JP2016176758A - System, method, and program for estimating heat transfer coefficient, and heat transfer coefficient test apparatus - Google Patents

System, method, and program for estimating heat transfer coefficient, and heat transfer coefficient test apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2016176758A
JP2016176758A JP2015055979A JP2015055979A JP2016176758A JP 2016176758 A JP2016176758 A JP 2016176758A JP 2015055979 A JP2015055979 A JP 2015055979A JP 2015055979 A JP2015055979 A JP 2015055979A JP 2016176758 A JP2016176758 A JP 2016176758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
plate
heat
stable
surface side
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.)
Granted
Application number
JP2015055979A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6022623B2 (en
Inventor
七岡 寛
Hiroshi Nanaoka
寛 七岡
洋 黒木
Hiroshi Kuroki
洋 黒木
田中 宏典
Hironori Tanaka
宏典 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiwa House Industry Co Ltd
Original Assignee
Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daiwa House Industry Co Ltd filed Critical Daiwa House Industry Co Ltd
Priority to JP2015055979A priority Critical patent/JP6022623B2/en
Publication of JP2016176758A publication Critical patent/JP2016176758A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6022623B2 publication Critical patent/JP6022623B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/06Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G01K17/20Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable simple and quick estimation of a heat transfer coefficient as an indicator of heat insulation capability of a planar member.SOLUTION: A heat transfer coefficient estimation system estimates a heat transfer coefficient (U) of a planar member (80) using a test apparatus (11). The test apparatus (11) includes a tabular member (21) and a heat generating member including a heater (22) provided on a back surface of the tabular member. The heat transfer coefficient (U) of the planar member is estimated, while the planar member is heated by the heat generating member, based on a front surface temperature (Ti) and back surface temperature (Th) of the tabular member as measured when the temperature is stabilized, an outdoor-side temperature (To) of the planar member, and a pre-stored heat transfer coefficient (U) of the tabular member. The system predicts stabilized temperature of the tabular member on the front surface side when the back surface temperature (Th) stabilizes after being heated by the heat generating member.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定する熱貫流率推定システム、方法、およびプログラム、ならびに、熱貫流率の推定に用いられる熱貫流率試験装置に関する。   The present invention relates to a heat transmissivity estimation system, method, and program for estimating the heat transmissivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building, and heat. The present invention relates to a thermal permeability test apparatus used for estimating a permeability.

建物の断熱性能は、建物の熱損失係数を推定することにより評価することができる。熱損失係数は、建物から逃げる熱量(W/K)を延床面積(m)で除算した値(Q値)として表される。建物から逃げる熱量は、屋外空間(床下空間や小屋裏空間も含む)に面する部位(外壁、1階床など)から逃げる熱量の総計として求められる。また、各部位から逃げる熱量は、その部位の面積と熱貫流率とに基づいて算出される。 The thermal insulation performance of a building can be evaluated by estimating the heat loss coefficient of the building. The heat loss coefficient is expressed as a value (Q value) obtained by dividing the amount of heat (W / K) escaping from the building by the total floor area (m 2 ). The amount of heat escaping from the building is determined as the total amount of heat escaping from the part (outer wall, first floor, etc.) facing the outdoor space (including the underfloor space and the shed space). Further, the amount of heat escaping from each part is calculated based on the area of the part and the heat transmissibility.

建物の熱損失係数を求めるために、たとえば特開2013−221772号公報(特許文献1)では、建物の各部屋の温度および建物外部の温度を継続して測定し、建物全体の平均温度および外部に接する部屋の平均温度を求め、これら2つの平均温度が一定の関係となる熱移動モデルに従って熱損失係数を推定する方法が提案されている。   In order to obtain the heat loss coefficient of a building, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-221774 (Patent Document 1), the temperature of each room of the building and the temperature outside the building are continuously measured, and the average temperature of the entire building and the outside A method has been proposed in which an average temperature of a room in contact with the air is obtained and a heat loss coefficient is estimated according to a heat transfer model in which the two average temperatures have a certain relationship.

また、建物の外壁等の熱貫流率を求めるために、特開2014−074953号公報(特許文献2)では、たとえば外壁の熱貫流率を、外壁種別に応じた熱伝導率と、外壁厚と、外壁の断熱材の熱伝導率と、外壁断熱材厚とを、外壁熱貫流率算出式に代入して算出する方法が開示されている。   Moreover, in order to obtain | require the heat | fever transmissivity of the outer wall etc. of a building, in Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-074953 (patent document 2), for example, the heat | fever transmissivity of an outer wall, the heat conductivity according to the outer wall type, outer wall thickness, A method is disclosed in which the thermal conductivity of the heat insulating material on the outer wall and the outer wall heat insulating material thickness are calculated by substituting them into the outer wall thermal conductivity calculation formula.

特開2013−221772号公報JP 2013-221772 A 特開2014−074953号公報JP 2014-074953 A

特許文献1のように、建物の熱損失係数を推定するには、多くの時間と機材(温度計)が必要となる。また、内外温度差の大きな時期でなければ、推定誤差が大きくなる可能性がある。   Like patent document 1, in order to estimate the heat loss coefficient of a building, much time and equipment (thermometer) are needed. In addition, if the temperature difference is not large, the estimation error may increase.

また、特許文献2では、対象部位(たとえば外壁)の熱伝導率が予め記憶されていることが前提となっているため、対象部位の熱伝導率が未知である場合には、熱貫流率を算出することができない。   Moreover, in patent document 2, since it is a premise that the thermal conductivity of the target part (for example, the outer wall) is stored in advance, if the thermal conductivity of the target part is unknown, the thermal conductivity is It cannot be calculated.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単かつ短時間で、対象部位(面部材)の熱貫流率を推定することのできる熱貫流率推定システム、方法およびプログラム、ならびに、熱貫流率試験装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to easily and quickly estimate the heat transmissivity of the target portion (surface member). To provide an estimation system, method and program, and a thermal conductivity test apparatus.

この発明のある局面に従う熱貫流率推定システムは、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定するためのシステムであって、板状部材と、発熱部材と、第1および第2の温度センサと、予測処理手段と、推定手段とを備える。板状部材は、面部材の屋内面に当接または近接する表面と、その反対側に位置する裏面とを有する。発熱部材は、板状部材の裏面側に設けられたヒータを含み、面部材に熱を伝える。第1および第2の温度センサは、板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられ、板状部材の表面側温度および裏面側温度を検知する。予測処理手段は、発熱部材の加熱後、板状部材の裏面側温度が安定した状態において、第1の温度センサからの検知信号に基づいて、板状部材の表面側の安定温度を予測する。推定手段は、予測処理手段により予測された板状部材の表面側の安定温度と、板状部材の裏面側の安定温度と、面部材の屋外側温度と、予め記憶された板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定する。   A thermal conductivity estimation system according to an aspect of the present invention is a system for estimating the thermal conductivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. And a plate-shaped member, a heat generating member, first and second temperature sensors, a prediction processing unit, and an estimation unit. A plate-shaped member has the surface which contact | abuts or adjoins the indoor surface of a surface member, and the back surface located in the other side. The heat generating member includes a heater provided on the back surface side of the plate-like member, and transfers heat to the surface member. The first and second temperature sensors are respectively provided on the front surface side and the back surface side of the plate member, and detect the front surface temperature and the back surface temperature of the plate member. The prediction processing means predicts a stable temperature on the front side of the plate-like member based on a detection signal from the first temperature sensor in a state where the temperature on the back side of the plate-like member is stable after the heating member is heated. The estimation means includes a stable temperature on the surface side of the plate-like member predicted by the prediction processing means, a stable temperature on the back surface side of the plate-like member, an outdoor-side temperature of the surface member, and the heat of the plate-like member stored in advance. Based on the flow rate, the thermal flow rate of the face member is estimated.

好ましくは、熱貫流率推定システムは、板状部材の裏面側温度が設定温度となるように、ヒータの一定温度制御を行う加熱制御手段をさらに備える。この場合、設定温度が、板状部材の裏面側の安定温度に相当する。   Preferably, the heat transmissibility estimation system further includes a heating control unit that performs constant temperature control of the heater so that the temperature on the back surface side of the plate-like member becomes a set temperature. In this case, the set temperature corresponds to the stable temperature on the back side of the plate-like member.

好ましくは、予測処理手段は、予め定められた予測式を用いて、板状部材の表面側の安定温度を予測する。   Preferably, the prediction processing means predicts a stable temperature on the surface side of the plate-like member using a predetermined prediction formula.

予測式は、一定時間間隔の3点の表面側温度をそれぞれy,y,y、板状部材の表面側の安定温度をbとし、「(y−y)/(y−y)」を「K」とおいた場合、
b=(y−Ky)/(1−K)
であることが望ましい。
The prediction formula is such that the surface temperature at three points at regular time intervals is y 1 , y 2 , y 3 , the stable temperature on the surface side of the plate-like member is b, and “(y 3 −y 2 ) / (y 2 -y 1) "and if you put the" K ",
b = (y 2 -Ky 1 ) / (1-K)
It is desirable that

また、予測処理手段は、表面側温度の温度変化に応じて近似曲線を計算し、近似曲線上における3点の温度を抽出することによって表面側の安定温度を予測することが望ましい。   Further, it is desirable that the prediction processing means predicts the stable temperature on the surface side by calculating an approximate curve according to the temperature change of the surface side temperature and extracting three temperatures on the approximate curve.

発熱部材は、面部材に直接的に熱を伝えるために、板状部材の表面側に設けられたサブヒータをさらに含んでいてもよい。この場合、加熱制御手段は、板状部材の表面側温度が急上昇するように、加熱開始からの特定期間のみサブヒータを運転してもよい。   The heat generating member may further include a sub-heater provided on the surface side of the plate-like member in order to transmit heat directly to the surface member. In this case, the heating control means may operate the sub-heater only for a specific period from the start of heating so that the surface-side temperature of the plate-like member rises rapidly.

この発明の他の局面に従う熱貫流率試験装置は、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定するために用いられる試験装置であって、板状部材と、発熱部材と、第1および第2の温度センサと、予測処理手段と、記憶手段とを備える。板状部材は、面部材の屋内面に当接または近接する表面と、その反対側に位置する裏面とを有し、その熱貫流率が既知である。発熱部材は、板状部材の裏面側に設けられたヒータを含み、面部材に熱を伝える。第1および第2の温度センサは、板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられ、板状部材の表面側温度および裏面側温度を検知する。予測処理手段は、発熱部材の加熱後、板状部材の裏面側温度が安定した状態において、第2の温度センサからの検知信号に基づいて、板状部材の表面側の安定温度を予測する。記憶手段は、少なくとも、予測処理手段により予測された板状部材の表面側の安定温度を記憶する。   A thermal conductivity test apparatus according to another aspect of the present invention is used to estimate the thermal conductivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. A test apparatus comprising a plate-like member, a heat generating member, first and second temperature sensors, prediction processing means, and storage means. The plate-like member has a surface that is in contact with or close to the indoor surface of the surface member, and a back surface located on the opposite side, and has a known thermal conductivity. The heat generating member includes a heater provided on the back surface side of the plate-like member, and transfers heat to the surface member. The first and second temperature sensors are respectively provided on the front surface side and the back surface side of the plate member, and detect the front surface temperature and the back surface temperature of the plate member. The prediction processing means predicts a stable temperature on the front side of the plate-like member based on a detection signal from the second temperature sensor in a state where the temperature on the back side of the plate-like member is stable after the heating member is heated. The storage means stores at least the stable temperature on the surface side of the plate-like member predicted by the prediction processing means.

この発明のさらに他の局面に従う熱貫流率推定方法は、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定する方法であって、試験装置が用いられる。試験装置は、板状部材と、板状部材の裏面側に設けられたヒータを含む発熱部材と、板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられた第1および第2の温度センサとを備える。熱貫流率推定方法は、試験装置を面部材の屋内面に接触させ、かつ、発熱部材により面部材が加熱された状態において、第1および第2の温度センサからの検知信号に基づいて、板状部材の表面側温度および裏面側温度を計測するステップと、板状部材の裏面側温度が安定した状態において計測された表面側温度から、板状部材の表面側の安定温度を予測するステップと、予測された板状部材の表面側の安定温度と、板状部材の裏面側の安定温度と、面部材の屋外側温度と、予め記憶された板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定するステップとを備える。   A heat transmissivity estimation method according to still another aspect of the present invention is a method for estimating the heat transmissivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. A test device is used. The test apparatus includes a plate-shaped member, a heating member including a heater provided on the back surface side of the plate-shaped member, and first and second temperature sensors respectively provided on the front surface side and the back surface side of the plate-shaped member. Prepare. The heat transmissivity estimation method is based on the detection signals from the first and second temperature sensors in a state where the test device is in contact with the indoor surface of the surface member and the surface member is heated by the heat generating member. Measuring the surface-side temperature and the back-side temperature of the plate-like member, and predicting the surface-side stable temperature of the plate-like member from the surface-side temperature measured when the back-side temperature of the plate-like member is stable. Based on the predicted stable temperature on the front surface side of the plate-shaped member, stable temperature on the back surface side of the plate-shaped member, outdoor temperature of the surface member, and the thermal conductivity of the plate-shaped member stored in advance, Estimating the thermal conductivity of the face member.

この発明のさらに他の局面に従う熱貫流率推定プログラムは、上記記載の熱貫流率推定方法に含まれる各ステップを、コンピュータに実行させる。   A thermal conductivity estimation program according to still another aspect of the present invention causes a computer to execute each step included in the above-described thermal conductivity estimation method.

本発明によれば、簡単かつ短時間で、面部材の熱貫流率を推定することができる。   According to the present invention, it is possible to estimate the thermal conductivity of the surface member in a simple and short time.

本発明の実施の形態に係る熱貫流率推定システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the heat transmissivity estimation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る熱貫流率試験装置本体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the thermal conductivity test apparatus main body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る熱貫流率推定システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a heat transmissivity estimating system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態において、面部材の熱貫流率の推定原理を概念的に示す図である。In embodiment of this invention, it is a figure which shows notionally the estimation principle of the heat-transfer rate of a surface member. 本発明の実施の形態において、板状部材の表面側温度および裏面側温度の時間遷移の典型例を示すグラフである。In embodiment of this invention, it is a graph which shows the typical example of the time transition of the surface side temperature of a plate-shaped member, and a back surface side temperature. 本発明の実施の形態において、板状部材の表面側の安定温度の予測処理について説明するためのグラフである。In embodiment of this invention, it is a graph for demonstrating the prediction process of the stable temperature of the surface side of a plate-shaped member. 本発明の実施の形態における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the heat transmissivity measurement process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における安定温度予測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the stable temperature prediction process in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例に係る熱貫流率試験装置本体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the thermal conductivity test apparatus main body which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例に係る熱貫流率推定システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the heat transmissivity estimation system which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例において、熱貫流率試験装置本体と面部材との配置関係を模式的に示す図である。In the modification of embodiment of this invention, it is a figure which shows typically the arrangement | positioning relationship between a heat | fever permeability test apparatus main body and a surface member. 本発明の実施の形態の変形例に係る熱貫流率試験装置本体において、温度センサの配置例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of arrangement | positioning of a temperature sensor in the thermal conductivity test apparatus main body which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例における安定温度予測処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the stable temperature prediction process in the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る熱貫流率推定システムが単体の装置として構成された場合における、装置の構造例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of a structure of an apparatus in case the heat-transfer coefficient estimation system which concerns on embodiment of this invention is comprised as a single apparatus. 比較例として、熱容量の比較的大きい面部材を対象とし、ヒータを一定出力とした場合における、熱貫流率の測定に要する時間の具体例を示すグラフであり、(A)のグラフには、各位置の温度の時間遷移の典型例が示され、(B)のグラフには、面部材の熱貫流率(推定U値)と真値との関係が示されている。As a comparative example, it is a graph showing a specific example of the time required for measurement of the heat transmissivity when a surface member having a relatively large heat capacity is targeted and the heater is set to a constant output. A typical example of the time transition of the temperature of the position is shown, and the graph of (B) shows the relationship between the thermal conductivity (estimated U value) of the face member and the true value.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

本実施の形態では、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定する熱貫流率推定システムについて説明する。断熱性能の評価対象の面部材は、外壁、1階の床、および最上階の天井などを含み、屋外空間は、床下空間および小屋裏空間を含む。なお、面部材は、単層の部材に限定されず、複数層で構成された部材であってもよい。   In the present embodiment, a heat transmissivity estimation system that estimates the heat transmissivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building will be described. The surface member to be evaluated for heat insulation performance includes an outer wall, a floor on the first floor, a ceiling on the top floor, and the like, and the outdoor space includes an under-floor space and a shed space. The surface member is not limited to a single-layer member, and may be a member composed of a plurality of layers.

(概略構成について)
はじめに、本実施の形態に係る熱貫流率推定システムの概略構成について説明する。図1を参照して、熱貫流率推定システム1は、評価対象の面部材(以下「対象物」ともいう)80に取付けられる熱貫流率試験装置(以下「試験装置」と略す)10と、試験装置10と電気的に接続され、熱貫流率を推定するための処理を行う推定装置13とを備えている。
(About schematic configuration)
First, a schematic configuration of the heat transmissivity estimation system according to the present embodiment will be described. Referring to FIG. 1, a thermal transmissivity estimation system 1 includes a thermal transmissivity test apparatus (hereinafter abbreviated as “test apparatus”) 10 attached to a surface member (hereinafter also referred to as “object”) 80 to be evaluated, An estimation apparatus 13 that is electrically connected to the test apparatus 10 and performs processing for estimating the heat transmissibility is provided.

試験装置10は、評価対象の面部材(以下「対象物」という)80の屋内面(屋内側の面)に接触状態で配置される装置本体11と、対象物80の屋外面(屋外側の面)側に配置され、対象物80の屋外側温度を検知する外付けの温度センサ12とを有している。図2に示されるように、装置本体11は、基準板21と、ヒータ22と、断熱部材23と、2つの温度センサ24,25とを含む。なお、図2では、ヒータ22および温度センサ24,25の配線の図示は省略されている。   The test apparatus 10 includes an apparatus main body 11 arranged in contact with an indoor surface (indoor side surface) of a surface member 80 to be evaluated (hereinafter referred to as “object”), and an outdoor surface (outdoor side of the object 80). And an external temperature sensor 12 that detects the outdoor side temperature of the object 80. As shown in FIG. 2, the apparatus main body 11 includes a reference plate 21, a heater 22, a heat insulating member 23, and two temperature sensors 24 and 25. In FIG. 2, the wiring of the heater 22 and the temperature sensors 24 and 25 is not shown.

基準板21は、装置本体11の一方面(表面)を形成する板状部材であり、対象物80の屋内面に当接状態で配置(密着)される。つまり、基準板21は、対象物80の屋内面に当接する表面21aと、その反対側に位置する裏面21bとを有している。基準板21の熱貫流率Uは既知である。 The reference plate 21 is a plate-like member that forms one surface (front surface) of the apparatus main body 11, and is arranged (contacted) in contact with the indoor surface of the object 80. That is, the reference plate 21 has a surface 21a that abuts against the indoor surface of the object 80 and a back surface 21b that is located on the opposite side. Thermal transmittance U 1 of the reference plate 21 is known.

基準板21は、たとえば、押出法ポリスチレンフォームなど樹脂系の断熱材により形成されている。なお、基準板21は、対象物80に熱を伝えることができ、かつ、熱抵抗が高すぎない材質であればよい。また、断熱性能が経年変化しないことが望ましい。あるいは、経年変化した場合に交換可能なものであることが望ましい。また、基準板21の表面21aは、円滑であり、対象物80の屋内面との密着度が確保できるものであることが望ましい。また、その形状は、たとえば矩形形状である。   The reference plate 21 is formed of, for example, a resin-based heat insulating material such as an extruded polystyrene foam. In addition, the reference | standard board 21 should just be a material which can transmit heat to the target object 80 and heat resistance is not too high. Moreover, it is desirable that the heat insulation performance does not change over time. Or it is desirable that it is replaceable when it changes over time. Further, it is desirable that the surface 21a of the reference plate 21 is smooth and can secure the degree of adhesion of the object 80 with the indoor surface. Moreover, the shape is a rectangular shape, for example.

ヒータ22は、基準板21の裏面側に設けられる発熱部材である。ヒータ22がON状態(発熱状態)とされた場合に、基準板21を介して対象物80に熱が伝えられる。ヒータ22は、面状の発熱体により構成され、基準板21と略同じ面積であることが望ましい。ヒータ22のON/OFFは、推定装置13によって制御される。   The heater 22 is a heat generating member provided on the back side of the reference plate 21. When the heater 22 is turned on (heat generation state), heat is transmitted to the object 80 via the reference plate 21. The heater 22 is preferably composed of a planar heating element and has substantially the same area as the reference plate 21. ON / OFF of the heater 22 is controlled by the estimation device 13.

断熱部材23は、ヒータ22の屋内側に設けられ、基準板21とヒータ22と断熱部材23とが、層状に形成されている。断熱部材23の厚みは、基準板21の厚みよりも大きい。断熱部材23の熱抵抗は、基準板21の熱抵抗よりも十分に高く、ヒータ22の熱が屋内空間側へ逆流するのを防止する。その結果、ヒータ22の熱の大部分を対象物80側に伝えられることができる。なお、ヒータ22の熱を基準板21に均等に伝えるために、ヒータ22と基準板21との間には、均熱板(図示せず)が設けられていることが望ましい。   The heat insulating member 23 is provided on the indoor side of the heater 22, and the reference plate 21, the heater 22, and the heat insulating member 23 are formed in layers. The thickness of the heat insulating member 23 is larger than the thickness of the reference plate 21. The heat resistance of the heat insulating member 23 is sufficiently higher than the heat resistance of the reference plate 21 and prevents the heat of the heater 22 from flowing backward to the indoor space side. As a result, most of the heat of the heater 22 can be transmitted to the object 80 side. In order to evenly transmit the heat of the heater 22 to the reference plate 21, it is desirable that a soaking plate (not shown) is provided between the heater 22 and the reference plate 21.

温度センサ24は、基準板21の裏面21bに設けられ、基準板21の裏面21b側の温度を検知する。温度センサ25は、基準板21の表面21aに設けられ、基準板21の表面21a側の温度を検知する。ここで、基準板21の表面21aは、対象物80の屋内面に当接状態で配置されるため、温度センサ25により検知される温度は、対象物80の屋内面の温度と等しい。   The temperature sensor 24 is provided on the back surface 21 b of the reference plate 21 and detects the temperature on the back surface 21 b side of the reference plate 21. The temperature sensor 25 is provided on the surface 21 a of the reference plate 21 and detects the temperature on the surface 21 a side of the reference plate 21. Here, since the surface 21 a of the reference plate 21 is disposed in contact with the indoor surface of the object 80, the temperature detected by the temperature sensor 25 is equal to the temperature of the indoor surface of the object 80.

温度センサ12は、対象物80の屋外面であって、装置本体11の温度センサ24,25と同じライン上に配置されることが望ましい。つまり、対象物80が外壁の場合は、温度センサ12の位置と、温度センサ24,25の位置とが略同じ高さであることが望ましい。なお、ヒータ22の加熱による対象物80の屋外面の温度の上昇率は僅かであるため、温度センサ12は、対象物80の屋外面そのものの温度に限らず、対象物80の屋外側の温度を検知すればよい。つまり、対象物80の屋外面の温度は、外気温で代替してもよいし、外気温に空気の熱伝達率を掛けて対象物80の屋外面の温度を推定してもよい。たとえば対象物80が1階床の場合、対象物80の屋外面の温度は、床下温度に代替することができる。このような場合、温度センサ12の設置位置は、特に限定されない。   It is desirable that the temperature sensor 12 be disposed on the same line as the temperature sensors 24 and 25 of the apparatus main body 11 on the outdoor surface of the object 80. That is, when the object 80 is an outer wall, it is desirable that the position of the temperature sensor 12 and the positions of the temperature sensors 24 and 25 are substantially the same height. Since the rate of increase in the temperature of the outdoor surface of the object 80 due to the heating of the heater 22 is slight, the temperature sensor 12 is not limited to the temperature of the outdoor surface of the object 80 itself, but the temperature of the object 80 on the outdoor side. Can be detected. That is, the temperature of the outdoor surface of the object 80 may be replaced with the outside air temperature, or the temperature of the outdoor surface of the object 80 may be estimated by multiplying the outside air temperature by the heat transfer coefficient of air. For example, when the target object 80 is the first floor, the temperature of the outdoor surface of the target object 80 can be replaced with the underfloor temperature. In such a case, the installation position of the temperature sensor 12 is not particularly limited.

温度センサ24,25、および、温度センサ12による検知信号は、推定装置13に入力され、推定装置13において、対象物80の熱貫流率が推定される。   The detection signals from the temperature sensors 24 and 25 and the temperature sensor 12 are input to the estimation device 13, and the estimation device 13 estimates the thermal conductivity of the object 80.

図3に示されるように、推定装置13は、各種演算処理および各部の制御を行う制御部31と、各種データおよびプログラムを記憶する記憶部32と、ユーザからの指示を受け付ける操作部33と、各種情報を表示する表示部34と、ネットワーク通信を行うための通信部35と、電源部36と、計時動作を行う計時部(図示せず)とを含む。推定装置13は、また、制御部31からの指示に基づき、ヒータ22の出力を制御する加熱制御部37と、温度センサ24,25,12からの信号を入力して、制御部31に出力する入力部(図示せず)とを含む。制御部31は、たとえばCPU(Central Processing Unit)などの演算処理装置により実現される。記憶部32は、たとえば不揮発性の記憶装置により実現される。あるいは、制御部31と記憶部32とは、1つのハードウェア(記憶・演算部)として構成されてもよい。   As shown in FIG. 3, the estimation device 13 includes a control unit 31 that performs various arithmetic processes and control of each unit, a storage unit 32 that stores various types of data and programs, an operation unit 33 that receives instructions from a user, A display unit 34 for displaying various information, a communication unit 35 for performing network communication, a power supply unit 36, and a time measuring unit (not shown) for performing a time measuring operation are included. The estimation device 13 also receives a heating control unit 37 that controls the output of the heater 22 and signals from the temperature sensors 24, 25, and 12 based on an instruction from the control unit 31 and outputs the signals to the control unit 31. And an input unit (not shown). The control unit 31 is realized by an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit). The storage unit 32 is realized by, for example, a nonvolatile storage device. Alternatively, the control unit 31 and the storage unit 32 may be configured as one piece of hardware (storage / calculation unit).

図1に示したように、試験装置10と推定装置13とが分離されている場合、推定装置13は、ヒータ22および温度センサ24,25,12それぞれの配線の端子が接続されるコネクタ(図示せず)を含んでいればよい。   As shown in FIG. 1, when the test apparatus 10 and the estimation apparatus 13 are separated, the estimation apparatus 13 is a connector to which the wiring terminals of the heater 22 and the temperature sensors 24, 25, 12 are connected (see FIG. 1). (Not shown).

なお、試験装置10の装置本体11と推定装置13とは、図16に示されるように、1つの筐体100内に設けられることが望ましい。つまり、熱貫流率推定システム1は、単体の装置(熱貫流率推定装置)1Aによって構成されることが望ましい。この場合、推定装置13の操作部33および表示部34は、筐体100上に設けられればよく、その場合、操作部33および表示部34は、タッチパネルとして一体的に構成されていてもよい。また、装置本体11と推定装置13との間には、仕切り板101が設けられていてもよい。   In addition, as for the apparatus main body 11 and the estimation apparatus 13 of the test apparatus 10, it is desirable to be provided in the one housing | casing 100, as FIG. 16 shows. That is, it is desirable that the heat transmissivity estimation system 1 is constituted by a single device (heat transmissivity estimation device) 1A. In this case, the operation unit 33 and the display unit 34 of the estimation device 13 may be provided on the housing 100. In this case, the operation unit 33 and the display unit 34 may be integrally configured as a touch panel. Further, a partition plate 101 may be provided between the apparatus main body 11 and the estimation apparatus 13.

また、上述のように、対象物80の屋外面の温度が、外気温や床下温度で代替される場合には、温度センサ12自体を設けず、推定装置13の操作部33または通信部35を介して、対象物80の屋外側温度が入力されてもよい。つまり、試験装置10は、装置本体11のみで構成されてもよい。   Further, as described above, when the temperature of the outdoor surface of the object 80 is replaced by the outside air temperature or the underfloor temperature, the temperature sensor 12 itself is not provided, and the operation unit 33 or the communication unit 35 of the estimation device 13 is provided. Via, the outdoor side temperature of the target 80 may be input. That is, the test apparatus 10 may be configured by only the apparatus main body 11.

(機能構成について)
次に、熱貫流率推定システム1の機能構成について説明する。
(About functional configuration)
Next, the functional configuration of the heat transmissibility estimation system 1 will be described.

図3に示されるように、推定装置13は、その機能構成として、上記した加熱制御部37に加え、計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44を含んでいる。計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44の機能は、試験装置10が対象物80に取り付けられた状態において、制御部31により実現される。記憶部32には、基準板21の熱貫流率Uが予め記憶されている。 As shown in FIG. 3, the estimation device 13 includes a measurement processing unit 41, a prediction processing unit 42, an estimation unit 43, and a result processing unit 44 in addition to the above-described heating control unit 37 as its functional configuration. . The functions of the measurement processing unit 41, the prediction processing unit 42, the estimation unit 43, and the result processing unit 44 are realized by the control unit 31 in a state where the test apparatus 10 is attached to the object 80. The storage unit 32 stores in advance the thermal conductivity U 1 of the reference plate 21.

計測処理部41は、温度センサ24,25,12からの検知信号に基づいて、ヒータ22により対象物80に熱が伝えられた状態における、各位置の温度を計測する。すなわち、図4を参照して、基準板21の裏面側温度Th、基準板21の表面側温度(対象物80の屋内面温度)Ti、および、対象物80の屋外側温度Toを計測する。   Based on detection signals from the temperature sensors 24, 25, and 12, the measurement processing unit 41 measures the temperature at each position in a state where heat is transmitted to the object 80 by the heater 22. That is, referring to FIG. 4, the rear surface side temperature Th of the reference plate 21, the front surface side temperature (indoor surface temperature of the object 80) Ti of the reference plate 21, and the outdoor side temperature To of the object 80 are measured.

また、計測処理部41は、加熱制御部37を介してヒータ22の運転を行い、対象物80を屋内空間側から加熱する。つまり、加熱制御部37は、計測処理部41からの指示に応じて、ヒータ22の出力を制御する。加熱制御部37によるヒータ22の出力制御については後述する。   In addition, the measurement processing unit 41 operates the heater 22 via the heating control unit 37 to heat the object 80 from the indoor space side. That is, the heating control unit 37 controls the output of the heater 22 in accordance with an instruction from the measurement processing unit 41. The output control of the heater 22 by the heating control unit 37 will be described later.

推定部43は、対象物80の加熱後の3点の温度勾配から、対象物80の熱貫流率を推定する。対象物80の熱貫流率は、各位置の温度Th、Ti、Toと、記憶部32に記憶された基準板21の熱貫流率Uとに基づいて推定される。推定部43による対象物80の熱貫流率の推定原理については、以下の通りである。 The estimation unit 43 estimates the thermal conductivity of the object 80 from the three temperature gradients after the object 80 is heated. The heat flow rate of the object 80 is estimated based on the temperatures Th, Ti, To at each position and the heat flow rate U 1 of the reference plate 21 stored in the storage unit 32. An estimation principle of the heat transmissivity of the object 80 by the estimation unit 43 is as follows.

基準板21の熱貫流率は既知であるため、その値Uと、基準板21の表裏温度(表面側温度および裏面側温度)Th、Tiとから、基準板21を通過する熱流W(単位:W/m)を推定することができる。すなわち、次の数式1により、基準板21を通過する熱流Wを推定することができる。 Since the heat transmissivity of the reference plate 21 is known, the heat flow W 1 (which passes through the reference plate 21) from the value U 1 and the front and back temperatures (surface side temperature and back surface temperature) Th, Ti of the reference plate 21 ( Unit: W / m 2 ) can be estimated. That is, the heat flow W 1 passing through the reference plate 21 can be estimated by the following formula 1.

=U×(Th−Ti) ・・・数式1
一方、対象物80を通過する熱流Wは、未知の熱貫流率Uと、対象物80の表裏温度(Ti、To)とから、次の数式2が成り立つ。
W 1 = U 1 × (Th -Ti) ··· Equation 1
On the other hand, the following equation 2 is established for the heat flow W 0 passing through the object 80 from the unknown heat transmissibility U 0 and the front and back temperatures (Ti, To) of the object 80.

=U×(Ti−To) ・・・数式2
ここで、対象物80を通る熱流Wと、基準板21を通る熱流Wとは、一元で考えると同じであるため、以下の数式3が成り立つ。
W 0 = U 0 × (Ti -To) ··· Equation 2
Here, since the heat flow W 0 passing through the object 80 and the heat flow W 1 passing through the reference plate 21 are the same when considered in a unified manner, the following Equation 3 is established.

×(Th−Ti)=U×(Ti−To) ・・・数式3
よって、求めたい対象物80の熱貫流率Uは、次の数式4により求められる。
U 1 × (Th−Ti) = U 0 × (Ti−To) Equation 3
Therefore, the heat transmissibility U 0 of the object 80 to be obtained is obtained by the following formula 4.

=U×(Th−Ti)/(Ti−To) ・・・数式4
すなわち、推定部43は、基準板21の表裏温度Th,Tiの温度差と、基準板21の熱貫流率Uとを乗算することにより得られる基準板21の熱流の推定値(W)を、対象物80の表裏温度Ti,To(基準板21の表面側温度Tiおよび対象物80の屋外側温度To)との温度差で除算することにより、対象物80の熱貫流率Uを導出することができる。
U 0 = U 1 × (Th−Ti) / (Ti−To) Equation 4
That is, the estimation unit 43 estimates the heat flow (W 0 ) of the reference plate 21 obtained by multiplying the temperature difference between the front and back temperatures Th and Ti of the reference plate 21 by the heat flow rate U 1 of the reference plate 21. Is divided by the temperature difference between the front and back temperatures Ti, To of the object 80 (the surface side temperature Ti of the reference plate 21 and the outdoor side temperature To of the object 80), thereby obtaining the thermal conductivity U 0 of the object 80. Can be derived.

上記推定原理に基づいて、本実施の形態では、数式4で表される算出式に、基準板21の熱貫流率と計測された3点の温度とを代入することで、対象物80の熱貫流率Uを推定(算出)する。 Based on the above estimation principle, in the present embodiment, the heat flow rate of the object 80 is substituted by substituting the thermal conductivity of the reference plate 21 and the three measured temperatures into the calculation formula represented by Formula 4. the transmission coefficient U 0 estimated (calculated).

ここで、推定部43により対象物80の熱貫流率Uを精度良く推定するためには、本来、基準板21の表裏温度(Th,Ti)および対象物80の屋外側温度(To)がそれぞれ略一定となり安定するまで待つ必要がある。なお、上述のように、対象物80の屋外側温度(To)は、対象物80の加熱状態に関わらず一定とみなせるため、実際には、基準板21の表裏温度(Th,Ti)が安定するまで待つ必要がある。基準板21の表裏温度が安定するまでの時間は、対象物80の熱容量の大きさによって異なる。一般的に、床材の熱容量は、外壁の熱容量よりも大きい。床材は、典型的には、屋内空間に面する合板(たとえばフローリング、木床など)と、その裏側に設けられた断熱材(たとえばポリスチレンフォーム)とで構成されている。 Here, in order to accurately estimate the heat transmissibility U 0 of the object 80 by the estimating unit 43, the front and back temperatures (Th, Ti) of the reference plate 21 and the outdoor side temperature (To) of the object 80 are originally set. It is necessary to wait until each becomes substantially constant and stable. Note that, as described above, the outdoor side temperature (To) of the object 80 can be regarded as constant regardless of the heating state of the object 80, and thus the front and back temperatures (Th, Ti) of the reference plate 21 are actually stable. You have to wait until you do. The time until the front and back temperatures of the reference plate 21 are stabilized varies depending on the heat capacity of the object 80. Generally, the heat capacity of the flooring is larger than the heat capacity of the outer wall. The flooring is typically composed of a plywood (for example, flooring, wooden floor, etc.) facing an indoor space, and a heat insulating material (for example, polystyrene foam) provided on the back side thereof.

対象物80が床材のような熱容量の大きい面部材である場合に、仮に、ヒータ22の出力を一定出力として対象物80を加熱した場合、図15(A)に示すように、基準板21の裏面側温度Thと、基準板21の表面側温度(対象物80の屋内面温度)Tiとの双方が安定するまでに、9時間近く掛かることがある。この場合、当然ながら、図15(B)に示すように、対象物80の熱貫流率Uが真値Utと近い値となるまでに、9時間近く掛かる。これは、熱容量の大きい対象物80の場合、ヒータ22からの熱が対象物80に蓄熱されながら、2点の温度Th,Tiが上昇するためであると考えられる。図15において、基準板21の表裏温度Th,Tiの双方が安定し、推定U値が真値と略一致したときの時間が、「tz」で示されている。また、1階床の屋外面温度がToで示され、床下温度がToで示されている。 When the object 80 is a surface member having a large heat capacity such as a flooring material, if the object 80 is heated with the output of the heater 22 being a constant output, as shown in FIG. It may take nearly 9 hours for both the back surface temperature Th and the surface side temperature (indoor surface temperature of the object 80) Ti of the reference plate 21 to become stable. In this case, of course, as shown in FIG. 15 (B), it takes nearly 9 hours for the heat flow rate U 0 of the object 80 to be close to the true value Ut. This is considered to be because, in the case of the object 80 having a large heat capacity, the temperatures Th and Ti at two points rise while the heat from the heater 22 is stored in the object 80. In FIG. 15, the time when both the front and back temperatures Th and Ti of the reference plate 21 are stable and the estimated U value substantially coincides with the true value is indicated by “tz”. The outdoor surface temperature of the first floor is indicated by To 1 and the underfloor temperature is indicated by To 2 .

入居中の実物件での断熱性能診断を可能にするためには、理想的には2時間以下の短時間で、対象物80の断熱性能を評価(診断)する必要がある。図15に示すようなケースにおいて、加熱開始から理想の測定終了時間(二点鎖線で示されている)となったタイミングで熱貫流率の算出を試みた場合、その時点では基準板21の表裏温度Th,Tiは未だ上昇を続けており、それぞれの安定温度TSh,TSiに達していない。したがって、その時点で得られた基準板21の表裏温度Th,Tiを上記算出式に当て嵌めたとしても、推定U値と真値(Ut)との誤差は非常に大きい。   In order to make it possible to diagnose the thermal insulation performance in a real property during occupancy, it is ideally necessary to evaluate (diagnose) the thermal insulation performance of the object 80 in a short time of 2 hours or less. In the case shown in FIG. 15, when the calculation of the heat transmissivity is attempted at the timing when the ideal measurement end time (indicated by a two-dot chain line) from the start of heating is reached, the front and back of the reference plate 21 at that time The temperatures Th and Ti are still rising and have not reached the respective stable temperatures TSh and TSi. Therefore, even if the front and back temperatures Th and Ti of the reference plate 21 obtained at that time are applied to the above calculation formula, the error between the estimated U value and the true value (Ut) is very large.

そこで、本実施の形態では、基準板21の裏面側温度Thを一定に制御し、変数を基準板21の表面側温度Tiのみとすることにより、加熱開始から短時間で、表面側温度Tiの安定温度を予測することとした。ヒータ22の一定温度制御は加熱制御部37により行われ、基準板21の表面側安定温度の予測は予測処理部42により行われる。   Therefore, in the present embodiment, the back side temperature Th of the reference plate 21 is controlled to be constant, and the variable is only the surface side temperature Ti of the reference plate 21, so that the surface side temperature Ti can be reduced in a short time from the start of heating. The stable temperature was predicted. The constant temperature control of the heater 22 is performed by the heating control unit 37, and the surface side stable temperature of the reference plate 21 is predicted by the prediction processing unit 42.

加熱制御部37は、図5のグラフに示されるように、運転開始直後からヒータ22の温度を急速に上げて、計測処理部41により計測された基準板21の裏面側温度Thが設定温度TShとなるように制御する。このような一定温度制御は、たとえばヒータ22のON/OFFを繰り返すことにより実現される。なお、温度センサ24からの検知信号は、計測処理部41を経由することなく加熱制御部37に入力されてもよい。   As shown in the graph of FIG. 5, the heating control unit 37 rapidly increases the temperature of the heater 22 immediately after the start of operation, and the back surface temperature Th of the reference plate 21 measured by the measurement processing unit 41 is set to the set temperature TSh. Control to be Such constant temperature control is realized by repeating ON / OFF of the heater 22, for example. The detection signal from the temperature sensor 24 may be input to the heating control unit 37 without going through the measurement processing unit 41.

予測処理部42は、加熱制御部37による一定温度制御が行われている際に、時系列に得られる基準板21の表面側温度Tiに基づいて、基準板21の表面側の安定温度TSiを予測する。なお、測定開始後、安定温度TSiが予測可能となるのは、基準板21の裏面側温度Thが略一定となり、表面側温度Tiの上昇勾配が安定した時点(図5の時間ta)以降である。安定温度の予測方法については、図6のグラフを参照して説明する。   The prediction processing unit 42 calculates the stable temperature TSi on the surface side of the reference plate 21 based on the surface side temperature Ti of the reference plate 21 obtained in time series when the constant temperature control is performed by the heating control unit 37. Predict. Note that the stable temperature TSi can be predicted after the start of measurement after the time point when the back surface temperature Th of the reference plate 21 becomes substantially constant and the rising gradient of the surface side temperature Ti is stabilized (time ta in FIG. 5). is there. A method for predicting the stable temperature will be described with reference to the graph of FIG.

図6に示す時間xが、理想の測定終了時間であると仮定する。時間xの段階では、表面側温度Tiは安定しておらず、上昇を続けている。通常、表面側温度Tiの上昇は、時間xから長時間経過してやっと収束する。予測処理部42は、時間x以前の温度変化から関数近似を行って収束値bを導出することで、安定温度TSiを予測する。 Time x 3 shown in FIG. 6, it is assumed that the ideal measurement end time. In the stage of time x 3, surface temperature Ti is not stable and continue to rise. Normally, an increase in the surface side temperature Ti converges and doing long time has elapsed from the time x 3. Prediction processing unit 42, by deriving the convergence value b by performing function approximation from time x 3 previous temperature change, predicting the steady-state temperature TSi.

本実施の形態では、時間x以前の計測値を時間軸に沿ってプロットすることにより得られる曲線を、数式5の近似式により滑らかな曲線に近似する。 In the present embodiment, a curve obtained by plotting measured values before time x 3 along the time axis is approximated to a smooth curve by the approximate expression of Expression 5.

y=−Ca+b (ただし、0<a<1) ・・・数式5
予測処理部42は、上記近似式により得られた近似曲線上において、時間xの座標(x,y)のデータと、時間xから一定時間間隔(Δx)ずつ過去に遡った2座標(x,y)、(x,y)のデータとを参照し、収束値bを予測する。つまり、近似曲線から、一定時間間隔の3点の表面側温度(y,y,y)を抽出することにより、収束値bを予測する。近似式の「a」は「(y−y)/(y−y)」と等しいため、これを「K」とおくと、収束値bは、数式6で表わされる予測式によって計算できる。
y = −Ca x + b (where 0 <a <1) Equation 5
Prediction processing unit 42, on the approximated curve obtained by the above approximate expression, predated data coordinate time x 3 (x 3, y 3 ), in the past from the time x 3 by a predetermined time interval ([Delta] x) 2 The convergence value b is predicted with reference to the data of the coordinates (x 2 , y 2 ) and (x 1 , y 1 ). That is, the convergence value b is predicted by extracting three surface side temperatures (y 1 , y 2 , y 3 ) at regular time intervals from the approximate curve. Since “a x ” of the approximate expression is equal to “(y 3 −y 2 ) / (y 2 −y 1 )”, when this is set to “K”, the convergence value b is a prediction expression expressed by Expression 6. Can be calculated by

b=(y−Ky)/(1−K) ・・・数式6
このような予測式を用いることで、表面側温度Tiが安定していない段階で、その収束値b、すなわち安定温度TSiを予測することができる。したがって、短時間で、対象物80の熱貫流率Uを精度良く推定することができる。なお、時間間隔Δxは任意に定めることができ、たとえば3分〜10分の間で予め定められる。
b = (y 2 −Ky 1 ) / (1−K) Equation 6
By using such a prediction formula, the convergence value b, that is, the stable temperature TSi can be predicted when the surface side temperature Ti is not stable. Therefore, the heat flow rate U 0 of the object 80 can be accurately estimated in a short time. In addition, time interval (DELTA) x can be determined arbitrarily, for example, is predetermined between 3 minutes-10 minutes.

再び図3を参照して、推定装置13の結果処理部44は、推定部43による推定結果(対象物80の熱貫流率U)を記憶部32に記憶する処理を行う。この際、対象物80を識別するための識別情報と、熱貫流率の推定データとを関連付けて、記憶部32に記憶させることが望ましい。また、結果処理部44は、推定結果をユーザに報知するために、推定結果を表示部34に表示する処理を行う。なお、記憶部32は、基準板21の熱貫流率Uの記憶用のメモリと、推定結果の記憶用のメモリとを、個別に含んでいてもよい。 Referring to FIG. 3 again, the result processing unit 44 of the estimation device 13 performs a process of storing the estimation result by the estimation unit 43 (the heat transmissivity U 0 of the object 80) in the storage unit 32. At this time, it is desirable to associate the identification information for identifying the object 80 with the estimated data of the heat transmissibility and store it in the storage unit 32. In addition, the result processing unit 44 performs processing for displaying the estimation result on the display unit 34 in order to notify the user of the estimation result. The storage unit 32 includes a memory for storing the thermal transmittance U 1 of the reference plate 21, and a memory for storing the estimated result, it may include separately.

なお、本実施の形態では、上記した計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44の機能は、制御部31がソフトウェアを実行することで実現されるものとしたが、これらのうちの少なくとも1つについては、ハードウェアにより実現されてもよい。   In the present embodiment, the functions of the measurement processing unit 41, the prediction processing unit 42, the estimation unit 43, and the result processing unit 44 described above are realized by the control unit 31 executing software. At least one of these may be realized by hardware.

(動作について)
次に、熱貫流率推定システム1の動作について説明する。当該システム1の動作は、制御部31が、記憶部32に記憶されたプログラムを読み出して熱貫流率測定処理を実行することで実現される。
(About operation)
Next, the operation of the heat transmissibility estimation system 1 will be described. Operation | movement of the said system 1 is implement | achieved when the control part 31 reads the program memorize | stored in the memory | storage part 32, and performs a heat transmissivity measurement process.

図7は、本実施の形態における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。なお、図7に示す処理は、装置本体11が対象物80の屋内面に接触した状態で、操作部33を介してユーザから測定開始の指示が入力された場合に開始されるものとする。   FIG. 7 is a flowchart showing the heat transmissivity measurement process in the present embodiment. 7 is started when a measurement start instruction is input from the user via the operation unit 33 while the apparatus main body 11 is in contact with the indoor surface of the object 80.

図7を参照して、はじめに、計測処理部41は、加熱制御部37を介してヒータ22の加熱処理を開始するとともに(ステップS2)、加熱処理に並行して、上記した各位置の温度計測を開始する(ステップS4)。つまり、計測処理部41は、ヒータ22の加熱中、温度センサ24,25,12からの検知信号に基づいて、基準板21の表裏温度(Th、Ti)と、対象物80の屋外側温度(To)とを計測する。推定装置13に入力された各温度センサからの検知信号は、デジタル信号に変換されて制御部31に出力される。なお、上述のように、対象物80の屋外側温度(To)は、対象物80の加熱状態に関わらず一定とみなせるため、当該温度の計測タイミングは問わない。   Referring to FIG. 7, first, measurement processing unit 41 starts the heating process of heater 22 via heating control unit 37 (step S <b> 2), and measures the temperature at each position described above in parallel with the heating process. Is started (step S4). That is, the measurement processing unit 41 is configured to detect the front and back temperatures (Th, Ti) of the reference plate 21 and the outdoor side temperature of the object 80 (Th, Ti) based on detection signals from the temperature sensors 24, 25, 12 during heating of the heater 22. To) is measured. The detection signal from each temperature sensor input to the estimation device 13 is converted into a digital signal and output to the control unit 31. Note that, as described above, the outdoor side temperature (To) of the object 80 can be regarded as constant regardless of the heating state of the object 80, and therefore the measurement timing of the temperature does not matter.

加熱制御部37は、基準板21の裏面側温度Thが設定温度となるように、ヒータ22の一定温度制御を行う。設定温度は、予め記憶部32に記憶されていてもよい。   The heating control unit 37 performs constant temperature control of the heater 22 so that the back surface temperature Th of the reference plate 21 becomes the set temperature. The set temperature may be stored in the storage unit 32 in advance.

続いて、予測処理部42は、安定温度予測処理を実行する(ステップS6)。この処理は、基準板21の裏面側温度Thが設定温度付近で安定した後に、開始される。安定温度予測処理については、図8にサブルーチンを挙げて説明する。   Subsequently, the prediction processing unit 42 executes a stable temperature prediction process (step S6). This process is started after the back surface temperature Th of the reference plate 21 is stabilized near the set temperature. The stable temperature prediction process will be described with reference to a subroutine in FIG.

図8を参照して、はじめに、予測処理部42は、時系列に得られる計測値の移動平均を計算する(S22)。温度センサの検知温度は、±0.5℃程度の誤差がある可能性がある。したがって、計測値の移動平均処理を行っておくことで、計測値のばらつきを抑えることが望ましい。安定温度予測処理の開始時には、一定時間(たとえば5分程度)継続して移動平均処理を行うことにより、滑らかな曲線を得ておくことが望ましい。   With reference to FIG. 8, the prediction process part 42 calculates the moving average of the measured value obtained in time series first (S22). The temperature detected by the temperature sensor may have an error of about ± 0.5 ° C. Therefore, it is desirable to suppress variation in measurement values by performing a moving average process of measurement values. At the start of the stable temperature prediction process, it is desirable to obtain a smooth curve by performing the moving average process continuously for a certain time (for example, about 5 minutes).

次に、予測処理部42は、たとえば現在時刻を基準とし、収束値演算を行う(ステップS26)。すなわち、基準板21の表面側温度の温度変化に応じて近似曲線を計算し、近似曲線上における3点の温度を抽出する。具体的には、図6を参照して、現在時刻(x)の温度(y)と、現在時刻から一定時間(Δx)遡った時刻(x)の温度(y)と、さらにその時刻(x)から一定時間(Δx)遡った時刻(x)の温度(y)とを抽出する。そして、予め記憶された上記予測式と、抽出した値とに基づき、演算値(収束候補値)を得る。 Next, the prediction processing unit 42 performs a convergence value calculation based on, for example, the current time (step S26). That is, an approximate curve is calculated according to the temperature change of the surface side temperature of the reference plate 21, and three temperatures on the approximate curve are extracted. Specifically, with reference to FIG. 6, the temperature of the current time (x 3) and (y 3), and the temperature of the constant from the current time period ([Delta] x) back time (x 2) (y 2) , further that time the temperature of the (x 2) from a fixed time ([Delta] x) back time (x 1) (y 2) extracts the. Then, an arithmetic value (convergence candidate value) is obtained based on the prediction formula stored in advance and the extracted value.

ステップS26で得られた演算値が異常でなければ(ステップS28にてNO)、その演算値を内部メモリに一時記憶し、ステップS30に進む。一方、演算値が異常であれば(ステップS28にてYES)、ステップS22に戻る。たとえば、演算値がヒータ22の設定温度以上の場合、または、近似式(数式5)の「a」が1より大きくなるなど、演算値が数学的に異常値を示しているような場合に、演算値が異常と判断される。   If the calculated value obtained in step S26 is not abnormal (NO in step S28), the calculated value is temporarily stored in the internal memory, and the process proceeds to step S30. On the other hand, if the calculated value is abnormal (YES in step S28), the process returns to step S22. For example, when the calculated value is equal to or higher than the set temperature of the heater 22, or when the calculated value mathematically indicates an abnormal value, such as “a” in the approximate expression (Formula 5) is greater than 1, The calculated value is determined to be abnormal.

ステップS30では、収束判定が可能かどうかが判断される。具体的には、収束値の予測演算が1回しか行われていない場合には、収束判定は不可と判断し(ステップS30にてNO)、ステップS22に戻る。これに対し、複数回行われた演算結果が略同じ値であった場合には、収束判定が可能と判断する(ステップS30にてYES)。たとえば、複数回分の演算値の最大値と最小値との差が、所定値未満である場合に、これらの演算結果が略同じ値であるとみなされる。   In step S30, it is determined whether convergence determination is possible. Specifically, when the convergence value prediction calculation is performed only once, it is determined that the convergence determination is not possible (NO in step S30), and the process returns to step S22. On the other hand, when the calculation results performed a plurality of times are substantially the same value, it is determined that the convergence determination is possible (YES in step S30). For example, when the difference between the maximum value and the minimum value of the calculated values for a plurality of times is less than a predetermined value, these calculation results are regarded as substantially the same value.

収束判定が可能と判断された場合、予測処理部42は、表面側温度Tiの収束値、すなわち安定温度の予測値を決定する(ステップS32)。予測値は、直近の1回の演算値として導出されてもよいし、直近の複数回分の演算値の統計値(たとえば平均値)として導出されてもよい。予測値が決定されると、処理はメインルーチンに戻される。   When it is determined that the convergence determination is possible, the prediction processing unit 42 determines the convergence value of the surface side temperature Ti, that is, the predicted value of the stable temperature (step S32). The predicted value may be derived as the most recent calculated value, or may be derived as a statistical value (for example, an average value) of the most recent calculated values. When the predicted value is determined, the process returns to the main routine.

なお、上述のように、本実施の形態では、収束候補値の演算が繰り返し行われるが、前後の演算における基準時刻(x)の差は、温度変化を抽出する時間間隔Δxよりも十分に短い時間であり、たとえば10秒未満である。これにより、予測値を早期に決定することができる。 As described above, in the present embodiment, the calculation of the convergence candidate value is repeatedly performed, but the difference in the reference time (x 3 ) in the previous and subsequent calculations is sufficiently larger than the time interval Δx for extracting the temperature change. It is a short time, for example, less than 10 seconds. Thereby, a predicted value can be determined at an early stage.

再び図7を参照して、安定温度予測処理が終わると、推定部43は、記憶部32から基準板21の熱貫流率Uを示す数値データを読み出して(ステップS8)、対象物80の熱貫流率Uを推定する(ステップS10)。具体的には、記憶部32から上記数式4で示される算出式も読み出し、読み出した算出式に、ヒータ22の設定温度(Th)と、上記予測処理で求められた収束予測値(Ti)と、対象物80の屋外側温度(To)と、ステップS8で読み出した数値(U)とを代入することにより、対象物80の熱貫流率の推定値(U)を算出する。なお、数式4の文字Uに予め基準板21の熱貫流率が代入された算出式を、記憶部32に予め記憶させておいてもよい。ステップS8の処理(U値の読み出し)は、本測定処理の開始時に行われてもよい。 Referring to FIG. 7 again, when the stable temperature prediction process is completed, the estimation unit 43 reads out numerical data indicating the thermal conductivity U 1 of the reference plate 21 from the storage unit 32 (Step S8), and The heat transmissibility U 0 is estimated (step S10). Specifically, the calculation formula shown by the above mathematical formula 4 is also read from the storage unit 32, and the set temperature (Th) of the heater 22 and the convergence predicted value (Ti) obtained by the prediction processing are added to the read calculation formula. By substituting the outdoor temperature (To) of the object 80 and the numerical value (U 1 ) read in step S8, the estimated value (U 0 ) of the heat transmissibility of the object 80 is calculated. Note that a calculation formula in which the thermal conductivity of the reference plate 21 is substituted in advance for the character U 1 in Formula 4 may be stored in the storage unit 32 in advance. The processing of step S8 (U 1 value read) may be performed at the beginning of the measurement process.

対象物80の熱貫流率(U)が推定されると、結果処理部44は、推定結果(U)を表示部34に表示するとともに、記憶部32に記録する(ステップS12)。このように、対象物80の熱貫流率を記録することで、対象物80の面積を入力すれば、対象物80から逃げる熱量を求めることもできる。また、建物において、断熱性能の評価対象となる全ての面部材について、熱貫流率推定処理が終わると、記憶部32に記憶された面部材ごとの熱貫流率と、それらの面積とに基づいて、建物全体の熱損失係数を推定することもできる。 When the thermal conductivity (U 0 ) of the object 80 is estimated, the result processing unit 44 displays the estimation result (U 0 ) on the display unit 34 and records it in the storage unit 32 (step S12). Thus, by recording the heat transmissibility of the object 80, the amount of heat escaping from the object 80 can be obtained by inputting the area of the object 80. Moreover, in a building, about all the surface members used as the evaluation object of heat insulation performance, when the heat transmissivity estimation process is finished, based on the heat transmissivity for each surface member stored in the storage unit 32 and the area thereof. The heat loss coefficient of the entire building can also be estimated.

上述のように、本実施の形態によれば、試験装置10によって室内空間側から対象物80に強制的に熱を与えるため、実際の内外温度差が小さい時期であっても、対象物80の熱貫流率の推定を行うことができる。また、試験装置10の基準板21の面積は対象物80の面積よりも十分に小さく、対象物80の一部分のみを加熱するだけでよいため、従来よりも、短時間で断熱性能を評価することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the test apparatus 10 forcibly applies heat to the object 80 from the indoor space side, even when the actual temperature difference between the inside and outside of the object 80 is small, It is possible to estimate the heat transmissibility. Moreover, since the area of the reference plate 21 of the test apparatus 10 is sufficiently smaller than the area of the object 80 and only a part of the object 80 needs to be heated, the heat insulation performance should be evaluated in a shorter time than before. Can do.

また、熱貫流率を推定するために用いる機材としては、試験装置10を対象物80に設置するだけでよいため、システム構成を簡易にすることができる。   Moreover, as equipment used for estimating the heat transmissibility, it is only necessary to install the test apparatus 10 on the object 80, so that the system configuration can be simplified.

また、熱流計により熱流を計測する場合、真値との誤差が生じやすいが、本実施の形態では、対象物80に熱が伝えられた状態において各位置の温度を計測するだけでよいため、誤差を少なくすることができる。   Further, when measuring the heat flow with a heat flow meter, an error from the true value is likely to occur, but in the present embodiment, it is only necessary to measure the temperature at each position in a state where heat is transmitted to the object 80. Errors can be reduced.

さらに、本実施の形態では、ヒータ22の加熱開始後、早期の段階で、基準板21の表面側の安定温度(収束値)を予測可能である。そのため、熱容量の大きい対象物80を評価対象とする場合でも、測定時間を短時間(理想的には、1時間以下)に抑えることができる。したがって、本実施の形態のシステム1は、入居中の実物件にも適用することが可能である。   Furthermore, in the present embodiment, the stable temperature (convergence value) on the surface side of the reference plate 21 can be predicted at an early stage after the heating of the heater 22 is started. Therefore, even when the object 80 having a large heat capacity is set as an evaluation target, the measurement time can be suppressed to a short time (ideally, one hour or less). Therefore, the system 1 of this Embodiment can be applied also to the real property in which it moves.

なお、本実施の形態では、図8のステップS30において、複数回、略同じ演算値が得られた場合に、収束判定が可能と判断したが、時間間隔Δxを長く(たとえば30分以上)とれる場合には、時刻x,x,xそれぞれの温度(y,y,y)が、先に計算した近似曲線に略合致した場合に、収束判定が可能と判断してもよい。 In the present embodiment, in step S30 in FIG. 8, it is determined that convergence determination is possible when substantially the same calculation value is obtained a plurality of times. However, the time interval Δx can be increased (for example, 30 minutes or longer). In this case, even if the temperatures (y 1 , y 2 , y 3 ) at times x 1 , x 2 , x 3 substantially match the previously calculated approximate curve, even if it is determined that the convergence determination is possible Good.

また、本実施の形態では、収束可能と判定されて初めて予測値が求められる。しかし、この場合、理想の測定終了時間までに収束可能と判定されない可能性がある。したがって、理想の測定終了時間を超えた場合には、収束不可の状態であっても、予測値を決定してもよい。この場合、予測処理部42は、直近の複数回分の演算値の平均値を予測値としてもよい。あるいは、直近の複数回分の演算値の最大値と最小値とから幅をもった予測値を得てもよい。この場合、推定部43は、予測処理部42から得られた最大予測値と最小予測値とに基づいて、対象物80の推定U値の最大値および最小値を計算してもよい。つまり、結果処理部44において、熱貫流率の推定範囲が出力されてもよい。   In the present embodiment, a predicted value is obtained only after it is determined that convergence is possible. However, in this case, it may not be determined that convergence is possible by the ideal measurement end time. Therefore, when the ideal measurement end time is exceeded, the predicted value may be determined even if the convergence is impossible. In this case, the prediction processing unit 42 may use an average value of the latest plurality of calculated values as the predicted value. Or you may obtain the predicted value with a width | variety from the maximum value and minimum value of the calculation value for the latest several times. In this case, the estimation unit 43 may calculate the maximum value and the minimum value of the estimated U value of the object 80 based on the maximum prediction value and the minimum prediction value obtained from the prediction processing unit 42. That is, the result processing unit 44 may output an estimated range of the heat transmissibility.

また、本実施の形態では、ヒータ22を一定温度制御して対象物80を加熱し、上昇過程の表面側温度に対し、上記予測処理を行った。しかし、表面側温度を、一旦急上昇させ、その後の下降過程における表面側温度に対し、予測処理を行うことも可能である。その場合、上記数式5で示された近似式に代えて、次の数式7で示される近似式を用いればよい。   Further, in the present embodiment, the heater 80 is controlled at a constant temperature to heat the object 80, and the prediction process is performed on the surface side temperature in the rising process. However, it is also possible to raise the surface side temperature once and perform prediction processing on the surface side temperature in the subsequent lowering process. In that case, instead of the approximate expression shown by the above-described Expression 5, an approximate expression expressed by the following Expression 7 may be used.

y=Ca+b (ただし、0<a<1) ・・・数式7
あるいは、下降過程において表面側安定温度を予測する場合、上記数式5の近似式の「a」の範囲を、「−1<a<0」としてもよい。
y = Ca x + b (where 0 <a <1) Equation 7
Alternatively, when the surface-side stable temperature is predicted in the descending process, the range of “a” in the approximate expression of Expression 5 may be “−1 <a <0”.

なお、基準板21の表面側温度を急上昇させるためのシステム構成は、次の変形例に示すような構成であってもよい。   The system configuration for rapidly increasing the surface side temperature of the reference plate 21 may be a configuration as shown in the following modification.

(変形例)
図9および図10を参照して、本実施の形態の変形例における熱貫流率推定システム1は、上記実施の形態で示した装置本体11に代えて、装置本体11Aを含んでいる。
(Modification)
With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the thermal transmissivity estimation system 1 in the modification of the present embodiment includes an apparatus main body 11 </ b> A instead of the apparatus main body 11 shown in the above embodiment.

図9に示されるように、装置本体11Aは、上記した基準板21、ヒータ(以下「メインヒータ」という)22、断熱部材23、および温度センサ24,25に加え、基準板21の表面21aに重ねられたサブヒータ26を有している。つまり、本変形例では、対象物80に熱を伝える発熱部材として、メインヒータ22に加え、サブヒータ26がさらに設けられる。   As shown in FIG. 9, the apparatus main body 11 </ b> A is provided on the surface 21 a of the reference plate 21 in addition to the reference plate 21, the heater (hereinafter referred to as “main heater”) 22, the heat insulating member 23, and the temperature sensors 24 and 25. The sub heater 26 is overlapped. That is, in this modification, in addition to the main heater 22, the sub heater 26 is further provided as a heat generating member that transfers heat to the object 80.

サブヒータ26は、メインヒータ22と同様に、面状の発熱体により構成されている。この場合、基準板21の表面側温度、すなわち対象物80の屋内面温度を検知する温度センサ25は、サブヒータ26の表面に設けられる。なお、サブヒータ26の面積は、メインヒータ22の面積よりも小さくてもよい。   Similar to the main heater 22, the sub-heater 26 is configured by a planar heating element. In this case, the temperature sensor 25 that detects the surface side temperature of the reference plate 21, that is, the indoor surface temperature of the object 80, is provided on the surface of the sub-heater 26. The area of the sub heater 26 may be smaller than the area of the main heater 22.

図10に示されるように、サブヒータ26は、推定装置13の加熱制御部37Aによって制御される。加熱制御部37Aは、加熱開始からの特定期間のみ、サブヒータ26を運転する。つまり、特定期間は、メインヒータ22およびサブヒータ26の双方を運転し、特定期間の後は、メインヒータ22のみを運転する。これにより、加熱初期の特定期間における対象物80の加熱強度が、その後の対象物80の加熱強度よりも大きくなるように、発熱部材の出力が制御される。   As shown in FIG. 10, the sub-heater 26 is controlled by the heating control unit 37 </ b> A of the estimation device 13. The heating control unit 37A operates the sub heater 26 only for a specific period from the start of heating. That is, both the main heater 22 and the sub heater 26 are operated during the specific period, and only the main heater 22 is operated after the specific period. Thereby, the output of the heat generating member is controlled so that the heating intensity of the object 80 in the specific period at the beginning of heating becomes larger than the heating intensity of the object 80 thereafter.

なお、「特定期間」は、発熱部材の運転開始(加熱開始)から特定時までの期間を表わす。また、「特定時」は、たとえば、測定開始前に設定された設定時間であり、典型的には、記憶部32に予め記憶された時間(所定時間)である。設定時間は、たとえば30分以下である。なお、設定時間は、予め記憶部32に記憶された時間でなくてもよく、たとえば、測定開始時にユーザが入力した時間であってもよい。あるいは、「特定時」は、基準板21の表面側温度Tiが閾値に達した時であってもよい。   The “specific period” represents a period from the start of operation of the heat generating member (heating start) to the specific time. The “specific time” is, for example, a set time set before the start of measurement, and is typically a time (predetermined time) stored in advance in the storage unit 32. The set time is, for example, 30 minutes or less. Note that the set time may not be the time stored in the storage unit 32 in advance, and may be, for example, the time input by the user at the start of measurement. Alternatively, the “specific time” may be a time when the surface side temperature Ti of the reference plate 21 reaches a threshold value.

加熱制御部37Aの動作は、計測処理部41Aによって制御される。なお、加熱制御部37Aは、メインヒータ22のON/OFFを制御するメイン加熱制御部と、サブヒータ26のON/OFFを制御するサブ加熱制御部とを個別に含んでいてもよい。   The operation of the heating control unit 37A is controlled by the measurement processing unit 41A. Note that the heating control unit 37 </ b> A may include a main heating control unit that controls ON / OFF of the main heater 22 and a sub-heating control unit that controls ON / OFF of the sub-heater 26.

図11に示されるように、装置本体11Aの表面にサブヒータ26が配置されるため、基準板21の表面21aは、対象物80の屋内面に当接せず近接した状態で配置される。この場合、サブヒータ26によって対象物80を直接加熱することができるため、メインヒータ22は一定温度制御したままでも、基準板21の表面側温度を急上昇させることができる。サブヒータ26の出力は、一定出力であってよい。   As shown in FIG. 11, since the sub-heater 26 is arranged on the surface of the apparatus main body 11 </ b> A, the surface 21 a of the reference plate 21 is arranged in close proximity without contacting the indoor surface of the object 80. In this case, since the object 80 can be directly heated by the sub-heater 26, the surface temperature of the reference plate 21 can be rapidly increased even when the main heater 22 is controlled at a constant temperature. The output of the sub heater 26 may be a constant output.

なお、図12に示されるように、サブヒータ26の表面にも、均熱板70を固定しておくことが望ましい。均熱板70は硬い材質であるため、均熱板70の表面全体を対象物80の屋内面に密着させるためには、温度センサ25をサブヒータ26の裏面側に設けてもよい。その場合、基準板21の表面とサブヒータ26との間に均熱板70をさらに設けて、温度センサ25を基準板21の表面と均熱板70との間に配置してもよい。温度センサ25は、柔らかい材質の基準板21の表面に埋め込まれる。なお、メインヒータ22側の温度センサ24を基準板21の裏面と均熱板70との間に配置する場合も同様に、温度センサ24は、基準板21の裏面に埋め込まれる。   As shown in FIG. 12, it is desirable to fix the soaking plate 70 also on the surface of the sub-heater 26. Since the soaking plate 70 is a hard material, the temperature sensor 25 may be provided on the back side of the sub-heater 26 in order to bring the entire surface of the soaking plate 70 into close contact with the indoor surface of the object 80. In that case, a soaking plate 70 may be further provided between the surface of the reference plate 21 and the sub heater 26, and the temperature sensor 25 may be disposed between the surface of the reference plate 21 and the soaking plate 70. The temperature sensor 25 is embedded in the surface of the reference plate 21 made of a soft material. Similarly, when the temperature sensor 24 on the main heater 22 side is disposed between the back surface of the reference plate 21 and the soaking plate 70, the temperature sensor 24 is embedded in the back surface of the reference plate 21.

本変形例において、予測処理部42Aは、特定期間が経過した後に、基準板21の表面側温度Tiの温度変化に応じて近似曲線を計算し、安定温度を予測する。   In the present modification, the prediction processing unit 42A calculates an approximate curve according to the temperature change of the surface side temperature Ti of the reference plate 21 and predicts a stable temperature after the specific period has elapsed.

図13は、本変形例における安定温度予測処理を示すフローチャートである。なお、図8に示した安定温度予測処理と同様の処理については、図8のステップ番号と同じステップ番号を付してある。したがって、ここでは、上記実施の形態と異なる処理についてのみ説明する。   FIG. 13 is a flowchart showing a stable temperature prediction process in the present modification. In addition, about the process similar to the stable temperature prediction process shown in FIG. 8, the same step number as the step number of FIG. 8 is attached | subjected. Therefore, only the processing different from the above embodiment will be described here.

本変形例では、移動平均計算(ステップS22)を行った後、温度変化を計算し(ステップS24)、温度が上昇中か否かが判断される(ステップS25)。上昇中と判断された場合(ステップS25にてYES)、収束値演算Aを行う(ステップS26A)。一方し、下降中と判断された場合(ステップS25にてYES)、収束値演算Bを行う(ステップS26B)。   In this modification, after performing the moving average calculation (step S22), the temperature change is calculated (step S24), and it is determined whether or not the temperature is increasing (step S25). When it is determined that it is rising (YES in step S25), convergence value calculation A is performed (step S26A). On the other hand, when it is determined that the vehicle is descending (YES in step S25), a convergence value calculation B is performed (step S26B).

収束値演算Aでは、近似曲線の基本式を数式5とし、収束値演算Bでは、近似曲線の基本式を数式7とする。上昇過程および下降過程のいずれの演算処理においても、数式6で示した予測式を用いて収束候補値が求められる。   In the convergence value calculation A, the basic equation of the approximate curve is expressed by Equation 5, and in the convergence value calculation B, the basic equation of the approximate curve is expressed by Equation 7. In both the ascending process and the descending process, the convergence candidate value is obtained using the prediction formula shown in Formula 6.

収束候補値が求められた後は、上記実施の形態と同様の処理(ステップS28,S30,S32)が行われる。   After the convergence candidate value is obtained, the same processing as in the above embodiment (steps S28, S30, S32) is performed.

なお、本実施の形態およびその変形例では、加熱制御部37(37A)は、メインヒータ22の一定温度制御を行うこととしたが、メインヒータ22の出力を一定出力としてもよい。このような加熱制御が行われたとしても、基準板21の表面側温度Tiよりも基準板21の裏面側温度Thの方が先に安定する場合、裏面側温度Thが安定したと判断された段階で、表面側温度Tiの安定値を予測可能である。したがって、双方の温度が安定するのを待つよりも、測定時間を短縮することができる。このように、表面側安定温度TSiは、裏面側温度Thが安定した状態であれば、発熱部材の加熱制御方法に関わらず予測可能である。   In the present embodiment and its modification, the heating control unit 37 (37A) performs the constant temperature control of the main heater 22, but the output of the main heater 22 may be a constant output. Even if such heating control is performed, when the back surface temperature Th of the reference plate 21 is stabilized earlier than the front surface temperature Ti of the reference plate 21, it is determined that the back surface temperature Th is stable. At this stage, a stable value of the surface side temperature Ti can be predicted. Therefore, the measurement time can be shortened rather than waiting for both temperatures to stabilize. As described above, the front surface side stable temperature TSi can be predicted regardless of the heating control method of the heat generating member as long as the back surface side temperature Th is stable.

以上説明したように、本発明の実施の形態および変形例によれば、簡単かつ短時間で、対象物80の熱貫流率を精度良く推定することができる。したがって、既存の建物全体の断熱性能も容易に評価できるため、本システム1を利用することで、リフォーム事業を活性化することもできる。   As described above, according to the embodiment and the modification of the present invention, it is possible to accurately estimate the heat flow rate of the object 80 in a short time. Therefore, since the heat insulation performance of the entire existing building can be easily evaluated, the remodeling business can be activated by using the present system 1.

なお、上記熱貫流率推定方法をプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、CD−ROMなどの光学媒体やメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない(non-transitory)記録媒体にて記録させて提供することができる。この場合、推定装置13は、記録媒体(図示せず)からプログラムやデータを読み出し/書き込み可能な駆動装置(図示せず)をさらに備えているものとする。また、通信部35によるネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。   In addition, the said heat transmissibility estimation method can also be provided as a program. Such a program can be recorded and provided on an optical medium such as a CD-ROM or a computer-readable non-transitory recording medium such as a memory card. In this case, it is assumed that the estimation device 13 further includes a drive device (not shown) capable of reading / writing programs and data from a recording medium (not shown). The program can also be provided by downloading via the network by the communication unit 35.

また、本実施の形態およびその変形例では、試験装置10の装置本体11(11A)に電気的に接続された推定装置13において、対象物80の熱貫流率の推定が行われた。つまり、推定装置13に、図3に示した推定部43および結果処理部44の機能が含まれていることとした。しかしながら、推定部43および結果処理部44の機能は、試験装置10とは非接続の他のコンピュータ(以下「評価装置」という)に含まれていてもよい。評価装置は、たとえば、一般的なパーソナルコンピュータまたは携帯端末であってよい。   Moreover, in this Embodiment and its modification, estimation of the heat transmissivity of the target object 80 was performed in the estimation apparatus 13 electrically connected to the apparatus main body 11 (11A) of the test apparatus 10. That is, the estimation device 13 includes the functions of the estimation unit 43 and the result processing unit 44 illustrated in FIG. However, the functions of the estimation unit 43 and the result processing unit 44 may be included in another computer (hereinafter referred to as “evaluation apparatus”) that is not connected to the test apparatus 10. The evaluation device may be a general personal computer or a portable terminal, for example.

この場合、試験装置10の装置本体11に電気的に接続され、現場での試験に用いられる装置(以下「制御装置」という)には、加熱制御部37(37A)と、加熱制御部37の制御や各位置の温度の計測を行う計測処理部41(41A)と、予測処理部42(42A)との機能が含まれていればよい。また、制御装置は、熱貫流率の推定に必要な温度データを記憶するための記憶部を含んでいればよい。熱貫流率の推定に必要な温度データは、少なくとも、予測された表面側安定温度TSiを含み、基準板21の裏面側安定温度TSh(一定制御の設定温度)および対象物80の屋外側温度Toをさらに含んでいてもよい。   In this case, a device that is electrically connected to the apparatus main body 11 of the test apparatus 10 and is used for on-site testing (hereinafter referred to as “control device”) includes a heating control unit 37 (37A) and a heating control unit 37. The functions of the measurement processing unit 41 (41A) that performs control and temperature measurement at each position and the prediction processing unit 42 (42A) may be included. Moreover, the control apparatus should just contain the memory | storage part for memorize | storing the temperature data required for estimation of a heat transmissivity. The temperature data necessary for estimating the heat transmissibility includes at least the predicted surface-side stable temperature TSi, the back-side stable temperature TSh (set temperature of constant control) of the reference plate 21, and the outdoor-side temperature To of the object 80. May further be included.

この記憶部は、制御装置に対して着脱可能な記録媒体であってもよい。この場合、記録媒体に記録された温度データは、評価装置において読み出され、評価装置において対象物80の熱貫流率Uが推定される。なお、記録媒体に記録される温度データは、熱貫流率の推定に用いられる安定温度だけでなく、安定温度に至るまでの時系列の温度を含んでいてもよい。 This storage unit may be a recording medium that is detachable from the control device. In this case, the temperature data recorded on the recording medium is read by the evaluation device, and the thermal conductivity U 0 of the object 80 is estimated by the evaluation device. Note that the temperature data recorded on the recording medium may include not only the stable temperature used for estimating the heat transmissibility but also the time series temperature until the stable temperature is reached.

このような構成の場合、評価装置以外の、装置本体11と制御装置とを含むユニットを、熱貫流率試験装置として提供することもできる。熱貫流率試験装置は、対象物80の屋外側温度を検知する温度センサ12を含んでいてもよい。   In the case of such a configuration, a unit including the apparatus main body 11 and the control apparatus other than the evaluation apparatus can be provided as a thermal conductivity test apparatus. The thermal conductivity test apparatus may include a temperature sensor 12 that detects the outdoor side temperature of the object 80.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 熱貫流率推定システム、10 試験装置、11,11A 装置本体、12,24,25 温度センサ、13 推定装置、21 基準板、22 ヒータ(メインヒータ)、23 断熱部材、26 サブヒータ、31 制御部、32 記憶部、33 操作部、34 表示部、35 通信部、36 電源部、37,37A 加熱制御部、41,41A 計測処理部、42,42A 予測処理部、43 推定部、44 結果処理部、70 均熱板、80 対象物(面部材)、100 筐体、101 仕切り板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal conductivity estimation system, 10 Test apparatus, 11, 11A apparatus main body, 12, 24, 25 Temperature sensor, 13 Estimation apparatus, 21 Reference plate, 22 Heater (main heater), 23 Heat insulation member, 26 Sub heater, 31 Control part 32 storage unit 33 operation unit 34 display unit 35 communication unit 36 power source unit 37 37A heating control unit 41 41A measurement processing unit 42 42A prediction processing unit 43 estimation unit 44 result processing unit , 70 soaking plate, 80 object (surface member), 100 housing, 101 partition plate.

Claims (9)

建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、前記面部材の熱貫流率を推定するためのシステムであって、
前記面部材の屋内面に当接または近接する表面と、その反対側に位置する裏面とを有する板状部材と、
前記板状部材の裏面側に設けられたヒータを含み、前記面部材に熱を伝えるための発熱部材と、
前記板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられ、前記板状部材の表面側温度および裏面側温度を検知する第1および第2の温度センサと、
前記発熱部材の加熱後、前記板状部材の裏面側温度が安定した状態において、前記第1の温度センサからの検知信号に基づいて、前記板状部材の表面側の安定温度を予測する予測処理手段と、
前記予測処理手段により予測された前記板状部材の表面側の安定温度と、前記板状部材の裏面側の安定温度と、前記面部材の屋外側温度と、予め記憶された前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定する推定手段とを備える、熱貫流率推定システム。
As an index representing the heat insulation performance of a surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building, a system for estimating the heat transmissivity of the surface member,
A plate-like member having a surface in contact with or close to the indoor surface of the surface member and a back surface located on the opposite side;
Including a heater provided on the back side of the plate-like member, and a heating member for transferring heat to the surface member;
A first temperature sensor and a second temperature sensor provided on the front side and the back side of the plate member, respectively, for detecting the front side temperature and the back side temperature of the plate member;
Prediction processing for predicting the stable temperature on the surface side of the plate-like member based on the detection signal from the first temperature sensor in a state where the back surface side temperature of the plate-like member is stable after the heating member is heated. Means,
The stable temperature on the front side of the plate-like member predicted by the prediction processing means, the stable temperature on the back side of the plate-like member, the outdoor-side temperature of the face member, and the plate-like member stored in advance. A heat transmissivity estimation system comprising: estimation means for estimating the heat transmissivity of the surface member based on the heat transmissibility.
前記板状部材の裏面側温度が設定温度となるように、前記ヒータの一定温度制御を行う加熱制御手段をさらに備え、
前記設定温度が、前記板状部材の裏面側の安定温度に相当する、請求項1に記載の熱貫流率推定システム。
A heating control means for performing a constant temperature control of the heater so that the back surface side temperature of the plate-shaped member becomes a set temperature;
The thermal conductivity estimation system according to claim 1, wherein the set temperature corresponds to a stable temperature on a back surface side of the plate-like member.
前記予測処理手段は、予め定められた予測式を用いて、前記板状部材の表面側の安定温度を予測する、請求項1または2に記載の熱貫流率推定システム。   The heat transmissivity estimation system according to claim 1 or 2, wherein the prediction processing means predicts a stable temperature on the surface side of the plate-like member using a predetermined prediction formula. 前記予測式は、一定時間間隔の3点の表面側温度をそれぞれy,y,y、前記板状部材の表面側の安定温度をbとし、「(y−y)/(y−y)」を「K」とおいた場合、
b=(y−Ky)/(1−K)
である、請求項3に記載の熱貫流率推定システム。
In the prediction formula, y 1 , y 2 , y 3 are the surface temperatures at three points at regular time intervals, b is the stable temperature on the surface side of the plate-like member, and “(y 3 −y 2 ) / ( y 2 −y 1 ) ”as“ K ”,
b = (y 2 -Ky 1 ) / (1-K)
The thermal conductivity estimation system according to claim 3, wherein
前記予測処理手段は、前記表面側温度の温度変化に応じて近似曲線を計算し、前記近似曲線上における3点の温度を抽出することによって前記表面側の安定温度を予測する、請求項3または4に記載の熱貫流率推定システム。   The prediction processing means calculates an approximate curve according to a temperature change of the surface side temperature, and predicts a stable temperature on the surface side by extracting three temperatures on the approximate curve. 4. The heat transmissivity estimation system according to 4. 前記発熱部材は、前記面部材に直接的に熱を伝えるために、前記板状部材の表面側に設けられたサブヒータをさらに含み、
前記加熱制御手段は、前記板状部材の表面側温度が急上昇するように、加熱開始からの特定期間のみ前記サブヒータを運転する、請求項2〜5のいずれかに記載の熱貫流率推定システム。
The heat generating member further includes a sub-heater provided on the surface side of the plate-like member in order to transmit heat directly to the surface member,
The heat transfer rate estimation system according to any one of claims 2 to 5, wherein the heating control means operates the sub-heater only for a specific period from the start of heating so that the surface-side temperature of the plate-like member increases rapidly.
建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、前記面部材の熱貫流率を推定するために用いられる試験装置であって、
前記面部材の屋内面に当接または近接する表面と、その反対側に位置する裏面とを有し、その熱貫流率が既知である板状部材と、
前記板状部材の裏面側に設けられたヒータを含み、前記面部材に熱を伝えるための発熱部材と、
前記板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられ、前記板状部材の表面側温度および裏面側温度を検知する第1および第2の温度センサと、
前記発熱部材の加熱後、前記板状部材の裏面側温度が安定した状態において、前記第2の温度センサからの検知信号に基づいて、前記板状部材の表面側の安定温度を予測する予測処理手段と、
少なくとも、前記予測処理手段により予測された前記板状部材の表面側の安定温度を記憶する記憶手段とを備える、熱貫流率試験装置。
As an index representing the heat insulation performance of a surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building, a test apparatus used for estimating the heat permeability of the surface member,
A plate-like member having a surface that is in contact with or close to the indoor surface of the surface member, and a back surface located on the opposite side, and whose thermal conductivity is known;
Including a heater provided on the back side of the plate-like member, and a heating member for transferring heat to the surface member;
A first temperature sensor and a second temperature sensor provided on the front side and the back side of the plate member, respectively, for detecting the front side temperature and the back side temperature of the plate member;
Prediction processing for predicting the stable temperature on the surface side of the plate-like member based on the detection signal from the second temperature sensor in a state where the temperature on the back side of the plate-like member is stable after the heating member is heated. Means,
A heat transmissivity test apparatus comprising at least storage means for storing a stable temperature on the surface side of the plate-like member predicted by the prediction processing means.
建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、前記面部材の熱貫流率を推定する方法であって、
板状部材と、前記板状部材の裏面側に設けられたヒータを含む発熱部材と、前記板状部材の表面側および裏面側にそれぞれ設けられた第1および第2の温度センサとを備えた試験装置を、前記面部材の屋内面に接触させ、かつ、前記発熱部材により前記面部材が加熱された状態において、前記第1および第2の温度センサからの検知信号に基づいて、前記板状部材の表面側温度および裏面側温度を計測するステップと、
前記板状部材の裏面側温度が安定した状態において計測された表面側温度から、前記板状部材の表面側の安定温度を予測するステップと、
予測された前記板状部材の表面側の安定温度と、前記板状部材の裏面側の安定温度と、前記面部材の屋外側温度と、予め記憶された前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定するステップとを備える、熱貫流率推定方法。
As an index representing the heat insulation performance of a surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building, a method for estimating the heat transmissivity of the surface member,
A plate-shaped member, a heat generating member including a heater provided on the back surface side of the plate-shaped member, and first and second temperature sensors respectively provided on the front surface side and the back surface side of the plate-shaped member. In a state where the test device is brought into contact with the indoor surface of the surface member and the surface member is heated by the heat generating member, the plate-like shape is based on detection signals from the first and second temperature sensors. Measuring the surface side temperature and the back side temperature of the member;
Predicting the stable temperature on the surface side of the plate-shaped member from the surface-side temperature measured in a state where the back surface temperature of the plate-shaped member is stable;
The predicted stable temperature on the front surface side of the plate-shaped member, stable temperature on the back surface side of the plate-shaped member, outdoor temperature of the surface member, and the thermal conductivity of the plate-shaped member stored in advance. And a step of estimating a heat transmissivity of the surface member based on the method.
請求項8に記載の熱貫流率推定方法に含まれる各ステップを、コンピュータに実行させる、熱貫流率推定プログラム。   A heat transmissivity estimation program for causing a computer to execute each step included in the heat transmissivity estimation method according to claim 8.
JP2015055979A 2015-03-19 2015-03-19 Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus Active JP6022623B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015055979A JP6022623B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015055979A JP6022623B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016176758A true JP2016176758A (en) 2016-10-06
JP6022623B2 JP6022623B2 (en) 2016-11-09

Family

ID=57071028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015055979A Active JP6022623B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6022623B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111735840A (en) * 2020-06-18 2020-10-02 三峡大学 Concrete single-side heat conduction test device and test method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52165680U (en) * 1976-06-10 1977-12-15
JPH02291950A (en) * 1989-05-02 1990-12-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Thermal conductivity measuring method
JP2016070675A (en) * 2014-09-26 2016-05-09 大和ハウス工業株式会社 Heat-transfer coefficient estimation system, heat-transfer coefficient estimation method and program, and heat-transfer coefficient test device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52165680U (en) * 1976-06-10 1977-12-15
JPH02291950A (en) * 1989-05-02 1990-12-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Thermal conductivity measuring method
JP2016070675A (en) * 2014-09-26 2016-05-09 大和ハウス工業株式会社 Heat-transfer coefficient estimation system, heat-transfer coefficient estimation method and program, and heat-transfer coefficient test device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111735840A (en) * 2020-06-18 2020-10-02 三峡大学 Concrete single-side heat conduction test device and test method thereof
CN111735840B (en) * 2020-06-18 2023-06-02 三峡大学 Concrete single-sided heat conduction test device and test method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP6022623B2 (en) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022532435A (en) Devices, systems, and methods for non-invasive thermal interrogation
JP6339465B2 (en) Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation method and program, and thermal transmissivity test apparatus
JP6337416B2 (en) Temperature measuring device
US9835506B2 (en) Self-calibrated flow meter
JP5001257B2 (en) Temperature prediction system and method
CN104729748B (en) Method for determining the environment temperature of mobile device
AU2010337180B2 (en) Temperature-measurement probe
KR102042882B1 (en) Portable electronic device
JP5509402B2 (en) Heat loss coefficient estimation device, heat loss coefficient estimation method, and program
JP7006766B2 (en) Piping diagnostic method, piping diagnostic device, and piping diagnostic system
JP2010078447A (en) Q value analysis system, q value analysis method, and q value analysis program
CN105245686A (en) Method of operating a mobile device, computer program product and mobile device
JP6283637B2 (en) Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program
JP2016057199A (en) Temperature measurement device and temperature measurement method
JP6652429B2 (en) Insulation performance inspection device
JP6022623B2 (en) Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus
JP2009254104A (en) Conductor monitor for power receiving and distributing equipment
JP6022624B2 (en) Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus
JP4579749B2 (en) Pipe thinning prediction apparatus and pipe thinning prediction method
TWI792273B (en) Non-contact detection apparatus for thermal conductive pipes and method thereof
CN112240894A (en) Heat-insulation sound-insulation layer water content detection device and method based on sheet-shaped sensor
JP7420255B2 (en) Temperature measuring device, method and program
CN117288348B (en) Bus duct temperature measurement method and system
US20230105228A1 (en) Estimation device, estimation method, and non-transitory computer-readable recording medium for thickness of deposit
JP2004317063A (en) Thermal load measuring system and its method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160920

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161005

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6022623

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250