JP2016003792A - Air-conditioning control system and thermal sensation evaluation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検者の対象に対する印象を評価する空調制御システム及び温冷感評価装置に関する。 The present invention relates to an air conditioning control system and a thermal sensation evaluation apparatus for evaluating an impression of a subject on a subject.
予測平均温冷感(PMV)を用いてユーザーの温冷感を算出することにより空調制御を行う空調制御システムが知られている(特許文献1参照)。PMVは、温度、風速などの環境的な要素と、着衣量、作業量の人間側の要素とからユーザーの温冷感の平均を予測した指標である。暑くも寒くもない状態、すなわち温冷感がどちらでもない状態は、人体の産熱と放熱が等しい状態とされている。 An air conditioning control system that performs air conditioning control by calculating a user's thermal sensation using predicted average thermal sensation (PMV) is known (see Patent Document 1). PMV is an index that predicts the average of the user's thermal sensation from environmental factors such as temperature and wind speed, and factors on the human side of the amount of clothes and the amount of work. In a state that is neither hot nor cold, that is, a state where neither the thermal sensation nor the thermal sensation is present, the human body's production heat and heat dissipation are equal.
ユーザーの産熱及び放熱には個人差があるため、ユーザーの温冷感には個人差があるが、特許文献1に記載の発明は、ユーザー毎の個人差に対応することができない。
Since there are individual differences in the user's heat production and heat dissipation, the user's thermal sensation has individual differences, but the invention described in
本発明は、上記問題点を鑑み、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる空調制御システム及び温冷感評価装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the air-conditioning control system and thermal sensation evaluation apparatus which can evaluate the thermal sensation for every user with high precision in view of the said problem.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様は、空間内の温度を計測する温度計測部と、空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、温度計測部により計測された温度と皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、温冷感評価部により評価された温冷感に基づいて、空間の空調を行う空調部とを備える空調制御システムであることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is measured by a temperature measurement unit that measures the temperature in the space, a skin temperature measurement unit that measures the skin temperature of the user in the space, and a temperature measurement unit. From the measured temperature and the skin temperature measured by the skin temperature measurement unit, a heat dissipation amount calculation unit that calculates the amount of radiation heat dissipation of the user, and a thermal sensation that indicates the relationship between the predetermined amount of radiation heat dissipation and thermal sensation A storage unit that stores information, and a thermal sensation evaluation unit that evaluates the user's current thermal sensation from the radiation heat radiation amount calculated by the heat radiation amount calculation unit using the thermal sensation information stored in the storage unit And an air conditioning control system that includes an air conditioning unit that performs air conditioning of the space based on the thermal feeling evaluated by the thermal feeling evaluation unit.
本発明の第2の態様は、空間内の温度を計測する温度計測部と、空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、温度計測部により計測された温度と皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、温冷感評価部により評価されたユーザーの現在の温冷感を表示する表示部とを備える温冷感評価装置であることを要旨とする。 The second aspect of the present invention includes a temperature measurement unit that measures the temperature in the space, a skin temperature measurement unit that measures the skin temperature of the user in the space, and the temperature and skin temperature measurement unit that are measured by the temperature measurement unit. From the skin temperature measured by the heat radiation amount calculation unit that calculates the amount of radiation heat radiation of the user, a storage unit that stores thermal sensation information indicating the relationship between the predetermined amount of radiation heat radiation and thermal sensation, Using the thermal sensation information stored in the storage unit, the thermal sensation evaluation unit that evaluates the user's current thermal sensation from the radiant heat radiation amount calculated by the heat radiation amount calculation unit, and the thermal sensation evaluation unit The gist of the present invention is a thermal sensation evaluation apparatus including a display unit that displays the current thermal sensation of an evaluated user.
本発明によれば、ユーザー毎の熱移動を考慮することにより、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる空調制御システム及び温冷感評価装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air-conditioning control system and thermal sensation evaluation apparatus which can evaluate the thermal sensation for every user with high precision can be provided by considering the heat transfer for every user.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(空調制御システム)
本発明の実施の形態に係る空調制御システムは、図1に示すように、温冷感評価装置1と、空調装置7とを備える。温冷感評価装置1は、室内等の所定の空間Sに存在するユーザー(被験者)Tの温冷感を評価する。空調装置7は、温冷感評価装置1により評価された温冷感に基づいて、空間Sの空調を行う。
(Air conditioning control system)
As shown in FIG. 1, the air conditioning control system according to the embodiment of the present invention includes a thermal
温冷感評価装置1は、環境情報計測部2と、ユーザーTの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部25と、放熱量算出部3と、記憶部4と、温冷感評価部5と、温冷感表示部6とを備える。
The thermal
環境情報計測部2は、空間Sにおける環境に関する情報を計測する。環境情報計測部2は、温度計測部21と、空間Sにおける風速を計測する風速計測部24とを備える。温度計測部21は、空間Sの気温を計測する気温計測部22と、空間Sに存在する物体の輻射温度を計測する輻射温度計測部23とを備える。
The environment
放熱量算出部3は、輻射放熱量算出部31と、対流放熱量算出部32とを備える。輻射放熱量算出部31は、温度計測部21により計測された温度と、皮膚温度計測部25により計測された皮膚温度とから、所定の周期でユーザーTの輻射放熱量Qrを逐次算出する。輻射放熱量Qrは、ユーザーTの輻射による放熱量である。
The heat release amount calculation unit 3 includes a radiation heat release
輻射放熱量Qrは、人体から外部への放熱量の一部である。輻射放熱量Qrは、概ね、人体から外部への放熱量全体の40−50%程度を占める。輻射放熱量Qrは、空間Sに存在する物体の温度tw、ユーザーTの皮膚温度tsとすると、式(1)のように表される。
Qr=s×σ×(ts 4−tw 4) …(1)
但し、sは皮膚の放射率、σは、ステファン・ボルツマン定数である。
The radiation heat radiation amount Qr is a part of the heat radiation amount from the human body to the outside. The radiation heat radiation amount Qr generally occupies about 40-50% of the entire heat radiation amount from the human body to the outside. Radiation heat dissipation amount Qr is the temperature t w of the object existing in the space S, when the skin temperature t s users T, is expressed by the equation (1).
Qr = s × σ × (t s 4 −t w 4 ) (1)
Where s is the skin emissivity, and σ is the Stefan-Boltzmann constant.
輻射放熱量Qrは、温度twの代わりに、空間Sに存在する物体の輻射温度trから算出されてもよい。輻射温度trを用いる場合、輻射放熱量Qrは、輻射熱伝達率hr、ユーザーTの露出している皮膚の面積を示す有効面積Aとすると、式(2)のように表される。
Qr=hr×(ts−tr)×A …(2)
Radiation heat dissipation amount Qr, instead of the temperature t w, may be calculated from the radiation temperature t r of the object existing in the space S. When using a radiation temperature t r, the radiation heat discharge Q r is the radiation heat transfer coefficient h r, when the effective area A indicating the area of skin exposed users T, is expressed by the equation (2).
Qr = h r × (t s -t r) × A ... (2)
対流放熱量算出部32は、温度計測部21により計測された温度と、風速計測部24により計測された風速と、皮膚温度計測部25により計測された皮膚温度とから、所定の周期でユーザーTの対流放熱量Qcを逐次算出する。対流放熱量Qcは、ユーザーTの対流による放熱量である。
The convection heat release
対流放熱量Qcは、空間Sの気温ta、ユーザーTの皮膚温度ts、空間Sにおける風速v、対流放熱伝達率hc、有効面積Aとすると、式(3)のように表される。
Qc=hc×(√v)(ts−ta)×A …(3)
The convective heat release amount Qc is expressed as shown in Equation (3), where the air temperature t a of the space S, the skin temperature t s of the user T, the wind speed v in the space S, the convection heat transfer rate h c , and the effective area A. .
Qc = h c × (√v) (t s -t a) × A ... (3)
記憶部4は、例えば図2に示すように、予め決定された輻射放熱量Qrと温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する。温冷感情報は、例えば、予め複数の被験者に空調環境を変化させながら、被験者に温冷感をアンケートし、温冷感毎に、対応する時刻における輻射放熱量Qrを2次元にプロットすることにより決定される。温冷感は、例えば−3.5〜3.5の値nを指標とする。温冷感は、例えば、n≦−2.5の場合非常に寒い、−2.5<n≦−1.5の場合寒い、−1.5<n≦−0.5の場合やや寒いと評価される。また、温冷感は、例えば、−0.5<n≦0.5の場合どちらでもない、0.5<n≦1.5の場合やや暑い、1.5<n≦2.5の場合暑い、2.5<nの場合非常に暑いと評価される。 For example, as shown in FIG. 2, the storage unit 4 stores thermal sensation information indicating a relationship between a predetermined amount of radiation heat radiation Qr and thermal sensation. The thermal sensation information is obtained by, for example, surveying the subject about thermal sensation while changing the air-conditioning environment for a plurality of subjects in advance, and plotting the radiation heat radiation amount Qr at the corresponding time in two dimensions for each thermal sensation. Determined by. The thermal sensation uses, for example, a value n of −3.5 to 3.5 as an index. The thermal sensation is, for example, very cold when n ≦ −2.5, cold when −2.5 <n ≦ −1.5, and slightly cold when −1.5 <n ≦ −0.5. Be evaluated. Also, the thermal sensation is not, for example, −0.5 <n ≦ 0.5, slightly hot when 0.5 <n ≦ 1.5, or 1.5 <n ≦ 2.5 If it is hot, 2.5 <n, it is evaluated as very hot.
輻射放熱量Qrは、温度twを被験者が存在する空間の気温とすることにより算出されることができる。図2に示すように、温冷感と輻射放熱量Qrとの関係を示すデータに対して、回帰分析等により決定された関係式Rは、温冷感情報として記憶部4に記憶される。 Radiation heat dissipation amount Qr can be calculated by the temperature of the space existing temperature t w is the subject. As shown in FIG. 2, a relational expression R determined by regression analysis or the like is stored in the storage unit 4 as thermal sensation information with respect to data indicating the relationship between the thermal sensation and the radiation heat radiation amount Qr.
温冷感評価部5は、記憶部4に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部3により算出された輻射放熱量Qrから、ユーザーTの現在の温冷感を逐次評価する。例えば、放熱量算出部3により算出された輻射放熱量Qrが0.04である場合、ユーザーTの温冷感を示す値nは0.5程度と評価される。温冷感評価部5は、評価した温冷感を示す値nを空調装置7に入力する。
The thermal sensation evaluation unit 5 uses the thermal sensation information stored in the storage unit 4 to sequentially evaluate the current thermal sensation of the user T from the radiation heat radiation amount Qr calculated by the heat radiation amount calculation unit 3. . For example, when the radiation heat radiation amount Qr calculated by the heat radiation amount calculation unit 3 is 0.04, the value n indicating the thermal sensation of the user T is evaluated to be about 0.5. The thermal sensation evaluation unit 5 inputs a value n indicating the evaluated thermal sensation into the
また、温冷感評価部5は、記憶部4に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部3により算出された輻射放熱量Qr及び対流放熱量Qcの和から、ユーザーTの現在の温冷感を逐次評価するようにしてもよい。この場合、記憶部4に記憶される温冷感情報は、図3に示すように、輻射放熱量Qr及び対流放熱量Qcの和と、温冷感との関係を示す。温冷感情報は、例えば、予め複数の被験者に空調環境を変化させながら、被験者に温冷感をアンケートし、温冷感毎に、対応する時刻における輻射放熱量Qr及び対流放熱量Qcの和を2次元にプロットすることにより決定される。 Further, the thermal sensation evaluation unit 5 uses the thermal sensation information stored in the storage unit 4 to calculate the user T's from the sum of the radiant heat release amount Qr and the convective heat release amount Qc calculated by the heat release amount calculation unit 3. You may make it evaluate the present thermal feeling sequentially. In this case, the thermal sensation information stored in the storage unit 4 indicates the relationship between the thermal sensation and the sum of the radiant heat release amount Qr and the convection heat release amount Qc, as shown in FIG. The thermal sensation information is obtained by, for example, surveying the subject about thermal sensation while changing the air-conditioning environment for a plurality of subjects in advance, and for each thermal sensation, the sum of the radiation heat release amount Qr and the convection heat release amount Qc at the corresponding time. Is plotted in two dimensions.
温冷感表示部6は、温冷感評価部5により評価されたユーザーTの現在の温冷感を表示する。温冷感表示部6は、例えば液晶モニター等の表示装置からなる。ユーザーTは、温冷感表示部6に表示された温冷感を見ることにより、空間Sにおける環境及び環境の変化を認知することができる。 The thermal sensation display unit 6 displays the current thermal sensation of the user T evaluated by the thermal sensation evaluation unit 5. The thermal sensation display unit 6 includes a display device such as a liquid crystal monitor. The user T can recognize the environment in the space S and a change in the environment by looking at the thermal sensation displayed on the thermal sensation display unit 6.
空調装置7は、空調制御部71と、空調部74とを備える。空調制御部71は、温冷感評価部5により評価された温冷感に基づいて、空調部74の駆動を制御する。空調部74は、例えば熱交換器、送風ファン、ルーバー等からなり、空調制御部71の制御に応じて空間Sの空調を行う。
The
空調制御部71は、温度制御部72と、風速制御部73とを備える。温度制御部72は、空調部74が空間Sに送風する空気の温度を制御する。風速制御部73は、空調部74が空間Sに送風する風速を制御する。温度制御部72及び風速制御部73は、温冷感評価部5により評価された温冷感が0に近づくように空調部74を制御する。
The air
また、空調制御部71は、温冷感評価部5により評価された温冷感について、図2に示すように、上限値QrH及び下限値QrLが設定されてもよい。この場合、温度制御部72及び風速制御部73は、温冷感評価部5により評価された温冷感が、上限値QrHから下限値QrLまでの範囲内となるように、空調部74の駆動を制御する。
Also, the air
本発明の実施の形態に係る環境制御システムによれば、ユーザーT毎の輻射放熱量Qrを算出することにより、ユーザーT毎の熱移動を考慮して、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる。また、本発明の実施の形態に係る環境制御システムは、輻射放熱量Qr及び対流放熱量Qcの和を用いることにより、ユーザー毎の温冷感を更に高精度に評価することができる。 According to the environmental control system according to the embodiment of the present invention, by calculating the radiation heat radiation amount Qr for each user T, the heat transfer for each user T is taken into consideration, and the thermal sensation for each user is highly accurate. Can be evaluated. In addition, the environmental control system according to the embodiment of the present invention can evaluate the thermal sensation for each user with higher accuracy by using the sum of the radiation heat radiation amount Qr and the convection heat radiation amount Qc.
また、本発明の実施の形態に係る環境制御システムによれば、高精度に評価されたユーザー毎の温冷感に基づいて適切な空調を行うことにより、ユーザーTの快適性を向上することができる。 Moreover, according to the environmental control system which concerns on embodiment of this invention, the comfort of the user T can be improved by performing appropriate air conditioning based on the thermal sensation for every user evaluated highly accurately. it can.
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
上記のように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1 温冷感評価装置
3 放熱量算出部
4 記憶部
5 温冷感評価部
6 温冷感表示部
21 温度計測部
24 風速計測部
25 皮膚温度計測部
74 空調部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、
前記温度計測部により計測された温度と前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、前記ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、
予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、
前記温冷感評価部により評価された温冷感に基づいて、前記空間の空調を行う空調部と
を備える空調制御システム。 A temperature measurement unit that measures the temperature in the space;
A skin temperature measurement unit for measuring a user's skin temperature in the space;
From the temperature measured by the temperature measurement unit and the skin temperature measured by the skin temperature measurement unit, a heat dissipation amount calculation unit that calculates the radiation heat dissipation amount of the user,
A storage unit for storing thermal sensation information indicating a relationship between a predetermined amount of radiation heat radiation and thermal sensation;
Using the thermal sensation information stored in the storage unit, the thermal sensation evaluation unit that evaluates the current thermal sensation of the user from the radiation heat radiation amount calculated by the heat radiation amount calculation unit,
An air conditioning control system comprising: an air conditioning unit that performs air conditioning of the space based on the thermal sensation evaluated by the thermal sensation evaluation unit.
前記温度計測部は、前記空間内の気温を計測し、
前記放熱量算出部は、前記温度計測部により計測された気温、前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度及び前記風速計測部により計測された風速から前記ユーザーの対流放熱量を算出し、
前記記憶部は、予め決定された輻射放熱量及び対流放熱量の和と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶し、
前記温冷感評価部は、前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量及び対流放熱量の和から、ユーザーの現在の温冷感を評価する請求項1〜3のいずれか1項に記載の空調制御システム。 A wind speed measuring unit for measuring the wind speed of the space;
The temperature measuring unit measures the air temperature in the space,
The heat dissipation amount calculation unit calculates the convection heat dissipation amount of the user from the air temperature measured by the temperature measurement unit, the skin temperature measured by the skin temperature measurement unit, and the wind speed measured by the wind speed measurement unit,
The storage unit stores thermal sensation information indicating a relationship between a predetermined radiant heat release amount and convection heat release amount and thermal sensation,
The thermal sensation evaluation unit uses the thermal sensation information stored in the storage unit to calculate the current thermal sensation of the user from the sum of the radiation heat dissipation amount and the convective heat dissipation amount calculated by the heat dissipation amount calculation unit. The air-conditioning control system of any one of Claims 1-3 which evaluates.
前記空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、
前記温度計測部により計測された温度と前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、前記ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、
予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、
前記温冷感評価部により評価されたユーザーの現在の温冷感を表示する表示部と
を備える温冷感評価装置。 A temperature measurement unit that measures the temperature in the space;
A skin temperature measurement unit for measuring a user's skin temperature in the space;
From the temperature measured by the temperature measurement unit and the skin temperature measured by the skin temperature measurement unit, a heat dissipation amount calculation unit that calculates the radiation heat dissipation amount of the user,
A storage unit for storing thermal sensation information indicating a relationship between a predetermined amount of radiation heat radiation and thermal sensation;
Using the thermal sensation information stored in the storage unit, the thermal sensation evaluation unit that evaluates the current thermal sensation of the user from the radiation heat radiation amount calculated by the heat radiation amount calculation unit,
A thermal sensation evaluation apparatus comprising: a display unit that displays a user's current thermal sensation evaluated by the thermal sensation evaluation unit.
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