JP2588792B2 - 温熱感覚演算方法および装置 - Google Patents
温熱感覚演算方法および装置Info
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Description
度(Equivalent Temperature)Teq〕を演算する温熱感
覚演算装置に関するものである。
として、等価温度Teqなるものがある。
輻射温度Tr,気温Ta,気流速度Vairを個別のセンサで計測
し、所定の演算を施すことによって、人体の等価温度Te
qにほゞ等しい等価温度Teq*を求める方法が提案されて
いる。この方法は、演算処理が煩わしく、処理時間が長
引くという問題がある。
法として、モジュール本体に加熱ヒータを組み込み、そ
のモジュール本体の温度(センサ温度)Tcrを常に一定
の値(例えば、36.5℃)に保つべく、加熱ヒータへの供
給電力量を制御する方法が提案されている。この方法に
よれば、加熱ヒータへの供給電力量を計測し、所定の演
算を施すことによって、等価温度Teq*を算出すること
ができる。
るが、モジュール本体と加熱ヒータとからなる環境計測
部が人体よりはるかに小さいので、その気流感度が人体
の気流感度よりも大きな値となる。
は気流速度Vairが0.1m/s前後ほぼゞ等しい値をとるが、
より大きな気流速度になると共に、等価温度Teqと等価
温度Teq*との差が広がることに表れる。
り低い値をとるようになり、そして、このことは、正確
な計測が不可能であることを意味する。
温Ta,気流速度Vairを一体で計測することができるとい
う利点があるにも拘わらず、すなわち演算処理が簡略化
されるという利点があるにも拘わらず、気流速度Vairが
大きい場合には正確な計測ができないという致命的な欠
点がある。
もので、その第1発明(請求項1に係る発明),第3発
明(請求項3に係る発明)は、気温Taと衣服の熱抵抗Ic
lとに基づき設定温度値θ(th)を演算し、この設定温度
値θ(th)とセンサ温度Tcrとが等しくなるように、セン
サ温度Tcrを調整し得る加熱手段へ熱エネルギ情報Hθ
(th)を供与し、気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設定温度値θ
(th),熱エネルギ情報Hθ(th)に基づき温熱感覚を演算
するようにしたものである。
明(請求項4に係る発明)は、第1発明,第3発明にお
いて、気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設定温度値θ(th),熱
エネルギ情報Hθ(th)および係数b1〜b4に基づき、温熱
感覚として下記(a)式により等価温度Teq*を演算す
るようにしたものである。
温Taと衣服の熱抵抗Iclとに基づき設定温度値θ(th)が
定められ、この設定温度値θ(th)にセンサ温度Tcrが合
致するように、加熱手段へ熱エネルギ情報Hθ(th)が与
えられる。すなわち、センサ温度Tcrが、一定の値では
なく、状況に応じて変化する設定温度値θ(th)と等しく
なるように制御される。そして、気温Ta,衣服の熱抵抗I
cl,設定温度値θ(th),熱エネルギ情報Hθ(th)に基づ
き、温熱感覚が演算される。
表現された方程式(a)により、温熱感覚として等価温
度Teq*が演算される。
る。
ック構成図である。この温熱感覚演算装置1は、入力部
2,演算部3および表示出力部4を備えている。入力部2
には、衣服の熱抵抗Iclが設定値として与えられている
一方、気温Taおよび環境計測部5からのセンサ温度Tcr
が検出値として与えられている。そして、これらの設定
値および検出値が入力部2より演算部3へ送られ、演算
部3にて、設定温度値θth),熱エネルギとしてのヒータ
パワーHθ(th),等価温度Teq*が求められる。
設定温度値演算部3−1にて、気温Taと衣服の熱抵抗Ic
lとに基づき、下記(1)式により設定温度値θ(th)を
算出する。なお、下記(1)式において、a1,a2につい
ては後述する。
(th)とセンサ温度Tcrとが等しくなるように、例えばPID
制御又はファジー制御を行ないつつ、この時のヒータパ
ワーHθ(th)を計測する。そして、この求めたヒータパ
ワーHθ(th)(W)を、入力部2を介して環境計測部5
へ与える。
計測部5は、例えば、第3図(a)に示すように、球形
状のモジュール本体5−11と、このモジュール本体5−
11の内部に配置された加熱ヒータ5−12と、モジュール
本体5−11に付設された温度センサ5−13とから構成さ
れている。モジュール本体5−11は、銅やアルミのよう
に熱伝導性の良い金属により形成されており、その外表
面は放射率が大きくされ、輻射温度Trに感じるものとさ
れている。なお、環境計測部5でのモジュール本体5−
11は、第3図(b),(c),(d)に示すように、半
球形状,円筒形状,楕円形状などとしてもよい。
ける加熱ヒータ5−12へ与えられる。そして、この加熱
ヒータ5−12によってモジュール本体5−11が加熱さ
れ、温度センサ5−13の検出するセンサ温度Tcrが設定
温度値θ(th)と等しくなるように制御される。
熱抵抗Icl,設定温度値θ(th),ヒータパワーHθ(th)に
基づき、下記(2)式により、等価温度Teq*を算出す
る。なお、下記(2)式において、b1,b2,b3,b4につい
ては後述する。
出力部4へ送り表示する。
れば、衣服の熱抵抗Iclと気温Taとに基づき設定温度値
θ(th)を求め、センサ温度Tcrを設定温度値θ(th)に合
致させるように、加熱ヒータ5−12ヘのヒータパワーH
θ(th)を制御し、気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設定温度値
θ(th),ヒータパワーHθ(th)に基づき等価温度Teq*を
算出するものとしているため、気流速度Vairが大きい場
合でも、等価温度Teq*が人体の感じる等価温度Teqに高
精度で合致するものとなり、正確な等価温度の計測が可
能となる。
する点について、どのようなメカニズムによるものか捕
捉して説明する。
と、このヒータパワーHは、周囲環境(気温Ta,輻射温
度Tr,気流速度Vair)によりそのエネルギが奪われる。
このとき、モジュール本体5−11の表面の温度がT
(℃)だとすると、 H=Hr×(T−Tr)+A×Vairn ×(T−Ta) ……(3) という関係が成り立つ。Hr:輻射熱伝達係数,A:環境計測
部固有の定数。
り定義される。
つ、(4)式の両片に係数0.45を掛けた後、この両片に を加えれば、等価温度Teqにほゞ等しいものが得られる
はずである。すると、(4)式は、下記(6)式とな
る。
は、 と0.75×Vair0.5の部分であることが分かる。
流感度がどうしても人体の気流感度より大きくなってし
まう。すなわち、その表面効果により気流感度部分が人
体のそれよりも大きく、 となり、どうしてもこの不等号が最後までつきまとい、
正確な等価温度を求めることができなくなる。
ために、気流感度の係数のみ注目するのではなく、上記
(6)式および(5)式において、(36.5−Ta)の温度
差まで含めて考え直した。これにより、 となるように、36.5℃でなく、θ(th)℃という温度で環
境計測部5へのヒータパワーHθ(th)を制御すればよい
ことに気付いた。
囲の値をとるから、Vair0.5≒Vairnとみなせ、 と表される。
定温度値θ(th)を求め、センサ温度Tcrを設定温度値θ
(th)に合致させるように、加熱ヒータ5−12へのヒータ
パワーHθ(th)を制御し、気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設
定温度値θ(th),ヒータパワーHθ(th)に基づき、 を計算して等価温度Teq*を求めるものとすれば、通常
のビルオフィスでは、気流速度Vairが大きい場合でも、
正しく等価温度を計測することができるものとなる。
温熱感覚演算装置によると、センサ温度Tcrが、一定の
値ではなく、状況に応じて変化する設定温度値θ(th)と
等しくなるように制御され、気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,
設定温度値θ(th),熱エネルギHθ(th)に基づき温熱感
覚が演算されるので、気流速度Vairが大きい場合でも、
その演算して得た温熱感覚が人体が感じる温熱感覚に高
精度に合致するものとなり、正確な温熱感覚の計測が可
能となる。
演算部を示すブロック構成図、第2図は本発明に係る温
熱感覚演算装置の一実施例を示すブロック構成図、第3
図は環境計測部の一例を示す概略的な縦断面図である。 1……温熱感覚演算装置、2……入力部、3……演算
部、3−1……設定温度値演算部、3−2……ヒータ制
御演算部、3−3……等価温度演算部、5……環境計測
部。
Claims (4)
- 【請求項1】気温Taと衣服の熱抵抗Iclとに基づき設定
温度値θ(th)を演算し、 この設定温度値θ(th)とセンサ温度Tcrとが等しくなる
ように、前記センサ温度Tcrを調整し得る加熱手段へ熱
エネルギ情報Hθ(th)を供与し、 前記気温Ta,前記衣服の熱抵抗Icl,前記設定温度値θ
(th),前記熱エネルギ情報Hθ(th)に基づき温熱感覚を
演算する ようにしたことを特徴とする温熱感覚演算方法。 - 【請求項2】請求項1において、気温Ta,衣服の熱抵抗I
cl,設定温度値θ(th),熱エネルギ情報Hθ(th)および
係数b1〜b4に基づき、温熱感覚として下記(a)式によ
り等価温度Teq*を演算するようにしたことを特徴とす
る温熱感覚演算方法。 Teq*=b1+b2×θ(th)+b3×Ta−b4 ×Hθ(th) ……(a) - 【請求項3】センサ温度Tcrを調整し得る加熱手段を有
する環境計測部に対して設けられる温熱感覚演算装置で
あって、 気温Taと衣服の熱抵抗Iclとに基づき設定温度値θ(th)
を演算する設定温度値演算手段と、 前記設定温度値θ(th)と前記センサ温度Tcrとが等しく
なるように前記加熱手段へ熱エネルギ情報Hθ(th)を供
与する熱エネルギ供与手段と、 前記気温Ta,前記衣服の熱抵抗Icl,前記設定温度値θ
(th),前記熱エネルギ情報Hθ(th)に基づき温熱感覚を
演算する温熱感覚演算手段とを備えたことを特徴とする
温熱感覚演算装置。 - 【請求項4】請求項3において、温熱感覚演算手段は、
気温Ta,衣服の熱抵抗Icl,設定温度値θ(th),熱エネルギ
情報Hθ(th)および係数b1〜b4に基づき、温熱感覚とし
て下記(a)式により等価温度Teq*を演算することを
特徴とする温熱感覚演算装置。 Teq*=b1+b2×θ(th)+b3×Ta−b4 ×Hθ(th) ……(a)
Priority Applications (5)
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- 1991-09-20 DK DK91116041.4T patent/DK0476691T3/da active
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