JPH06299644A - 天井取付型温度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天井面において居住域温度を少ない誤差で検
出することができ、またセンサの応答性を改善向上させ
る。 【構成】 天井板１に埋め込み設置されるケース５の後
端部外周および前面カバー６にスリット１６、２３をそ
れぞれ設け、ケース内部にリターンチャンバ２と室内３
とを連通する連通路３１を設ける。そして、この連通路
３１中にセンサ９を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、事務所などの建築物の
天井、特に天井裏側が室内空気のリターンチャンバを構
成する天井に埋め込み設置される天井取付型温度検出器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】事務所、ホテル、病院などの建築物にお
いて、温度制御用の検出器の設置場所は、その室内の隅
となる壁面や柱面、あるいはリターンダクト内が一般的
で、その出力により空調設備を制御し、室内居住域温度
を最適温度に調整している。温度検出器は、一般にケー
ス内に温度センサを収納配置して構成され、ケース前面
に室内の空気が流通する流通孔を有している。このよう
な温度検出器を壁面に設置する場合は床から１．２ｍ〜
１．５ｍ程度の高さに設置している。また、最近では壁
面の美化や壁面の効率的な利用、無柱空間建築構造の採
用などにより壁面やパーティッション、柱などへの検出
器の取り付けができなくなりつつあることから、天井面
に設置する場合もある。天井に設置する場合は、特に空
調の吹き出し温度の高い暖房時の上下温度分布差の問題
や照明負荷の影響で居住域温度と異なることが懸念され
ることから、上下温度差の少ないインテリア部に設置す
ることが望ましい。但し、ペリメータ部（建物内の窓側
の区域）でも上下温度差が少ないと予想される場所（天
井のペリメータ部スリット吹き出しの内側、２重窓等に
よるペリメータレスを施している場所等）であれば設置
可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本来温度制御用の検出
器は制御対象ゾーンの代表温度を検出できる場所に設置
すべきである。しかし、室内の隅となる壁面や柱面に設
置したのでは、室内居住域の代表温度を検出していると
はいい難い場合がある。またＶＡＶシステム（可変風量
方式）のような細かなゾーンニングに対しては設置すべ
き面が存在しない場合が多い。例えば、リターンダクト
内に設置した場合には、複数ゾーンの空気が合わさった
後の空気の温度を検出してしまうことになり、また、リ
ターンチャンバ内に設置した場合には、複数ゾーンの空
気が合わさった後の空気の温度および照明器具の発熱を
検出してしまうため、いずれの場合にもＶＡＶによって
細かくゾーンニングすることの意味がなくなる。

【０００４】一方、天井に設置する場合は、上記した通
り上下温度差、特に吹き出し温度の高い暖房時の問題や
照明負荷の影響で居住域温度と異なることから設置場所
に注意を要する。しかし、その設置すべき場所や設置す
べきでない場所の指針がなく、また暖房時給気温度が高
く風量が少ない時には、天井吹出口と天井吸込口の間で
ショートサーキットが生じ、天井に設置した検出器は居
住域温度を代表しているとはいえない。この誤差に対し
てセンサ出力値を補正する場合があるが、それは各季節
一定値をセンサ出力から引くだけの補正である。また、
室内の上下温度差は吹出温度と室温の差、吹出風速、負
荷の発生状況等により時々刻々と変化するため、単なる
各季節の一定値の補正だけでは補正できない。またその
補正値を決定する手法も確立されていない。

【０００５】そこで、本発明者らは検出器の構造と設置
場所を種々変えて室内温度を測定したところ、天井裏面
側がリターンチャンバを構成する場合、室内とリターン
チャンバーとを検出器を介して連通させると、検出器内
に空気の流れが生じるため、天井付近でも室内の居住域
温度を少ない誤差で的確に検出することができることを
確認した。特に、インテリア部（建物内の内側の区域）
においては、誤差をきわめて小さくすることが可能であ
った。

【０００６】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点および測定結果に鑑みてなされたもので、天井
面において居住域温度を少ない誤差で検出することがで
き、またセンサの応答性を向上させることができるよう
にした天井取付型温度検出器を提供することにある。

【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、天井裏側がリターンチャンバを形成する天井
にセンサを収納したケースを配設し、このケース内に前
記リターンチャンバと室内を連通する連通路を設け、か
つこの連通路中に前記センサを配置したものである。

【０００８】

【作用】本発明において、天井裏側のリターンチャンバ
は負圧で、室内の空気を吸い込む。したがって、室内天
井付近の空気は天井面に滞留せず、上下温度差を小さく
する。センサは連通路を通る室内空気に晒されているた
め、天井面、天井裏、照明による温度影響を受けず、天
井付近の温度を検出する。連通路を通る室内空気はセン
サに当たるため、センサの応答性を改善する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る天井取付型温度検
出器の一実施例を示す断面図、図２は同検出器の一部破
断正面図、図３はケースの平面図、図４は図３のＩＶ−
ＩＶ線断面図である。これらの図において、１は天井板
（鉄製）で、この天井板１の裏側はリターンチャンバ２
を形成しており、天井のダクトから室内３に吹き出した
空気は天井照明機器裏側からリターンチャンバ２に吸い
込まれる。４は前記天井板１に埋め込み設置された温度
検出器で、この温度検出器４はケース５、ケース５の前
面開口部を覆う前面カバー６、ケース５内に基板取付板
８を介して組み込まれた配線基板７、配線基板７に実装
されたセンサ９等で構成されている。

【００１０】前記ケース５は、ＡＢＳ樹脂等の難燃性材
料によって一体に形成されるもので、両端開放の円筒体
からなる胴部５ａと、胴部５ａの前面側開口部外周面に
一体に設けられた四角形のフランジ部５ｂとからなり、
胴部５ａが前記天井板１に設けられたケース取付孔１０
に室内３側から嵌挿され、フランジ部５ｂが複数個、例
えば２つの止めねじ１１により、天井板１の裏側にラバ
ーマグネット１２を介して配設された取付ブラケット１
３に固定されている。このため、フランジ部５ｂには前
記止めねじ１１が挿通される一対の円弧状長孔１４が形
成され、取付ブラケット１３には胴部５ａが貫通する挿
通孔１５とねじ孔（図示せず）が形成されている。ま
た、取付ブラケット１３の後方に突出する胴部５ａの後
端部にはリターンチャンバ２内の空気の流れに対するケ
ース５の抵抗を小さくすると共に、ケース５の内外を連
通させる多数のスリット１６が周方向に所定の間隔をお
いて形成される一方、内周面には段差面１７と一対の取
付部１８が設けられている。段差面１７と取付部１８の
前面１８ａは同一平面を形成している。

【００１１】前記前面カバー６は前記フランジ部５ｂよ
り若干小さい四角な皿状に形成されることにより四角形
の前面部６ａと、前面部６ａの各辺に後方に所要角度傾
斜して設けられた４つの斜辺部６ｂとからなり、斜辺部
６ｂの先端がフランジ部５ｂの前面に凹設された嵌合凹
部２０に嵌合されると共に、各斜辺部６ｂの中央部に設
けられた係合爪２１が前記フランジ部５ｂの外周寄りに
形成された係合孔２２に嵌合係止されている。前面カバ
ー６の前面部６ａおよび各斜辺部６ｂには内外を連通さ
せる多数の通気用スリット２３が形成されている。

【００１２】前記基板取付板８は、ケース５の内部を前
後に仕切る如く嵌合配置されて、外周部裏面が前記段差
面１７および前記各取付部１８の前面１８ａに密接さ
れ、かつ止めねじ２４によって前記取付部１８に固定さ
れている。基板取付板８の前面中央には前記センサ９、
抵抗２６等を搭載し所定の回路を形成する前記配線基板
７が配設されており、この配線基板７に外部コード２７
の一端が接続されている。外部コード２７は、ケース５
の背面側開口部よりケース５内に挿入されて適宜なコー
ドクランプ２８により途中箇所が保持されている。ま
た、前記基板取付板８は前記外部コード２７が挿通され
るコード挿通孔２９と、ケース５内の前後を連通させる
連通孔３０を有し、この連通孔３０の存在によりケース
５、言い換えれば温度検出器４の内部全体が前記リター
ンチャンバ２と室内３を連通させる連通路３１を形成し
ている。なお、前記センサ９は配線基板７の前面中央に
実装されている。

【００１３】このような構成からなる温度検出器２の取
り付けに際しては、センサ９を実装してなる配線基板７
が組み込まれたケース５を天井板１のケース取付孔１０
および取付ブラケット１３の挿通孔１５に室内３側から
嵌挿してフランジ部５ｂを天井板１の室内側面１ａに密
接位置決めし、しかる後止めねじ１１によってフランジ
部５ｂを取付ブラケット１３に固定する。次いで、前面
カバー６をフランジ部５ｂの凹部２０に嵌合し、係合爪
２１を係合孔２２に挿入係止すればよい。

【００１４】天井のダクトから室内３に吹き出した空気
は天井照明機器裏側からリターンチャンバ２に吸い込ま
れる。また、天井付近の室内空気の一部は、前面カバー
６のスリット２３から温度検出器４内に進入し、連通路
３１を通ってリターンチャンバ２に吸い込まれ、この室
内空気の温度をセンサ９が検出する。この場合、センサ
９は室内空気の流れに晒されているので、応答性の改善
が図られ、検出精度が向上する。

【００１５】図５は空調設備の概要を示す図である。図
において、４０は天井板、４１は照明器具、４２は室
外、４３は壁、４４は窓ガラス、４５は室内３のペリメ
ータ部、４６は室内のインテリア部、４７は床、４８は
吸込口、４９は空調機、５０はリターンチャンバ、５１
はＶＡＶユニット、５２は吹出ダクト、５３は吹出口で
ある。なお、図１〜図４と同一構成部品のものに対して
は同一符号をもって示す。空調機４９で温度張設された
空気が吹出ダクト５２を通してＶＡＶユニット５１に送
られ、風量調節されて吹出口５３から室内３に送られ
る。室内の空気は照明器具４１の近傍に設けられた吸込
口４８および天井取付型温度検出器４の内部を通って天
井裏（リターンチャンバ２）へ吸い込まれ、リターンダ
クト５０を通って空調機４９へ戻る。前記温度検出器４
によって検出された温度は不図示の制御装置に送られ、
この温度に基づいて制御装置が前記空調機４９およびＶ
ＡＶユニット５１を制御する。

【００１６】次に、本発明者らは本発明による上記温度
検出器４の評価をするため、天井裏がリターンチャンバ
を構成する一般オフィスフロアの天井面に設置し、各種
の測定を行った。図６（ａ）、（ｂ）は基準階の平面
図、（ａ）のＡ−Ａ’拡大断面図である。同図におい
て、図５と同一構成部材のものに対しては同一符号をも
って示す。５４は温度測定点に設けられた熱電対、５５
はワイヤ、５６はファン、５７はデータ記録装置、Ｉは
北側ペリメータゾーン、ＩＩはインテリア南系統ゾー
ン、ＩＩＩはインテリア中央系統ゾーン、ＩＶはインテ
リア北系統ゾーン、Ｖは南側ペリメータゾーンである。
天井から吊るした熱電対５４およびデータ記録装置５７
はデータ測定のために特別に設定したものである。又、
温度検出器４は常設されているものである。

【００１７】図７は図６に示した基準階におけるインテ
リア部の上下温度３点（床面から０．１ｍ、１．２ｍ、
２．４ｍ）および温度検出器４の検出温度を各季節ごと
に測定した空調時間帯の平均値を示す上下温度分布図
で、（Ａ）は南側インテリア系統、（Ｂ）は中央インテ
リア系統、（Ｃ）は北側インテリア系統である。なお、
破線６０は夏季、実線６１は秋季、太線６２は冬季であ
る。この測定結果から北インテリア系統の夏季に２．４
ｍと０．１ｍの上下温度差が１．５°Ｃであるのが最高
で、それ以外は１°Ｃ以下であり、大きな上下温度差が
生じていないことが分かる。この原因としては、測定対
象ビルでの暖房は冬季の朝の立ち上がり時のみに限ら
れ、大きな吹き出し温度差が生じないことが大きな要因
と考えられる。

【００１８】図８は冬季午後における南側ゾーン断面の
温度分布を示す図である。この図からもインテリア部で
の上下温度差は殆ど見られないことが確認できる。但
し、窓面近くのペリメータ部では日射により窓面が温め
られ、それによって温められた室内空気が天井面に流れ
て大きな上下温度差が生じることから、ペリメータ部天
井へのセンサの設置は問題があると思われる。

【００１９】図９は冬季における北系統の天井センサ出
力と居住域１．２ｍの温度差の頻度分布を示す図で、横
軸にセンサ出力から１．２ｍの温度を引いた値を示し、
縦軸に空調時間帯に横軸の温度差が現れる頻度を示し
た。これによると温度差は略±１°Ｃ以内であり、天井
センサ出力は居住域温度を代表しているといえる。

【００２０】図１０は、最終的な環境制御の評価を行う
ために、居住域１．２ｍの温度と温度設定値を測定し、
空調時間帯の居住域１．２ｍ温度から設定値を引いた値
の頻度分布を示す図である。そして、次表に温度差が±
１°Ｃ以内に収まる確立を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように南と中央ゾーンの
冬季で低い値となっている以外は８０％以上の確率で設
定値±１°Ｃ以内に納まる。ここで、低い確率となった
のは、冬季の冷房時の吹き出し温度の下限リミットが高
めに設定されており、設定値通りに室温が下がらなかっ
たことが原因であり、センサによる原因ではない。すな
わち、インテリア部の天井に温度センサを設置し、室内
空気がセンサ内を通るようにしておけば、温度制御上何
等問題がないといえる。表１にはペリメータの結果も示
したが、インテリア部に比べて確率が非常に低い。ペリ
メータは外からの外乱が大きく、水平垂直的に温度分布
が発生し、また時間的な変動も大きく、インテリア部ほ
ど安定な環境が維持されないことが分かる。なお、表中
の記号（Ａ）〜（Ｅ）は図６（ａ）の記号（Ａ）〜
（Ｅ）とそれぞれ対応している。

【００２３】図１１は遮蔽板の有無によるセンサ出力と
居住域１．２ｍ温度差の平均値の違いを示す図である。
遮蔽板無しは本発明による温度検出器、遮蔽板有りは従
来タイプで、リターンチャンバと室内を連通させない検
出器を使用した場合を示す。この図から明かなように遮
蔽板のない本発明検出器では温度差は僅か０．５°Ｃ以
内であるが、遮蔽板を備えた従来検出器では、１°Ｃ以
上の温度差が生じる場合があり、場所や季節によって温
度差が異なる結果となることが判明した。温度差は北よ
り南、冬より夏に高い傾向にあり、検出器内を室内空気
が通らないことにより天井面や天井裏の影響を大きく受
けていることが考えられる。

【００２４】結論としては、天井に設置してもリターン
チャンバ２と室内３を連通路３１によって連通し、連通
路３１中にセンサ９を配置しておくと、居住域温度を
少ない誤差で検出することができ、温度制御上何等問題
がない、検出器の設置場所としてはインテリア部天井
が望ましい、室内の上下温度差を極力抑えるため、大
きな吹き出し温度差が生じないように建物の断熱を強化
するか、暖房時に吹き出し温度上限リミットを低めに設
定することが望ましい、という結果を得た。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る天井取
付型温度検出器は、ケース内に天井裏のリターンチャン
バと室内を連通する連通路を設け、この連通路中にセン
サを配置し、室内天井付近の温度を検出するように構成
したので、居住域温度を代表するセンサを設置できる壁
面等がない室内においても、居住域温度を少ない誤差で
検出することができ、的確な室内温度制御を可能にす
る。また、センサを室内空気が流通する流通路中に配置
しているので、センサの応答性が改善され、検出精度も
向上するなど、その効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る天井取付型温度検出器の一実施例
を示す断面図である。

【図２】同検出器の一部破断正面図である。

【図３】ケースの平面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】空調設備の概要を示す図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は基準階の平面図、（ａ）のＡ
−Ａ’拡大断面図である。

【図７】天井裏がリターンチャンバを構成するインテリ
ア部の上下温度３点（床面から０．１ｍ、１．２ｍ、
２．４ｍ）を各季節ごとに測定した空調時間帯の平均値
を示す上下温度分布図で、（Ａ）は南側インテリア系
統、（Ｂ）は中央インテリア系統、（Ｃ）は北側インテ
リア系統である。

【図８】冬季における南側ゾーン断面の温度分布を示す
図である。

【図９】冬季における北系統の天井センサ出力と居住域
１．２ｍの温度差の頻度分布を示す図である。

【図１０】居住域１．２ｍの温度と温度設定値を測定
し、空調時間帯の居住域１．２ｍ温度から設定値を引い
た値の頻度分布を示す図である。

【図１１】遮蔽板の有無によるセンサ出力と居住域１．
２ｍ温度差の平均値の違いを示す図である。

【符号の説明】

１ 天井板 ２ リターンチャンバ ３ 室内 ４ 温度検出器 ５ ケース ９ センサ ３１ 連通路

フロントページの続き (72)発明者 村山 俊尚 東京都渋谷区渋谷二丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井裏側がリターンチャンバを形成する
   天井にセンサを収納したケースを配設し、このケース内
   に前記リターンチャンバと室内を連通する連通路を設
   け、かつこの連通路中に前記センサを配置したことを特
   徴とする天井取付型温度検出器。