JP2712071B2 - 空調システムのｐｍｖ算出方法 - Google Patents
空調システムのｐｍｖ算出方法Info
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- JP2712071B2 JP2712071B2 JP7077121A JP7712195A JP2712071B2 JP 2712071 B2 JP2712071 B2 JP 2712071B2 JP 7077121 A JP7077121 A JP 7077121A JP 7712195 A JP7712195 A JP 7712195A JP 2712071 B2 JP2712071 B2 JP 2712071B2
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/17—Catathermometers for measuring "cooling value" related either to weather conditions or to comfort of other human environment
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- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空調システムに係り、特
に体感センサと温度センサで室内の熱環境を検出してＰ
ＭＶ（Ｐｒｏｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅ）値を
算出する空調システムのＰＭＶ算出方法に関する。
に体感センサと温度センサで室内の熱環境を検出してＰ
ＭＶ（Ｐｒｏｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅ）値を
算出する空調システムのＰＭＶ算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に空調システムは、室内の熱環境を
快適に調節することを目的とし、人間の快適感覚を推論
する技法が室内の熱環境を快適に調節するための重要な
要素として作用する。ここで、人間の快適感覚は室内の
温度、湿度、気流、輻射温度の物理的な要素以外に、人
間の着衣量と活動量を含む六つの変数より影響を受け
る。
快適に調節することを目的とし、人間の快適感覚を推論
する技法が室内の熱環境を快適に調節するための重要な
要素として作用する。ここで、人間の快適感覚は室内の
温度、湿度、気流、輻射温度の物理的な要素以外に、人
間の着衣量と活動量を含む六つの変数より影響を受け
る。
【０００３】快適感覚を定量化させるための方法とし
て、ＰＭＶを算出する方法が一番広く用いられており、
このＰＭＶ値はＦａｎｇｅｒにより下記の式のように数
式化されて広く用いられている。 ＰＭＶ＝（０．３０３ｅ-2.1M ＋０．２２８）｛５８．１５（Ｍ−Ｗ）− ３．０５×１０-3×［５７３３−４０６．７（Ｍ−Ｗ）−Ｐａ］− ２４．４２［（Ｍ−Ｗ）−１］−１０-3×Ｍ（５８６７−Ｐａ）− ０．０８１４Ｍ（３４−ｔa ）−３．９６×１０-8×ｆc1［（ｔc1 ＋２７３）4 −（ｔr ＋２７３）4 ］−ｆc1×ｈc （ｔc1−ｔa ）｝ …（１） この際、ｔc1＝３５．７−１．６２８（Ｍ−Ｗ）−０．１５５ Ｉc1｛３．９６×１０-8×ｆc1［（ｔc1＋２７３）4 − （ｔr ＋２７３）4 ］−ｆc1×ｈc （ｔc1−ｔa ）｝ …（２） ｈc ＝２．３８（ｔc1−ｔa ）0.25ｆｏｒ ２．３８ （ｔc1−ｔa ）0.25＞１２．１Ｖ0.5 …（３） 又は、 ＝１２．１Ｖ0.5 ｆｏｒ ２．３８（ｔc1−ｔa ）0.25＜ １２．１Ｖ0.5 …（４） ｆc1＝１＋０．２ Ｉc1ｆｏｒＩc1＜０．５Ｃｌｏ …（５） 又は、 ＝１．０５＋０１ｆｏｒＩc1＞０．５Ｃｌｏ …（６） ここで、ＰＭＶ：Ｐｒｅｄｉｃｔｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔ
ｅ Ｍ：活動量（Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ，ｍｅｔ（１ｍｅｔ
＝５８Ｗ／ｍ2 ）） Ｗ：外部活動量（大部分の場合“０”である。） Ｉc1：衣服抵抗係数、Ｃｌｏ（１Ｃｌｏ＝０．１５５ｍ
2 Ｋ／Ｗ） ｆc1：衣服の表面積と露出した身体の表面積の比 ｔa ：空気温度、℃ ｔr ：平均輻射温度、℃ Ｖ：気流速度、ｍ／Ｓ Ｐａ：蒸気圧、Ｐａ ｈc ：対流熱伝達係数、Ｗ／ｍ2 Ｋ ｔc1：衣服の表面温度、℃ ここで、ＰＭＶが“０（ｚｅｒｏ）”であるというの
は、極めて快適な状態を意味し、国際標準化機構（ＩＳ
Ｏ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｉ
ｚａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）で推薦して
いる空調領域は大体−０．５＜ＰＭＶ＜＋０．５であ
る。
て、ＰＭＶを算出する方法が一番広く用いられており、
このＰＭＶ値はＦａｎｇｅｒにより下記の式のように数
式化されて広く用いられている。 ＰＭＶ＝（０．３０３ｅ-2.1M ＋０．２２８）｛５８．１５（Ｍ−Ｗ）− ３．０５×１０-3×［５７３３−４０６．７（Ｍ−Ｗ）−Ｐａ］− ２４．４２［（Ｍ−Ｗ）−１］−１０-3×Ｍ（５８６７−Ｐａ）− ０．０８１４Ｍ（３４−ｔa ）−３．９６×１０-8×ｆc1［（ｔc1 ＋２７３）4 −（ｔr ＋２７３）4 ］−ｆc1×ｈc （ｔc1−ｔa ）｝ …（１） この際、ｔc1＝３５．７−１．６２８（Ｍ−Ｗ）−０．１５５ Ｉc1｛３．９６×１０-8×ｆc1［（ｔc1＋２７３）4 − （ｔr ＋２７３）4 ］−ｆc1×ｈc （ｔc1−ｔa ）｝ …（２） ｈc ＝２．３８（ｔc1−ｔa ）0.25ｆｏｒ ２．３８ （ｔc1−ｔa ）0.25＞１２．１Ｖ0.5 …（３） 又は、 ＝１２．１Ｖ0.5 ｆｏｒ ２．３８（ｔc1−ｔa ）0.25＜ １２．１Ｖ0.5 …（４） ｆc1＝１＋０．２ Ｉc1ｆｏｒＩc1＜０．５Ｃｌｏ …（５） 又は、 ＝１．０５＋０１ｆｏｒＩc1＞０．５Ｃｌｏ …（６） ここで、ＰＭＶ：Ｐｒｅｄｉｃｔｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔ
ｅ Ｍ：活動量（Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ，ｍｅｔ（１ｍｅｔ
＝５８Ｗ／ｍ2 ）） Ｗ：外部活動量（大部分の場合“０”である。） Ｉc1：衣服抵抗係数、Ｃｌｏ（１Ｃｌｏ＝０．１５５ｍ
2 Ｋ／Ｗ） ｆc1：衣服の表面積と露出した身体の表面積の比 ｔa ：空気温度、℃ ｔr ：平均輻射温度、℃ Ｖ：気流速度、ｍ／Ｓ Ｐａ：蒸気圧、Ｐａ ｈc ：対流熱伝達係数、Ｗ／ｍ2 Ｋ ｔc1：衣服の表面温度、℃ ここで、ＰＭＶが“０（ｚｅｒｏ）”であるというの
は、極めて快適な状態を意味し、国際標準化機構（ＩＳ
Ｏ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｉ
ｚａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）で推薦して
いる空調領域は大体−０．５＜ＰＭＶ＜＋０．５であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなＰＭＶ値を
用いて空調システムを運営する場合には、次のような二
つの大きい問題点が提起される。 １．室内の温度、湿度、気流及び輻射温度の個別的・物
理的な要素を正確に検出しなければならないが、このよ
うな物理的な要素を個別的に検出するためには、各々の
物理的な要素に対して各々のセンサが要求されるので多
数個のセンサが必要である。
用いて空調システムを運営する場合には、次のような二
つの大きい問題点が提起される。 １．室内の温度、湿度、気流及び輻射温度の個別的・物
理的な要素を正確に検出しなければならないが、このよ
うな物理的な要素を個別的に検出するためには、各々の
物理的な要素に対して各々のセンサが要求されるので多
数個のセンサが必要である。
【０００５】２．検出された環境要素を計算しなければ
ならないが、家庭用エアコン等にＰＭＶを算出するため
前記の式を適用する場合に、一つのマイコンで全体シス
テムを駆動させなければならないので、これを計算する
には多くの難しさがある。一方、現在の家庭用エアコン
は神経網技法を用いてＰＭＶ制御を行うが、イン−シチ
ユ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）の測定が難しいという制約が付随
される。
ならないが、家庭用エアコン等にＰＭＶを算出するため
前記の式を適用する場合に、一つのマイコンで全体シス
テムを駆動させなければならないので、これを計算する
には多くの難しさがある。一方、現在の家庭用エアコン
は神経網技法を用いてＰＭＶ制御を行うが、イン−シチ
ユ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）の測定が難しいという制約が付随
される。
【０００６】本発明の目的は、体感センサとサーミスタ
温度センサを用いてＰＭＶを算出する方法を提供するこ
とである。
温度センサを用いてＰＭＶを算出する方法を提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、体感センサと温度センサを備えた空調システ
ムにおいて、メンブレン構造を有するシリコン基板１０
内に形成されたｐ ＋＋ 層１２と、基板上に順次形成され
た酸化膜（ＳｉＯ ２ ）１３と窒化膜（Ｓｉ ３ Ｎ ４ ）１４
と、窒化膜上に形成されたヒータ１５及びヒータ１５か
ら発生した熱を感知するための温度センサ１６と、ヒー
タ１５及び温度センサ１６を含んだ窒化膜１４上に形成
された酸化膜１７と、ヒータ１５及び温度センサ１６の
上部の酸化膜１７上に形成された黒体１８と、シリコン
基板１０の後面上に形成された酸化膜１１とを備え、室
内の温度、湿度、気流及び輻射温度に反応する体感セン
サを用いて室内の気流に応じて人体が感知する熱の変化
を感知し、感知された熱の変化をデイジタル値に変換す
る段階と、 温度センサを用いて室内の温度を感知し、感
知された室内温度をデイジタル値に変換する段階と、 季
節別、時間別の人体の活動量と着衣量による変数を指定
する段階と、 デイジタル変換された熱の変化値と室内温
度値及び変数とから 「ＰＭＶ＝（ａ １ Ｍ＋ｂ １ Ｃ＋ｃ １ ）ｔ ａ −（ａ ２ Ｍ＋
ｂ ２ Ｃ＋ｃ ２ ）Ｓ／１００−Ｋ」の式（ここで、Ｍ：活
動量、Ｃ：Ｃｌｏ値、ｔａ：室内温度、Ｓ：体感センサ
の出力値、ａ、ｂ、ｃ、Ｋ：定数）によってＰＭＶを算
出する段階と、を含むことを特徴とする空調システムの
ＰＭＶの算出方法を提供する。
本発明は、体感センサと温度センサを備えた空調システ
ムにおいて、メンブレン構造を有するシリコン基板１０
内に形成されたｐ ＋＋ 層１２と、基板上に順次形成され
た酸化膜（ＳｉＯ ２ ）１３と窒化膜（Ｓｉ ３ Ｎ ４ ）１４
と、窒化膜上に形成されたヒータ１５及びヒータ１５か
ら発生した熱を感知するための温度センサ１６と、ヒー
タ１５及び温度センサ１６を含んだ窒化膜１４上に形成
された酸化膜１７と、ヒータ１５及び温度センサ１６の
上部の酸化膜１７上に形成された黒体１８と、シリコン
基板１０の後面上に形成された酸化膜１１とを備え、室
内の温度、湿度、気流及び輻射温度に反応する体感セン
サを用いて室内の気流に応じて人体が感知する熱の変化
を感知し、感知された熱の変化をデイジタル値に変換す
る段階と、 温度センサを用いて室内の温度を感知し、感
知された室内温度をデイジタル値に変換する段階と、 季
節別、時間別の人体の活動量と着衣量による変数を指定
する段階と、 デイジタル変換された熱の変化値と室内温
度値及び変数とから 「ＰＭＶ＝（ａ １ Ｍ＋ｂ １ Ｃ＋ｃ １ ）ｔ ａ −（ａ ２ Ｍ＋
ｂ ２ Ｃ＋ｃ ２ ）Ｓ／１００−Ｋ」の式（ここで、Ｍ：活
動量、Ｃ：Ｃｌｏ値、ｔａ：室内温度、Ｓ：体感センサ
の出力値、ａ、ｂ、ｃ、Ｋ：定数）によってＰＭＶを算
出する段階と、を含むことを特徴とする空調システムの
ＰＭＶの算出方法を提供する。
【０００８】演算段階は、下記の式により求められる。 ＰＭＶ＝（ａ1 Ｍ＋ｂ1 Ｃ＋ｃ1 ）ｔa −（ａ2 Ｍ＋ｂ
2 Ｃ＋ｃ2 ）Ｓ／１００−Ｋ ここで、Ｍ：活動量、Ｃ：Ｃｌｏ値、ｔａ：室内温度、
Ｓ：体感センサの出力値、ａ、ｂ、ｃ、Ｋ：定数であ
る。
2 Ｃ＋ｃ2 ）Ｓ／１００−Ｋ ここで、Ｍ：活動量、Ｃ：Ｃｌｏ値、ｔａ：室内温度、
Ｓ：体感センサの出力値、ａ、ｂ、ｃ、Ｋ：定数であ
る。
【０００９】
【実 施 例】図１は本発明の実施例によるＰＭＶ測定
装置のブロック図である。図１を参照すると、本発明の
実施例による空調システムのＰＭＶ測定装置は、室内の
熱環境による人体の熱の変化を測定するための体感セン
サ１と、室内の温度を感知するための温度センサ２と、
体感センサ１の出力を一定のレベルに増幅する第１増幅
器３と、温度センサ２の出力を一定のレベルに増幅する
第２増幅器４と、第１増幅器３のアナログ出力をデイジ
タル出力に変換させるための第１アナログ／デイジタル
変換器５と、第２増幅器４のアナログ出力をデイジタル
出力に変換されるための第２アナログ／デイジタル変換
器６と、着衣量及び活動量の変数を入力させる変数入力
部７と、前記第１及び第２アナログ／デイジタル変換器
５，６及び変数入力部７の出力を入力し、これらの値か
らＰＭＶ値を算出するための演算部８とを備える。
装置のブロック図である。図１を参照すると、本発明の
実施例による空調システムのＰＭＶ測定装置は、室内の
熱環境による人体の熱の変化を測定するための体感セン
サ１と、室内の温度を感知するための温度センサ２と、
体感センサ１の出力を一定のレベルに増幅する第１増幅
器３と、温度センサ２の出力を一定のレベルに増幅する
第２増幅器４と、第１増幅器３のアナログ出力をデイジ
タル出力に変換させるための第１アナログ／デイジタル
変換器５と、第２増幅器４のアナログ出力をデイジタル
出力に変換されるための第２アナログ／デイジタル変換
器６と、着衣量及び活動量の変数を入力させる変数入力
部７と、前記第１及び第２アナログ／デイジタル変換器
５，６及び変数入力部７の出力を入力し、これらの値か
らＰＭＶ値を算出するための演算部８とを備える。
【００１０】図２は図１に用いられた体感センサの断面
構造を示す。図２の体感センサは人間の体温調節器具を
模倣して製作されたもので、構造上気流に敏感に反応す
るセンサである。体感センサはメンブレン構造を有する
シリコン基板１０内に形成されたｐ++層１２と、基板上
に順次形成された酸化膜（ＳｉＯ2 ）１３と窒化膜（Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ）１４と、窒化膜上に形成されたヒータ１５及
びヒータ１５から発生した熱を感知するための温度セン
サ１６と、ヒータ１５及び温度センサ１６を含んだ窒化
膜１４上に形成された酸化膜１７と、ヒータ１５及び温
度センサ１６の上部の酸化膜１７上に形成された黒体１
８と、シリコン基板１０の後面上に形成された酸化膜１
１とを備える。
構造を示す。図２の体感センサは人間の体温調節器具を
模倣して製作されたもので、構造上気流に敏感に反応す
るセンサである。体感センサはメンブレン構造を有する
シリコン基板１０内に形成されたｐ++層１２と、基板上
に順次形成された酸化膜（ＳｉＯ2 ）１３と窒化膜（Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ）１４と、窒化膜上に形成されたヒータ１５及
びヒータ１５から発生した熱を感知するための温度セン
サ１６と、ヒータ１５及び温度センサ１６を含んだ窒化
膜１４上に形成された酸化膜１７と、ヒータ１５及び温
度センサ１６の上部の酸化膜１７上に形成された黒体１
８と、シリコン基板１０の後面上に形成された酸化膜１
１とを備える。
【００１１】酸化膜１３と窒化膜１４は絶縁膜、支持膜
及びヒータから発生した熱を断熱させるための膜として
の役をし、ヒータ１５と温度センサ１６は互いに所定の
間隔を置いて支持膜上に形成された。１９はパッドを示
す。
及びヒータから発生した熱を断熱させるための膜として
の役をし、ヒータ１５と温度センサ１６は互いに所定の
間隔を置いて支持膜上に形成された。１９はパッドを示
す。
【００１２】上記構造を有する体感センサは、予め一定
の熱を発生するように設定されているが、室内の熱環境
によって人体が感知する熱の変化を感知するものであ
る。室内の熱環境が変化すると、ヒータ１５はそれによ
る熱を発生し、ヒータ１５から発生された熱の変化を温
度センサ１６が感知して出力する。つまり、体感センサ
１のヒータ１５は温度、湿度、気流及び輻射温度等の室
内の熱環境に総合的に反応して熱を外部に放出し、温度
センサ１６はこのようなヒータの熱環境によるヒータ１
５の熱変化を感知することになる。従って、ヒータ１５
の熱を一定の温度に保持させるために温度センサ１６で
感知されたヒータ１５の熱変化に対応する電源を体感セ
ンサ１に供給し、この際、体感センサに印加される電源
変化が体感センサ１の出力になる。体感センサ１の温度
センサ１６は温度、湿度、気流及び輻射温度に反応する
が、特にその構造上気流に敏感に反応する。
の熱を発生するように設定されているが、室内の熱環境
によって人体が感知する熱の変化を感知するものであ
る。室内の熱環境が変化すると、ヒータ１５はそれによ
る熱を発生し、ヒータ１５から発生された熱の変化を温
度センサ１６が感知して出力する。つまり、体感センサ
１のヒータ１５は温度、湿度、気流及び輻射温度等の室
内の熱環境に総合的に反応して熱を外部に放出し、温度
センサ１６はこのようなヒータの熱環境によるヒータ１
５の熱変化を感知することになる。従って、ヒータ１５
の熱を一定の温度に保持させるために温度センサ１６で
感知されたヒータ１５の熱変化に対応する電源を体感セ
ンサ１に供給し、この際、体感センサに印加される電源
変化が体感センサ１の出力になる。体感センサ１の温度
センサ１６は温度、湿度、気流及び輻射温度に反応する
が、特にその構造上気流に敏感に反応する。
【００１３】前記構成のＰＭＶ測定装置の動作を図３乃
至図５を参照して説明する。空調システムが動作するに
つれて体感センサ１は室内の熱環境を検出するが、前記
説明したように、室内の気流変化によってそれに対応す
る熱がヒータ１５から放出され、体感センサ１内の温度
センサ１６は室内の熱環境によって変化するヒータの熱
を感知する。もし、ヒータの熱変化が感知されると、感
知された熱変化だけヒータ１５の熱を調節するために電
源を供給し、熱変化に応じて供給される電源供給変化に
対応する電気的信号を体感センサは出力する。体感セン
サ１から出力される電気的信号は、第１増幅器３を通っ
て一定のレベルに増幅されて第１アナログ／デイジタル
変換器５に印加される。
至図５を参照して説明する。空調システムが動作するに
つれて体感センサ１は室内の熱環境を検出するが、前記
説明したように、室内の気流変化によってそれに対応す
る熱がヒータ１５から放出され、体感センサ１内の温度
センサ１６は室内の熱環境によって変化するヒータの熱
を感知する。もし、ヒータの熱変化が感知されると、感
知された熱変化だけヒータ１５の熱を調節するために電
源を供給し、熱変化に応じて供給される電源供給変化に
対応する電気的信号を体感センサは出力する。体感セン
サ１から出力される電気的信号は、第１増幅器３を通っ
て一定のレベルに増幅されて第１アナログ／デイジタル
変換器５に印加される。
【００１４】一方、温度センサ２のサーミスタは、室内
の温度を感知して電気的な信号として出力し、温度セン
サ２から出力される電気的信号は第２増幅器４を通って
一定のレベルに増幅されて第２アナログ／デイジタル変
換器６に印加される。第１アナログ／デイジタル変換器
５は体感センサ１により感知されたアナログ信号を第１
増幅器３を通って入力し、入力されたアナログ信号をデ
イジタル信号に変換して演算部８に印加する。第２アナ
ログ／デイジタル変換器６は温度センサ１により感知さ
れたアナログ信号を第２増幅器４を通って入力し、入力
されたアナログ信号をデイジタル信号に変換して演算部
８に印加する。
の温度を感知して電気的な信号として出力し、温度セン
サ２から出力される電気的信号は第２増幅器４を通って
一定のレベルに増幅されて第２アナログ／デイジタル変
換器６に印加される。第１アナログ／デイジタル変換器
５は体感センサ１により感知されたアナログ信号を第１
増幅器３を通って入力し、入力されたアナログ信号をデ
イジタル信号に変換して演算部８に印加する。第２アナ
ログ／デイジタル変換器６は温度センサ１により感知さ
れたアナログ信号を第２増幅器４を通って入力し、入力
されたアナログ信号をデイジタル信号に変換して演算部
８に印加する。
【００１５】演算部８は第１及び第２アナログ／デイジ
タル変換器５，６から入力されるデイジタル信号を入力
するとともに、変数入力部７から印加される着衣量及び
活動量による変数を入力し、入力されたこれらの値を演
算してＰＭＶを算出する。ここで、変数入力部７から演
算部８に印加される着衣量及び活動量による変数は、季
節別、時間別に衣服の着用状態、人体の活動状態を調べ
て作成された値である。この際、演算部８では体感セン
サ１及び温度センサ２の出力信号を入力し、簡単な式に
より入力された値らを演算してＰＭＶ値を算出する。
タル変換器５，６から入力されるデイジタル信号を入力
するとともに、変数入力部７から印加される着衣量及び
活動量による変数を入力し、入力されたこれらの値を演
算してＰＭＶを算出する。ここで、変数入力部７から演
算部８に印加される着衣量及び活動量による変数は、季
節別、時間別に衣服の着用状態、人体の活動状態を調べ
て作成された値である。この際、演算部８では体感セン
サ１及び温度センサ２の出力信号を入力し、簡単な式に
より入力された値らを演算してＰＭＶ値を算出する。
【００１６】図３はＭ＝１．２、Ｃ＝１の場合、Ｆａｎ
ｇｅｒによる式（１）を用いて計算したＰＭＶ値を気流
と温度に対して示したものであり、図４はａ1 ＝０．１
５、ｂ1 ＝０．１５、ｃ1 ＝０．４、ａ2 ＝０．７５、
ｂ2 ＝０．６、ｃ2 ＝−０．２３、Ｋ＝８．７５の場
合、図３と同一の活動量と着衣量の条件下において、気
流と温度変化に対して本発明の式（７）を用いて実験的
に計算したＰＭＶ値を示したものである。図３と図４を
参照すると、一般的なＦａｎｇｅｒにより得られたＰＭ
Ｖ値と本発明の体感センサを用いて得られたＰＭＶ値が
非常に類似に変化することが分かる。
ｇｅｒによる式（１）を用いて計算したＰＭＶ値を気流
と温度に対して示したものであり、図４はａ1 ＝０．１
５、ｂ1 ＝０．１５、ｃ1 ＝０．４、ａ2 ＝０．７５、
ｂ2 ＝０．６、ｃ2 ＝−０．２３、Ｋ＝８．７５の場
合、図３と同一の活動量と着衣量の条件下において、気
流と温度変化に対して本発明の式（７）を用いて実験的
に計算したＰＭＶ値を示したものである。図３と図４を
参照すると、一般的なＦａｎｇｅｒにより得られたＰＭ
Ｖ値と本発明の体感センサを用いて得られたＰＭＶ値が
非常に類似に変化することが分かる。
【００１７】図３によれば、Ｆａｎｇｅｒの式により算
出されたＰＭＶ値は同一の温度で気流が増加するにした
がってＰＭＶ値が減少し、気流が減少するにつれてＰＭ
Ｖ値が増加することが分かる。なお、一定の気流で温度
が増加するとＰＭＶ値は増加し、温度が減少するとＰＭ
Ｖ値が減少することが分かる。人間は、ＰＭＶ値に対し
て＋３の方に行けば行く行く程室内の熱環境に対して厚
いと感じ、−３の方に行けば行くほど寒いと感じ、０の
付近で最適の状態と感じる。一方、図４によれば、一定
の室内の温度条件で体感センサが感知した信号値が小さ
ければＰＭＶは減少し、信号値が大きければＰＭＶ値は
増加する。そして、同一の温度で体感センサからの信号
値に基づいてＰＭＶ値が変わることが分かる。従って、
本発明により体感センサと温度センサを用いて簡単に算
出したＰＭＶ値は、Ｆａｎｇｅｒにより算出されたＰＭ
Ｖ値とあんまり差が無いことが分かる。
出されたＰＭＶ値は同一の温度で気流が増加するにした
がってＰＭＶ値が減少し、気流が減少するにつれてＰＭ
Ｖ値が増加することが分かる。なお、一定の気流で温度
が増加するとＰＭＶ値は増加し、温度が減少するとＰＭ
Ｖ値が減少することが分かる。人間は、ＰＭＶ値に対し
て＋３の方に行けば行く行く程室内の熱環境に対して厚
いと感じ、−３の方に行けば行くほど寒いと感じ、０の
付近で最適の状態と感じる。一方、図４によれば、一定
の室内の温度条件で体感センサが感知した信号値が小さ
ければＰＭＶは減少し、信号値が大きければＰＭＶ値は
増加する。そして、同一の温度で体感センサからの信号
値に基づいてＰＭＶ値が変わることが分かる。従って、
本発明により体感センサと温度センサを用いて簡単に算
出したＰＭＶ値は、Ｆａｎｇｅｒにより算出されたＰＭ
Ｖ値とあんまり差が無いことが分かる。
【００１８】図５は模擬室内の熱環境でいろんな環境変
化、即ち外気温度、冷気の流れ及び流速、湿度等を変化
させてＰＭＶ測定装置を用いて精密計測したＰＭＶ値と
本発明により得られたＰＭＶ値を示したグラフである。
図５を参照すると、ＰＭＶ測定装置を用いて精密計画し
たＰＭＶ値と本発明により得られたＰＭＶ値は、大部分
最大誤差±０．２以内で変化していることが分かる。ダ
イナミック状態（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔａｔｅ）で精密
計測したＰＭＶ値と本発明のＰＭＶ値間の偏差はセンサ
の応答特性に起因したもので、スタテイック状態（ｓｔ
ａｔｉｃ ｓｔａｔｅ）になると殆ど同一のＰＭＶ値が
得られることが分かる。
化、即ち外気温度、冷気の流れ及び流速、湿度等を変化
させてＰＭＶ測定装置を用いて精密計測したＰＭＶ値と
本発明により得られたＰＭＶ値を示したグラフである。
図５を参照すると、ＰＭＶ測定装置を用いて精密計画し
たＰＭＶ値と本発明により得られたＰＭＶ値は、大部分
最大誤差±０．２以内で変化していることが分かる。ダ
イナミック状態（ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔａｔｅ）で精密
計測したＰＭＶ値と本発明のＰＭＶ値間の偏差はセンサ
の応答特性に起因したもので、スタテイック状態（ｓｔ
ａｔｉｃ ｓｔａｔｅ）になると殆ど同一のＰＭＶ値が
得られることが分かる。
【００１９】図３と図４を比較してシミュレーション
（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）により各定数の値を算出した
結果、次の値が得られた。 ａ1 ＝０．０５〜０．３ ａ2 ＝０．２〜１ ｂ1 ＝０．０５〜０．５ ｂ2 ＝０．１〜０．９ ｃ1 ＝−０．８〜＋０．８ ｃ2 ＝−０．８〜＋０．
８ Ｋ＝７〜１０
（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）により各定数の値を算出した
結果、次の値が得られた。 ａ1 ＝０．０５〜０．３ ａ2 ＝０．２〜１ ｂ1 ＝０．０５〜０．５ ｂ2 ＝０．１〜０．９ ｃ1 ＝−０．８〜＋０．８ ｃ2 ＝−０．８〜＋０．
８ Ｋ＝７〜１０
【００２０】従って、体感センサ１と温度センサを用い
て室内環境の変化を検出し、室内環境の変化による値を
前記のような範囲の定数が代入された前記式（７）に適
用して演算することにより、演算部８では快適空調のた
めのＰＭＶ値を算出することができる。
て室内環境の変化を検出し、室内環境の変化による値を
前記のような範囲の定数が代入された前記式（７）に適
用して演算することにより、演算部８では快適空調のた
めのＰＭＶ値を算出することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＭＶ値を算出する場合、体感センサと温度センサを用い
て室内の熱環境を算出し、算出された熱環境を用いた近
似式により簡単にＰＭＶ値を計算することができる。従
って、計算量が減少されて一つのメモリチップでＰＭＶ
値を算出できるのみではなく、システムの制御をメモリ
チップ内で行うことができるので、さらに体感センサと
温度センサの出力を用いてＰＭＶ制御を行うことによ
り、単純温度制御に比べて１５％程度のエネルギ節減の
効果を得ることができ、急激な温度変化を防止して快適
な空調を実現することができる。
ＭＶ値を算出する場合、体感センサと温度センサを用い
て室内の熱環境を算出し、算出された熱環境を用いた近
似式により簡単にＰＭＶ値を計算することができる。従
って、計算量が減少されて一つのメモリチップでＰＭＶ
値を算出できるのみではなく、システムの制御をメモリ
チップ内で行うことができるので、さらに体感センサと
温度センサの出力を用いてＰＭＶ制御を行うことによ
り、単純温度制御に比べて１５％程度のエネルギ節減の
効果を得ることができ、急激な温度変化を防止して快適
な空調を実現することができる。
【図１】本発明のＰＭＶ算出装置のブロック図である。
【図２】図１の体感センサの断面構造図である。
【図３】気流と温度に対して精密測定されたＰＭＶ値を
示す例示図である。
示す例示図である。
【図４】本発明のＰＭＶ値を示す例示図である。
【図５】精密測定されたＰＭＶ値と本発明によって測定
されたＰＭＶ値を比較して示すグラフである。
されたＰＭＶ値を比較して示すグラフである。
１…体感センサ、２…温度センサ、３…第１増幅器、４
…第２増幅器、５…第１アナログ／デイジタル変換器、
６…第２アナログ／デイジタル変換器、７…変数入力
部、８…演算部、１０…シリコン基板、１２…ｐ++層、
１１，１３，１７…酸化膜、１４…窒化膜、１５…ヒー
タ、１６…温度センサ、１８…黒体、１９…パッド。
…第２増幅器、５…第１アナログ／デイジタル変換器、
６…第２アナログ／デイジタル変換器、７…変数入力
部、８…演算部、１０…シリコン基板、１２…ｐ++層、
１１，１３，１７…酸化膜、１４…窒化膜、１５…ヒー
タ、１６…温度センサ、１８…黒体、１９…パッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−10791（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18592（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−332596（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−221651（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131653（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 体感センサと温度センサを備えた空調シ
ステムにおいて、メンブレン構造を有するシリコン基板
１０内に形成されたｐ ＋＋ 層１２と、基板上に順次形成
された酸化膜（ＳｉＯ ２ ）１３と窒化膜（Ｓｉ ３ Ｎ ４ ）
１４と、窒化膜上に形成されたヒータ１５及びヒータ１
５から発生した熱を感知するための温度センサ１６と、
ヒータ１５及び温度センサ１６を含んだ窒化膜１４上に
形成された酸化膜１７と、ヒータ１５及び温度センサ１
６の上部の酸化膜１７上に形成された黒体１８と、シリ
コン基板１０の後面上に形成された酸化膜１１とを備
え、室内の温度、湿度、気流及び輻射温度に反応する体
感センサを用いて室内の気流に応じて人体が感知する熱
の変化を感知し、感知された熱の変化をデイジタル値に
変換する段階と、 温度センサを用いて室内の温度を感知し、感知された室
内温度をデイジタル値に変換する段階と、 季節別、時間別の人体の活動量と着衣量による変数を指
定する段階と、 デイジタル変換された熱の変化値と室内温度値及び変数
とから 「ＰＭＶ＝（ａ １ Ｍ＋ｂ １ Ｃ＋ｃ １ ）ｔ ａ −（ａ ２ Ｍ＋
ｂ ２ Ｃ＋Ｃ ２ ）Ｓ／１００−Ｋ」の式（ここで、Ｍ：活
動量、Ｃ：Ｃｌｏ値、ｔａ：室内温度、Ｓ：体感センサ
の出力値、ａ、ｂ、ｃ、Ｋ：定数）によってＰＭＶを算
出する段階と、を含むことを特徴とする空調システムの
ＰＭＶの算出方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1994P4578 | 1994-03-09 | ||
| KR1019940004578A KR0133482B1 (ko) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 공조 시스템의 피엠브이(pmv) 산출 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100941A JPH08100941A (ja) | 1996-04-16 |
| JP2712071B2 true JP2712071B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=19378580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7077121A Expired - Fee Related JP2712071B2 (ja) | 1994-03-09 | 1995-03-09 | 空調システムのｐｍｖ算出方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5674007A (ja) |
| JP (1) | JP2712071B2 (ja) |
| KR (1) | KR0133482B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2960045B1 (fr) * | 2010-05-12 | 2012-07-20 | Commissariat Energie Atomique | Controle personnalise du confort thermique d'un occupant d'un batiment |
| TWI512247B (zh) | 2012-12-20 | 2015-12-11 | Ind Tech Res Inst | 舒適度調控系統、其使用者端設備及其系統端設備 |
| CN104344501B (zh) * | 2013-08-29 | 2019-07-23 | 海尔集团公司 | 一种空调器及其控制方法 |
| US20160320081A1 (en) | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and System for Personalization of Heating, Ventilation, and Air Conditioning Services |
| CN106524442A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 广东美的制冷设备有限公司 | 随身感控制方法、空调器以及随身感控制系统 |
| CN108266792A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-07-10 | 河北工业大学 | 一种建筑代表温度的快速计算方法 |
| JP6822453B2 (ja) * | 2018-09-10 | 2021-01-27 | ダイキン工業株式会社 | 空調制御装置および空気調和装置 |
| EP3718796B1 (en) * | 2019-04-05 | 2022-11-23 | Ford Global Technologies, LLC | Evaluation system for the condition evaluation of a passenger |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3751634A (en) * | 1971-11-15 | 1973-08-07 | T Madsen | Apparatus for measuring the degree of thermal discomfort and a system comprising such an apparatus |
| JPH05332596A (ja) * | 1990-07-30 | 1993-12-14 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 等価温度演算方法および環境計測装置 |
| JPH0713573B2 (ja) * | 1990-07-30 | 1995-02-15 | 山武ハネウエル株式会社 | 予測平均温感演算方法および装置 |
| EP0495118A4 (en) * | 1990-07-30 | 1993-02-03 | Yamatake-Honeywell Co. Ltd. | Method and device for computing estimated mean temperature sensation |
| US5436852A (en) * | 1990-09-21 | 1995-07-25 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Method and apparatus for calculating predicted mean thermal sensitivity |
| JP2581625B2 (ja) * | 1990-09-25 | 1997-02-12 | 山武ハネウエル株式会社 | 温熱感覚演算方法および装置、予測平均温感演算方法および装置 |
| JPH05193338A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-08-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 空調制御装置 |
| US5170935A (en) * | 1991-11-27 | 1992-12-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Adaptable control of HVAC systems |
| US5374123A (en) * | 1992-05-20 | 1994-12-20 | Goldstar Co., Ltd. | Thermal comfort sensing device |
-
1994
- 1994-03-09 KR KR1019940004578A patent/KR0133482B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-03-09 US US08/401,208 patent/US5674007A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-09 JP JP7077121A patent/JP2712071B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08100941A (ja) | 1996-04-16 |
| US5674007A (en) | 1997-10-07 |
| KR0133482B1 (ko) | 1998-05-15 |
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