JP2010236879A - 湿温度・放射温度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 居住域に在席する人付近の温度・湿度を正確に計測する。
【解決手段】 放射温度を測定する放射温度センサー部２と、湿度及び温度を測定する湿温度センサー部３とを有し、放射温度センサー部２と湿温度センサー部３とを一体化して構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、湿温度・放射温度測定装置に関し、特に居住域に自由に設置できる湿温度・放射温度測定装置に関する。

居住者にとって快適な空調制御を行うには、その居住域に在席する人付近の温度・湿度・放射温度を正確に計測し、その計測値を空調制御に利用することが有効である。

この場合、在席する人付近の温湿度・放射温度を計測するには、設置自由度の高い無線センサーが有効である。

無線の温湿度センサーは既に多数ある。しかし、従来の温湿度センサーは、壁・柱などの大きな面に設置するために、居住域に在席する人付近の温湿度を正確に計測することができなかった。また、センサーも大きく意匠的にも人のいるデスク廻りに設置することが困難であった。

また、放射温度センサーは既にあるが、窓面の放射温度など放射計側面が限られている。このため、天井・壁・床を含めた人に対する総合的な放射の影響を計測することができなかった。この課題を解決できるのはグローブ温度センサーである。

しかし、特開２００４−３１７０１５号公報（特許文献１）では、中空球体を用いており意匠的にも室内で設置できる場所が限定されている。

一方、特許第３５５６１９２号公報（特許文献２）及び特開平１０−１０３７４５号公報（特許文献３）では、半球体を用いているが全方向からの放射の影響を正確に計測することができなかった。

特開２００４−３１７０１５号公報 特許第３５５６１９２号公報 特開平１０−１０３７４５号公報

上記関連技術の第１の問題点は、居住域に在席する人付近の温度・湿度・放射温度を正確に計測することができないことである。

その理由は、上記関連技術の空気温湿度センサーは、壁・柱などの大きな面への設置用であり、室内に在席する人付近への設置は困難であり、また、センサーも大きく意匠的にも人のいるデスク廻りに設置することが困難なことにある。

第２の問題点は、天井・壁・床を含めた人に対する総合的な放射の影響を正確に計測することができないことである。

その理由は、窓面の放射温度など放射計測面が限られたり、また、半球を使用しグローブ温度を計測した場合、設置形態によりセンサーに放射熱源からの放射が伝わらず全方向からの放射を正確に計測できないことにある。

そこで、本発明の目的は、居住域に在席する人付近の温度・湿度を正確に計測することにある。また、本発明の他の目的は、天井・壁・床を含めた人に対する総合的な放射の影響を正確に計測することにある。

本発明の湿温度・放射温度測定装置は、放射温度を測定する放射温度センサー部と、湿度及び温度を測定する湿温度センサー部とを有し、上記放射温度センサー部と上記湿温度センサー部とを一体化して構成した。

また、本発明の湿温度・放射温度測定装置は、
放射温度をグローブ温度として測定する半球状の放射温度センサー部と、
上記放射温度センサー部と一体化され、かつ湿度及び温度を測定する湿温度センサー部と、
上記放射温度センサー部で測定された測定グローブ温度と上記湿温度センサー部で測定された湿度及び温度とがそれぞれ入力されるセンサー入力部と、
上記放射温度センサー部で測定した測定グローブ温度を、設置状況に応じて全方向グローブ温度に補正する放射温度補正部と、
前記補正された全方向グローブ温度、上記湿温度センサー部で測定された湿度及び温度を無線信号に変換しアンテナを介して上位装置に伝送する無線制御部とを有する。

本発明によれば、居住域に在席する人付近の温度・湿度を正確に計測できる。

また、本発明によれば、全方向からの放射を正確に計測できる。

本発明に係る湿温度・放射温度測定装置の構成を示すブロック図である。 放射温度補正の説明図であり、（ａ）はセンサーの正面に放射熱源がある場合であり、（ｂ）はセンサーの側面に放射熱源がある場合である。 本発明の実施例に係る湿温度・放射温度測定装置の外観図である。 本発明の実施例に係る湿温度・放射温度測定装置の設置例である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照して、本発明に係る湿温度・放射温度測定装置について説明する。

湿温度・放射温度測定装置１は、銅から成る黒色塗装を施した半球の放射温度センサー部２と、放射温度センサー部２の内部に配置された放射温度センサー４と、通風用スリットを持つ温湿度センサー部３と、温湿度センサー部３の内部に配置された温湿度センサー５と、センサー入力部６と、放射温度補正部７と、無線制御部８と、アンテナ９と、電源（電池）１０とを有する。

湿温度・放射温度測定装置１は、放射温度を測定する放射温度センサー部２と、温湿度を測定する温湿度センサー部３を一体化した構成を有する。

そして、センサー入力部６には、放射温度センサー４で測定された放射温度と湿温度センサー５で測定された湿度及び温度とがそれぞれ入力される。

放射温度補正部７は、半球の放射温度センサー部２の内部に配置された放射温度センサー４で測定された放射温度を設置状況により全方向のグローブ温度に補正する。無線制御部８は、アンテナ９を介して無線により測定値を伝送する。

次に、図１を参照して、本発明に係る湿温度・放射温度測定装置１の動作について説明する。

放射温度センサー部２の内部に配置された放射温度センサー４により、放射温度を測定する。この測定値は、センサー入力部６に入力される。ここで、上記測定値は半球で測定した放射温度であり、設置状況によっては、球体を使用したグローブ温度とは異なり、測定場所での放射温度を必ずしも正確に表していない。

そして、通風用スリットを持つ温湿度センサー部３の内部に配置された温湿度センサー５により温湿度を測定する。この測定値は、センサー入力部６に入力される。

半球内の放射温度センサー４で測定した放射温度と、温湿度センサー５で測定した温湿度は、センサー入力部６から、放射温度補正部７を経由し、無線制御部８に送られる。

そして、無線制御部７で、無線信号に変換されアンテナ９から無線信号を受信する上位装置（図示せず）に送信される。また、湿温度・放射温度測定装置１内の構成要素（センサー入力部６、放射温度補正部７、無線制御部８）は、電源（電池）１０から供給される電源でそれぞれ動作する。

次に、放射温度補正部７の動作について図２を参照して説明する。

ここでは、半球を使用して測定した放射温度を測定グローブ温度、補正後の放射温度を補正グローブ温度、球体のグローブ温度計で測定した放射温度をグローブ温度と定義する。

図２（ａ）は、放射温度センサー２１（図１の放射温度センサー４に対応）の正面に放射熱源２３がある場合を示す。ここで、放射熱源２３は、例えば、日射を受けているガラス窓などである。

半球を使用して放射温度を測定する本発明の放射温度センサー２１の正面に放射熱源２３がある場合（図２（ａ−１）参照）、角度ａの範囲は、放射熱源２３の影響を受ける。角度ｂおよびｃの範囲は、放射熱源２３の影響を受けない。角度ｄの範囲は未検知部分である。

また、グローブ温度計２２の場合（図２（ａ−２）参照）、角度ａの範囲は放射熱源２３の影響を受ける。角度ｂの範囲は放射熱源２３の影響を受けない。ここで、角度ｄの未検知部分は室温と同等な壁、床、家具等と仮定し、放射温度センサー２１の測定値をグローブ温度計２２と同等の値に数１で補正する。ここで、数１中の温度は、温湿度センサー５で測定したものである。

例として、放射温度センサー２１の正面に十分大きな放射熱源２３（窓など）がある場合は、
ｂ＝０、ｃ＝０、ａ＝ｄとなり、
補正グローブ温度＝測定グローブ温度×０．５＋温度×０．５
で求めることができる。

図２（ｂ）は、放射温度センサー２１の側面に放射熱源２３がある場合を示す。

半球を使用してグローブ温度を測定する本発明の放射温度センサー２１の側面に放射熱源２３がある場合（図２（ｂ−１）参照）、角度ａの範囲は、放射熱源２３の影響を受ける。角度ｂの範囲は、放射熱源２３の影響を受けない。角度ｄの範囲は未検知部分である。

また、グローブ温度計２２の場合（図２（ｂ−２）参照）、角度ａの範囲は、放射熱源２３の影響を受ける。角度ｂの範囲は放射熱源２３の影響を受けない。ここで、角度ｄの未検知部分は検知部分（角度ａ、角度ｂの部分）と同等な温度・放射温度環境とみなすことができるので、放射温度センサー２１の測定値は、グローブ温度計２２と同等の値とみなすことができる。これを数２とする。

放射温度補正部７では、入力された測定グローブ温度を、測定グローブ温度と、温度及びその設置方法により選択した計算式と、放射熱源の影響を受ける範囲の角度から、グローブ温度計で測定したグローブ温度と同等な値に補正する。

（実施例）
図３は、本発明の実施例を説明するための図である。

湿温度・放射温度測定装置１は、放射熱の影響を受けにくい白色系塗装のケース３１に収納される。放射温度センサー部３２（図１の放射温度センサー部２に対応）は、放射熱を効率よく吸収するように、グローブ温度計と同じように黒色塗装した銅の半球内に放射温度センサー４（図１参照）を実装する。温湿度センサー部３３（図１の温湿度センサー部３に対応）は、気流を確保できるように十分なスリットを持つカバー内に温湿度センサー５（図１参照）を実装する。

ここで、温湿度センサー５を温度センサーと湿度センサーにより別々に構成して、これらをカバー内に実装しても良い。また、温度センサーのみをカバー内に実装して、湿度センサーを親機（図示せず）に実装するようにしても良い。

湿温度・放射温度測定装置１のケース３１は、居住者の近くに設置できるように、パーテーション取り付け金具３４を具備する。パーテーション取り付け金具３４は、調整穴３５から間隔の調整が可能であり、各種パーテーションに取り付け可能である。また、パーテーション取り付け金具３４は着脱可能であり、パーテーション取り付け金具３４を外して、壁面等へ直接取り付けることも可能である。

ケース３１内には、図１で示す、センサー入力部６、放射温度補正部７、無線制御部８、アンテナ９及び電源（電池）１０を収納し、グローブ温度計での測定値と同等に補正した放射温度と、温度及び湿度を無線にて無線受信機能を持つ上位装置（図示せず）に伝送する。

上位装置は、受信した温度、湿度及び放射温度を、居住者に快適な空調制御用を行うための測定値として空調制御システム（図示せず）に提供する。

本実施例では、設置の自由度を向上させるために、湿温度・放射温度測定装置１は、内蔵する電池１０（図１参照）にて動作するが、太陽電池にて動作することもできる。この際、一定期間（例えば１分）毎に温湿度、放射温度の計測、補正及び親機（上位装置）への無線伝送を行い、その他の時間は待機状態とする。このように、センサー入力部６、放射温度補正部７及び無線制御部８を電池１０により一定期間毎に動作させる。この結果、電池１０での動作期間が長くなる。

ここで、図４（ａ）に、湿温度・放射温度測定装置１のケース３１をパーテーション４０の上部に取り付けた状態を示す。また、ケース３１は、パーテーション４０の側面に取り付けても良いし、デスク（図示せず）の端部に取り付けても良い。

一方、図４（ｂ）に、パーテーション取り付け金具３４を取り外すことにより、ケース３１を壁面に直接取り付けた状態を示す。

このように、湿温度・放射温度測定装置１のケース３１は、設置場所に左右されずに、図４（ａ）に示すように水平に設置したり、図４（ｂ）に示すように鉛直に設置することが可能である。

本発明の実施の形態及び実施例によれば、居住域に在席する人付近の温度・湿度を正確に計測できる。その理由は、半球を利用し放射温度測定部を小型化し、さらに温湿度センサーを一体化したことにより、在席者のデスク周り等に自由に設置することを可能にしたからである。

さらに、本発明の実施の形態及び実施例によれば、全方向からの放射を正確に計測できる。その理由は、半球で測定したグローブ温度を設置状況により全方向のグローブ温度に補正する放射温度補正手段を具備したからである。

以上、本発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

１ 湿温度・放射温度測定装置
２ 放射温度センサー部
３ 温湿度センサー部
４ 放射温度センサー
５ 温湿度センサー
６ センサー入力部
７ 放射温度補正部
８ 無線制御部
９ アンテナ
１０ 電源（電池）
２１ 半球を利用した放射温度センサー
２２ グローブ温度計
２３ 放射熱源
３１ ケース
３２ 放射温度センサー部
３３ 温湿度センサー部
３４ パーテーション用取付け金具
３５ 調整穴

Claims (13)

1. 放射温度を測定する放射温度センサー部と、
   湿度及び温度を測定する湿温度センサー部とを有し、
   上記放射温度センサー部と上記湿温度センサー部とを一体化して構成したことを特徴とする湿温度・放射温度測定装置。
2. 前記放射温度センサー部は、半球状を成しかつ前記放射温度をグローブ温度として測定することを特徴とする請求項１に記載の湿温度・放射温度測定装置。
3. 前記半球状の放射温度センサー部で測定した測定グローブ温度を、設置状況に応じて全方向グローブ温度に補正する放射温度補正部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の湿温度・放射温度測定装置。
4. 前記全方向グローブ温度は、球体のグローブ温度計で測定した場合の放射温度であることを特徴とする請求項３に記載の湿温度・放射温度測定装置。
5. 前記放射温度補正部は、前記測定グローブ温度、前記湿温度センサー部により測定された温度、前記設置状況により選択した計算式及び放射熱源の影響を受ける範囲の角度を参照して、前記測定グローブ温度を前記全方向グローブ温度に補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の湿温度・放射温度測定装置。
6. 放射温度をグローブ温度として測定する半球状の放射温度センサー部と、
   上記放射温度センサー部と一体化され、かつ湿度及び温度を測定する湿温度センサー部と、
   上記放射温度センサー部で測定された測定グローブ温度と上記湿温度センサー部で測定された湿度及び温度とがそれぞれ入力されるセンサー入力部と、
   上記放射温度センサー部で測定した測定グローブ温度を、設置状況に応じて全方向グローブ温度に補正する放射温度補正部と、
   前記補正された全方向グローブ温度、上記湿温度センサー部で測定された湿度及び温度を無線信号に変換しアンテナを介して上位装置に伝送する無線制御部とを有することを特徴とする湿温度・放射温度測定装置。
7. 前記センサー入力部、前記放射温度補正部及び前記無線制御部を電池により一定期間毎に動作させることを特徴とする請求項６に記載の湿温度・放射温度測定装置。
8. 一部が白色系塗装ケースに収納された請求項１から７のいずれか１項に記載の湿温度・放射温度測定装置。
9. 前記放射温度センサー部は黒色塗装した銅の半球で構成されており、この半球内に放射温度センサーが実装されており、
   前記温湿度センサー部はスリットを持つカバーで覆われており、このカバー内に温湿度センサーが実装されていることを特徴とする請求項８に記載の湿温度・放射温度測定装置。
10. 前記ケースには、着脱可能なパーテーション取り付け金具が設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の湿温度・放射温度測定装置。
11. 前記ケースには、前記パーテーション取り付け金具の間隔の調整が可能な調整穴が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の湿温度・放射温度測定装置。
12. 前記パーテーション取り付け金具を取り外すことにより、前記ケースを壁面に直接取り付け可能に構成したことを特徴とする請求項１０に記載の湿温度・放射温度測定装置。
13. 前記温湿度センサーを温度センサーと湿度センサーにより別々に構成し、前記温度センサーのみを前記カバー内に実装したことを特徴とする請求項９に記載の湿温度・放射温度測定装置。

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