JPH0454860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、人体に快適な室内環境を提供する空
気調和装置に対してその室内環境の温熱状態を検
知するための温熱検知素子に関し、特に作用温度
として気温、気流速および輻射を考慮した体感温
度の形で検知可能としたものに関する。

（従来の技術） 従来より、気温、気流速および輻射を考慮した
体感温度の一種である作用温度を測定する素子と
して、グローブ温度計が広く知られている。この
グローブ温度計は、第７図に示すように、外表面
に黒艶消し塗装が施された直径150mmφの中空状
銅球ａの中空部ｂ内に、棒状温度計ｃの測温部c₁
をゴム栓ｄを介して封入してなり、上記銅球ａの
中空部ｂの内部空気温度を棒状温度計ｃで測定す
るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記従来のグローブ温度計では、直
径150mmφの銅球中空部の内部空気温度を測定す
るため、空気調和装置の制御に使用するには応答
性が悪く、また寸法も大きすぎるという問題があ
つた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、従
来のグローブ温度計とは構造を一変させ、平板状
の熱絶縁体の温度を直接測定するようにすること
により、小型で、しかも応答性良く気温、気流及
び輻射を考慮した体感温度の形で作用温度を検知
できるようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的のため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、人体の対流熱伝達率に略合致す
る対流熱伝達率となるような代表寸法を有しかつ
人体等の体感基準の分光輻射特性に略合致する分
光輻射特性を有する平板状の熱絶縁体１の一部
に、該熱絶縁体１の温度Tgを測定する温度測定
素子３を配設してなり、該温度測定素子３の測定
温度Tgに基づいて室内環境の温熱状態を検知す
る構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、平板状の熱絶
縁体１の一部に配設された温度測定素子３の測定
温度Tgに基づいて室内環境の温熱状態を検知す
るようにしたので、グローブ温度計に比べて代表
寸法も小さくて済み、しかも平板状であることか
ら体積が著しく減少して熱容量が減少し、応答性
が良好となる。

しかも、上記温熱状態を気温、気流速および輻
射を考慮した体感温度の一種である作用温度の形
で検知することが可能である。

すなわち、この場合、気温、気流速および輻射
を考慮した体感温度の一種である作用温度Toは
次式で定義される。

To＝（Ta・hc＋Tr・hr）／（hc＋hr） （ただし、hc：人体の対流熱伝達率、hr：人
体の輻射熱伝達率、Ta：気温、Tr：平均輻射温
度） 上記式により、単一の素子で作用温度を測定す
るためには、素子の対流熱伝達率および輻射熱伝
達率を人体のそれに合致させる必要がある。この
うち、輻射熱伝達率を合致させるためには第３図
に示すように分光輻射特性を合致させることであ
るが、従来のグローブ温度計では表面が黒色であ
るため、室温付近の輻射に対しては人体の輻射吸
収特性と略合致するものの、太陽光や高温輻射暖
房機などの輻射に対しては人体の輻射吸収特性と
合致していなかつた。つまり、従来のグローブ温
度計では太陽光を過大に評価していたことにな
り、第３図に示すように人体の分光輻射特性と略
合致する分光輻射特性を有する材料を用いれば、
いかなる輻射源であつても人体と同様の特性を示
すことができる。

一方、第４図に示すように、例えば円盤、球な
どでは直径が減少すれば対流熱伝達率が減少する
ため、対流熱伝達率を合致させるためには素子の
代表寸法（円盤の場合にはその直径）を最適なも
のにすればよい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図および第２図は本発明の実施例に係る空
気調和装置制御用の温熱検知素子Ａを示す。同図
において、１は人体の対流熱伝達率に略合致する
対流熱伝達率となるような代表寸法としての直径
を有する円盤状の熱絶縁体であつて、該熱絶縁体
１の中心部には中心軸に沿つて表裏に貫通する貫
通孔よりなる収容部２が形成されている。該熱絶
縁体１の収容部２には、熱絶縁体１の温度Tgを
測定する温度測定素子としての熱電対３が配設さ
れている。そして、熱電対３の出力電圧により熱
絶縁体１の温度Tgを測定し、この測定温度Tgに
基づいて室内環境の温熱状態を人体からの輻射、
対流による熱損失を考慮した体感温度の形で検知
するようになされている。尚、４は熱電対３の出
力線である。

さらに、上記熱絶縁体１の表裏面（収容部２の
表裏開口面を含む）には、第３図の如く人体の皮
膚ないし衣服の分光輻射率に概略合致する分光輻
射率を有する、例えば四弗化エチレン樹脂
（PHFE）等の弗素樹脂と酸化チタン（TiO₂）等
の顔料とからなる輻射材料層５が設けられてお
り、人体等の輻射熱伝達率と熱絶縁体１の輻射熱
伝達率とを合致させて上記体感温度を精度良く検
知するようにしている。

したがつて、上記構成の温熱検知素子Ａにおい
ては、円盤状の熱絶縁体１の中心部に熱電対３を
配設して、該熱電対３により熱絶縁体１の温度を
測定することにより、室内環境の温熱状態を気
温、気流速および輻射を考慮した体感温度の形で
検知するようにしたので、従来のグローブ温度計
に比べて代表寸法（円盤の直径）が小さくて済
み、小型化を図ることができる。

また、上記熱絶縁体１は円盤状であり、球形や
円筒形等にものに比べて体積が小さくなり、熱容
量も小さいので、時定数が低減して上記温熱状態
検知の応答性を向上させることができるととも
に、材料コストの低減や構造の簡単化を図ること
ができる。

今、具体的に、第５図に、平均輻射温度の上昇
による体感温度の上昇の様子を実線にて示すとと
もに、上記実施例構造の温熱検知素子Ａ（熱絶縁
体１）の直径を30mmφ、50mmφ、100mmφに変化
させた場合における素子温度の上昇も併せて示
す。この場合、平均輻射温度の上昇に対して素子
温度の上昇が体感温度の上昇と合致すればよい
が、同図により素子の直径が何れであつても体感
温度の上昇とほぼ合致しており、ほぼ体感温度を
予測し得ることが判る。

さらに、素子Ａの代表寸法としての最適直径を
求めるために、第６図に示すように、横軸に円盤
の直径を、縦軸に第５図における実線の傾き（平
均輻射温度の上昇に対する体感温度の上昇割合）
と素子の温度変化の傾きとの比をとつた図に変換
する。この場合、上記傾きの比が１になれば最も
体感温度を正確に測定できることになるが、第６
図により上記実施例の如き円盤の場合にはその直
径が30〜50mmφ程度が最適値であることが判る。

尚、上記実施例では、熱絶縁体１を円盤状と
し、その中心部に温度測定素子としての熱電対３
を配置したが、その他、熱絶縁体１として方形、
６角形、８角形等の平板を用いてもよく、要は、
平板の一部に温度測定素子を配置すればよい。

また、上記温度測定素子としては熱電対３の
他、サーミスタやダイオード、その他各種公知の
ものが採用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の温熱検知素子に
よれば、人体の対流熱伝達率及び分光輻射特性と
略合致した平板状の熱絶縁体の一部に温度測定素
子を配設して、その温度を測定することによつて
気温、気流速および輻射を考慮した体感温度を検
知可能としたので、従来のグローブ温度計よりも
小型でかつ応答性の良い作用温度測定素子の提供
を実現することができる。よつて、空気調和装置
制御用のリモートコントロール装置等に容易に搭
載できて、室温だけでなく輻射、風速まで考慮し
た快適制御を精度良く行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す温熱検知素子の
断面図、第２図は同表面の輻射材料層を取除いた
状態での正面図である。第３図は人体の分光輻射
特性を示す図、第４図は球、円盤等の直径に対す
る対流熱伝達率の特性図、第５図は平均輻射温度
の上昇に対する体感温度の上昇および素子温度の
上昇の関係を示す図、第６図は円盤の最適直径を
求めるための図である。第７図は従来のグローブ
温度計の断面図である。 １……熱絶縁体、３……熱電対（温度測定素
子）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人体の対流熱伝達率に略合致する対流熱伝達
   率となるような代表寸法を有しかつ人体等の体感
   基準の分光輻射特性に略合致する分光輻射特性を
   有する平板状の熱絶縁体１の一部に、該熱絶縁体
   １の温度Tgを測定する温度測定素子３を配設し
   てなり、該温度測定素子３の測定温度Tgに基づ
   いて室内環境の温熱状態を検知するようにしたこ
   とを特徴とする温熱検知素子。