101344951B1 (ko) | 2012-09-21 | 2014-01-28 | 주식회사 메디칼써프라이 | 레이저의 광음향신호 분석을 통한 생체 조직 변화 모니터링 시스템 |
CN104482635A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-01 | 常州市荣顺电子有限公司 | 一种具有测体温功能的空调遥控器 |
WO2016023504A1 (zh) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | 华为技术有限公司 | 一种对温度调节设备进行控制的方法、装置和穿戴设备 |
JP2017006473A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | カシオ計算機株式会社 | 電子機器、動作管理方法及びプログラム |
CN105674504B (zh) * | 2016-03-02 | 2018-04-06 | 北京小米移动软件有限公司 | 调节空调温度的方法、装置及终端电子设备 |
CN110332678A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调器的控制方法及装置、存储介质和处理器 |
-
2003
- 2003-01-20 JP JP2003010723A patent/JP2004225930A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007105331A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi Ltd | 代謝量測定装置 |
JP2008209077A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Tokyo Institute Of Technology | 空気調和装置及び空気調和方法 |
KR101344951B1 (ko) | 2012-09-21 | 2014-01-28 | 주식회사 메디칼써프라이 | 레이저의 광음향신호 분석을 통한 생체 조직 변화 모니터링 시스템 |
WO2016023504A1 (zh) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | 华为技术有限公司 | 一种对温度调节设备进行控制的方法、装置和穿戴设备 |
US10563878B2 (en) | 2014-08-15 | 2020-02-18 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Controlling temperature regulating device based on user's internal body temperature and skin temperature received from wearable devices |
CN104482635A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-01 | 常州市荣顺电子有限公司 | 一种具有测体温功能的空调遥控器 |
JP2017006473A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | カシオ計算機株式会社 | 電子機器、動作管理方法及びプログラム |
CN105674504B (zh) * | 2016-03-02 | 2018-04-06 | 北京小米移动软件有限公司 | 调节空调温度的方法、装置及终端电子设备 |
CN110332678A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调器的控制方法及装置、存储介质和处理器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7539559B2 (en) | Control unit, control method, control program, computer-readable record medium with control program, and control system | |
US20190193514A1 (en) | Method for estimating thermal sensation, thermal sensation estimation apparatus, air conditioner, and recording medium | |
TW201234154A (en) | Processor temperature controlling method and controller | |
CN104501369A (zh) | 空调器及其温度调节方法 | |
JP2008241135A (ja) | 温冷感判定装置及び方法、及び前記温冷感判定結果を用いた空調制御装置及び方法 | |
JP2004225930A (ja) | 熱負荷制御装置および熱負荷制御方法ならびに媒体 | |
WO2014103700A1 (ja) | 制御システム、制御方法及びプログラム | |
JP2017159858A (ja) | 輻射ヒータ装置 | |
CN114599320B (zh) | 冷热刺激装置 | |
JP2022008295A (ja) | 覚醒誘導システム | |
JP2016223694A (ja) | 空調制御装置、空調制御方法、および空調制御プログラム | |
JP2006293814A (ja) | 温度制御装置 | |
US11077734B2 (en) | Vehicle control system with idling stop control | |
JP2002022238A (ja) | 快適感評価装置及び空調制御装置 | |
JP6259597B2 (ja) | 空調システム及び空調方法 | |
US8026515B1 (en) | Platform-independent system and method for controlling a temperature of an integrated circuit | |
JP2697366B2 (ja) | 冷暖房装置 | |
JP7496515B2 (ja) | 送風制御システム及び送風制御方法 | |
JP2020039444A (ja) | 空気調和システム | |
KR101925970B1 (ko) | 신체 열용량을 이용한 스마트 선풍기 및 이를 이용한 스마트 선풍기 제어 방법 | |
JPH11141953A (ja) | 熱負荷制御装置および媒体 | |
JP2020039443A (ja) | 空気調和システム | |
KR100204234B1 (ko) | 에어콘의 쾌적운전을 위한 체감센서와 쾌적운전 제어방법 | |
WO2023204014A1 (ja) | 温度制御装置及び温度制御方法 | |
JP3695525B2 (ja) | 定着装置の温度制御方法及びこれを用いた定着装置、画像形成装置 |