JPH09280907A - Thermal environment measuring method - Google Patents
Thermal environment measuring methodInfo
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- JPH09280907A JPH09280907A JP8097194A JP9719496A JPH09280907A JP H09280907 A JPH09280907 A JP H09280907A JP 8097194 A JP8097194 A JP 8097194A JP 9719496 A JP9719496 A JP 9719496A JP H09280907 A JPH09280907 A JP H09280907A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、室内の温熱環境を
評価する際に、個人差の影響を排除し、客観的な評価を
行なうことができる温熱環境計測方法に関し、特に、車
両用エアコン等のエアコンの自動制御のために用いて好
適の温熱環境計測方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal environment measuring method capable of excluding the influence of individual differences and making an objective evaluation when evaluating a thermal environment in a room, and more particularly to a vehicle air conditioner or the like. The present invention relates to a thermal environment measurement method suitable for automatic control of air conditioners.
【0002】[0002]
【従来の技術】人の温感は、気温,湿度,風速,輻射等
様々な要素が複雑に影響を及ぼし合っていると考えられ
る。従来、例えば自動車の車室内の温熱評価は、温感定
量化手法が確立されていなかったため、フィーリング試
験を中心に行なっていた。近年、個人差の影響を排除し
た客観的な評価を行なうため、車室内温熱環境の定量評
価法の研究が盛んに行なわれており、「サーマルマネキ
ン−SET* 法」(以下、サーマルマネキン法と呼
ぶ。)もその1つである。2. Description of the Related Art It is considered that various factors such as temperature, humidity, wind speed, and radiation have a complex influence on human warmth. Conventionally, for example, a thermal sensation quantification method has not been established for the thermal evaluation of the interior of an automobile, so that a feeling test is mainly performed. In recent years, in order to perform an objective evaluation that excludes the influence of individual differences, research has been actively conducted on a quantitative evaluation method of a thermal environment in a vehicle, and a "thermal mannequin-SET * method" (hereinafter referred to as a thermal mannequin method) Call it.) Is one of them.
【0003】このサーマルマネキン法は、人体熱平衡シ
ュミレーションを行なって、気温,対流,輻射,発汗の
影響を考慮した温熱快適性評価指標SET* (以下、温
熱快適性評価指標を、単にSET* ともいう)を求める
ものであり、このSET* を算出するのに、人体熱平衡
シュミレーションに与える人体〜環境間の伝熱特性を得
るべくサーマルマネキンを用いた実験を行なう必要があ
る。This thermal mannequin method performs a thermal equilibrium simulation on the human body and takes into consideration the effects of temperature, convection, radiation, and sweating. Thermal comfort evaluation index SET * (hereinafter, thermal comfort evaluation index is also simply referred to as SET *. In order to calculate SET * , it is necessary to conduct an experiment using a thermal mannequin in order to obtain the heat transfer characteristics between the human body and the environment given to the human body thermal equilibrium simulation.
【0004】このようなサーマルマネキンを用いた実験
について、図11に基づいて説明する。図11(a)は
このような実験に使用される装置を示す模式図であり、
図11(b)はサーマルマネキンの断面を模式的に示す
図である。図11(a),(b)中、101はサーマル
マネキンを示しており、このようなサーマルマネキン1
01は、一般に、アルミ製の中空構造になっており、制
御装置102によって、その内部温度が一定になるよう
に構成されている。つまり、サーマルマネキン101に
は、ヒータ103が内蔵されており、このヒータ103
の発熱量を制御装置102により制御することによっ
て、サーマルマネキン101の内部温度が一定に調整さ
れるようになっている。An experiment using such a thermal manikin will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a schematic diagram showing an apparatus used for such an experiment,
FIG. 11B is a diagram schematically showing a cross section of the thermal manikin. In FIGS. 11A and 11B, 101 indicates a thermal mannequin.
01 generally has a hollow structure made of aluminum, and is configured by the control device 102 so that its internal temperature is constant. That is, the thermal manikin 101 has the heater 103 built therein.
By controlling the amount of heat generated by the control device 102, the internal temperature of the thermal manikin 101 is adjusted to be constant.
【0005】なお、サーマルマネキン101の内部温度
はサーミスタ温度センサ(図示せず)によって、ヒータ
103の発熱量は積算電力計(図示せず)によって、そ
れぞれ計測できるようになっている。このような装置を
用いて行なわれるサーマルマネキン101を用いた実験
では、サーマルマネキン101の表面に熱電対が取り付
けられ、サーマルマネキン101の表面温度Tskを計
測できるようになっている。また、放熱量Qはヒータの
発熱量によって計測できるようになっている。The internal temperature of the thermal manikin 101 can be measured by a thermistor temperature sensor (not shown), and the calorific value of the heater 103 can be measured by an integrating wattmeter (not shown). In an experiment using the thermal manikin 101 performed using such an apparatus, a thermocouple is attached to the surface of the thermal manikin 101 so that the surface temperature Tsk of the thermal manikin 101 can be measured. The heat radiation amount Q can be measured by the heat generation amount of the heater.
【0006】ところで、サーマルマネキン101の熱平
衡は、次式(30),(31)により表すことができる。
なお、式(30)は着衣無の場合をであり、式(31)
は着衣有の場合である。 Q=h・(Tsk−To) ・・・(30) Q=Fcl・h・(Tsk−To) ・・・(31) ここで、Qは放熱量を、Fclは着衣熱透過効率を、h
は複合熱伝達率を、Tskはサーマルマネキン101の
表面温度を、Toは作用温度をそれぞれ示している。The thermal equilibrium of the thermal manikin 101 can be expressed by the following equations (30) and (31).
The formula (30) is the case without clothes, and the formula (31)
Is the case with clothes. Q = h · (Tsk−To) (30) Q = Fcl · h · (Tsk−To) (31) where Q is the heat radiation amount, Fcl is the clothing heat transmission efficiency, h
Indicates the composite heat transfer coefficient, Tsk indicates the surface temperature of the thermal manikin 101, and To indicates the working temperature.
【0007】サーマルマネキン法では、このような式
(30),(31)を用いて、以下のようにして、Fc
l,h,Toを求めるようにしている。まず、裸体のサ
ーマルマネキン101を用いて、サーマルマネキン10
1の内部温度の設定を変えて、2つの内部設定温度下に
おける放熱量Q、サーマルマネキン101の表面温度T
skを計測し、それぞれの内部設定温度下における計測
値を式(30)に代入して2つの式を求め、これらの式
を連立させて複合熱伝達率h,作用温度Toを求めるよ
うにしている。In the thermal mannequin method, using the above equations (30) and (31), Fc is calculated as follows.
I try to find l, h, and To. First, using the naked thermal manikin 101, the thermal mannequin 10
By changing the setting of the internal temperature of 1, the heat radiation amount Q and the surface temperature T of the thermal manikin 101 under the two internal set temperatures.
By measuring sk, substituting the measured values under the respective internal set temperatures into the equation (30), two equations are obtained, and these equations are combined to obtain the composite heat transfer coefficient h and the working temperature To. There is.
【0008】次に、サーマルマネキン101に衣服を着
せた状態で、放熱量Q、サーマルマネキン101の表面
温度Tskを計測し、式(30)によって求められた複
合熱伝達率h,作用温度Toを用いて、式(31)より
着衣熱透過効率Fclを求めるようにしている。なお、
サーマルマネキン法では、計測時間が長いため、対象環
境下における試験(本試験)の試験効率を向上させるた
め予備試験において複合熱伝達率h,着衣熱透過効率F
clの計測を行なうようにしている。これは、複合熱伝
達率h,着衣熱透過効率Fclは、温熱快適性の評価を
行なう対象環境下でなくても(即ち、対象とする温度条
件でなくても)、気流条件が一致していれば計測するこ
とができるためである。Next, with the thermal manikin 101 wearing clothes, the heat radiation amount Q and the surface temperature Tsk of the thermal manikin 101 are measured, and the composite heat transfer coefficient h and the working temperature To obtained by the equation (30) are calculated. By using this, the clothing heat transmission efficiency Fcl is obtained from the equation (31). In addition,
Since the measurement time is long in the thermal mannequin method, in order to improve the test efficiency of the test (main test) under the target environment, in the preliminary test, the composite heat transfer coefficient h, the clothing heat transmission efficiency F
I am trying to measure cl. This is because the composite heat transfer coefficient h and the clothing heat transmission efficiency Fcl have the same airflow condition even under the target environment for evaluating thermal comfort (that is, not under the target temperature condition). This is because it can be measured.
【0009】サーマルマネキン法では、上述のようにし
て、作用温度To,熱伝達率h,着衣熱透過率Fclを
計測し、これらの計測値を用いて、温熱快適性評価指標
SET* を求めるようにしている。次に、このようにし
て行なわれるサーマルマネキン法の計測時間について以
下の表1に基づいて説明する。In the thermal mannequin method, the working temperature To, the heat transfer coefficient h, and the clothing heat transmittance Fcl are measured as described above, and the thermal comfort evaluation index SET * is obtained using these measured values. I have to. Next, the measurement time of the thermal mannequin method performed in this way will be described based on Table 1 below.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】表1に示すように、サーマルマネキン法で
は、温熱快適性の評価試験を行なう前に、サーマルマネ
キン101の内部温度を一定制御する際の制御定数を決
めるためのソーク時間として、約60分程度必要であ
る。なお、このソーク時間はサーマルマネキン101を
温めるという意味も含むものである。次に、熱伝達率
h,着衣熱透過率Fclを求めるために予備試験を行な
うが、この予備試験の計測回数は、1条件につき3回と
している。これは、上述したように、着衣無の状態で2
回、着衣有の状態で1回行なう必要があるためである。
ここで、条件とは気流条件が一致している条件を示して
いる。As shown in Table 1, in the thermal mannequin method, the soak time for determining the control constant for constant control of the internal temperature of the thermal manikin 101 is about 60 before conducting the thermal comfort evaluation test. It takes about a minute. The soak time also includes the meaning of warming the thermal manikin 101. Next, a preliminary test is performed to obtain the heat transfer coefficient h and the clothing heat transmittance Fcl, and the number of times of the preliminary test is set to 3 times per one condition. This is 2 without clothes as described above.
This is because it is necessary to perform the operation once with the clothes and clothes.
Here, the condition means a condition that the airflow conditions are the same.
【0012】また、1回毎の計測時間は約30分として
いる。これは、発熱量の計測を積算電力計を用いて行な
っているためである。また、計測間隔は約30分として
いる。これは、サーマルマネキンによる実験では内部設
定温度の変更及び衣服の装着を行なう必要があり、内部
温度が安定するまでに30分程度かかるからである。つ
まり、マネキンの熱容量が大きいため、定常状態に達す
るまでに30分程度の時間がかかるからである。The measurement time for each measurement is about 30 minutes. This is because the calorific value is measured using an integrating wattmeter. The measurement interval is about 30 minutes. This is because it is necessary to change the internal set temperature and wear clothes in an experiment using a thermal mannequin, and it takes about 30 minutes for the internal temperature to stabilize. That is, because the mannequin has a large heat capacity, it takes about 30 minutes to reach a steady state.
【0013】したがって、予備試験にかかる時間は合計
150分程度である。次に、対象環境下において作用温
度Toを求めるために本試験を行なうようにしている
が、この本試験の計測回数は、1条件につき1回として
おり、1回毎の計測時間は30分としている。なお、計
測回数が1回であるため、計測間隔はない。Therefore, the total time required for the preliminary test is about 150 minutes. Next, the main test is performed in order to obtain the working temperature To under the target environment. The number of times of measurement of this main test is once for each condition, and the measurement time for each time is 30 minutes. There is. There is no measurement interval because the number of measurements is one.
【0014】したがって、本試験にかかる時間は合計3
0分程度である。このように行なわれるサーマルマネキ
ン法では、1条件の計測時間として少なくとも240分
程度の時間がかかることになる。Therefore, the total time required for this test is 3
It takes about 0 minutes. The thermal mannequin method performed as described above requires at least about 240 minutes as the measurement time for one condition.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、温熱快適性
の評価は、この結果を利用してエアコンディショナの開
発,改良等が行なわれるため、多種多様の環境設定条件
下における温熱快適性の評価を行なう必要がある。つま
り、人の温感は、気温,湿度,風速,輻射等様々な要素
が複雑に影響を及ぼし合っているため、温熱快適性の評
価試験も温度,湿度,風速,日射量等をいろいろな設定
に変化させて行なう必要がある。By the way, the evaluation of the thermal comfort is carried out by utilizing this result to develop and improve the air conditioner. Therefore, the thermal comfort under various environmental setting conditions can be evaluated. Need to do. In other words, since various factors such as temperature, humidity, wind speed, and radiation have a complex influence on the human thermal sensation, the thermal comfort evaluation test also sets various parameters such as temperature, humidity, wind speed, and solar radiation. It is necessary to change to.
【0016】しかし、1つの環境条件下における温熱快
適性の評価試験に多くの時間がかかることになると、最
低限必要な環境条件下における試験を行なうのに多くの
時間が必要になるため、1条件につき約240分という
多大な時間がかかる従来のサーマルマネキン法におい
て、計測時間の短縮が望まれている。また、サーマルマ
ネキン法は、人の温感を精度良く定量化できるものであ
るが、サーマルマネキン101を用いた実験において予
備試験が必要になるなど、やや煩雑な面もあり、計測法
の簡素化も望まれている。However, if it takes a lot of time to evaluate the thermal comfort under one environmental condition, it takes a lot of time to carry out the test under the minimum necessary environmental conditions. In the conventional thermal mannequin method, which takes a long time of about 240 minutes per condition, it is desired to reduce the measurement time. Further, the thermal mannequin method can quantify a person's warmth with high accuracy, but there are some complications such as requiring a preliminary test in an experiment using the thermal mannequin 101, and simplification of the measuring method. Is also desired.
【0017】さらに、サーマルマネキン101の製造に
技術を要し、制御装置も大がかりなものとなってしまう
ため、コストがかかるという課題もある。本発明は、こ
のような課題に鑑み創案されたもので、十分な計測精度
を確保しながら、温熱環境計測にかかる計測時間の短縮
や計測法の簡素化を図り、温熱快適性の評価を効率的に
行なうことができるようにした、温熱環境計測方法を提
供することを目的とする。Further, the manufacturing of the thermal manikin 101 requires a technique and the control device becomes large-scaled, so that there is a problem that the cost is high. The present invention was devised in view of such problems, and while ensuring sufficient measurement accuracy, shortens the measurement time required for measuring the thermal environment and simplifies the measurement method, and efficiently evaluates thermal comfort. It is an object of the present invention to provide a method for measuring a thermal environment, which can be performed in a specific manner.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の温熱環境計測方法は、内蔵のヒータにより加
熱可能で且つ内部温度と表面温度とを計測可能に構成さ
れた複数の温感センサをマネキンの所定部位に埋設し、
上記マネキンの上記所定部位における温熱環境を計測す
る温熱環境計測方法であって、非加熱状態における表面
温度と内部温度とを上記各温感センサ毎に計測する非加
熱時環境計測工程と、加熱状態における表面温度と内部
温度とを上記各温感センサ毎に計測する加熱時環境計測
工程と、上記各温感センサ毎に計測した非加熱状態にお
ける表面温度及び内部温度と加熱状態における表面温度
及び内部温度とに基づき各温感センサ毎の熱伝達率を演
算するセンサ熱伝達率演算工程と、上記各温感センサ毎
に計測した非加熱状態における表面温度及び内部温度と
加熱状態における表面温度及び内部温度とに基づき各温
感センサ毎の作用温度を演算するセンサ作用温度演算工
程と、上記マネキンの上記所定部位における熱伝達率を
上記各温感センサ毎の熱伝達率に基づき演算する所定部
位熱伝達率演算工程と、上記マネキンの上記所定部位に
おける作用温度を上記各温感センサ毎の作用温度に基づ
き演算する所定部位作用温度演算工程と、を有すること
を特徴としている。Therefore, in the method for measuring the thermal environment of the present invention according to the first aspect, a plurality of temperature elements which can be heated by the built-in heater and which can measure the internal temperature and the surface temperature are provided. Embedding the sensory sensor in a predetermined part of the mannequin,
A thermal environment measuring method for measuring a thermal environment in the predetermined part of the mannequin, wherein a non-heating environment measuring step of measuring a surface temperature and an internal temperature in a non-heating state for each temperature sensor, and a heating state. In the heating environment measuring step of measuring the surface temperature and the internal temperature in each of the temperature sensors, the surface temperature and the internal temperature in the non-heated state and the surface temperature in the heated state and the internal measured in each of the temperature sensors A sensor heat transfer coefficient calculation step for calculating the heat transfer coefficient of each temperature sensor based on the temperature, and a surface temperature and an internal temperature in an unheated state and a surface temperature and an internal temperature measured for each temperature sensor. A sensor working temperature calculation step of calculating a working temperature for each temperature sensor based on the temperature, and a heat transfer coefficient at the predetermined portion of the mannequin is calculated by the temperature sensor. A predetermined portion heat transfer coefficient calculating step for calculating the heat transfer coefficient based on the heat transfer coefficient of the temperature sensor, and a predetermined portion operating temperature calculating step for calculating the working temperature at the predetermined portion of the mannequin based on the working temperature of each of the temperature sensors. It is characterized by that.
【0019】請求項2記載の本発明の温熱環境計測方法
は、請求項1記載の方法において、上記温感センサは断
熱材製のケースに収納されていることを特徴としてい
る。請求項3記載の本発明の温熱環境計測方法は、請求
項1記載の方法において、上記各温感センサ毎の熱伝達
率hijは、加熱状態における表面温度Tsfij及び内部
温度Tinij、非加熱状態における表面温度Tsf′ij
及び内部温度Tin′ijに関する次式 hij=aij・[(Tinij−Tin′ij)−(Tsfij−
Tsf′ij )]/(Tsfij−Tsf′ij) に基づき演算されるとともに、上記各温感センサ毎の作
用温度Toijは、加熱状態における表面温度Tsfij及
び内部温度Tinij、非加熱状態における表面温度Ts
f′ij及び内部温度Tin′ijに関する次式 Toij=(Tsfij・Tin′ij−Tsf′ij・Tin
ij)/[(Tsfij−Tsf′ij)−(Tinij−Ti
n′ij )] に基づき演算されることを特徴としている。The thermal environment measuring method of the present invention according to claim 2 is the method according to claim 1, characterized in that the temperature sensor is housed in a case made of a heat insulating material. The thermal environment measuring method of the present invention according to claim 3 is the method according to claim 1, wherein the heat transfer coefficient hij for each of the temperature sensors is a surface temperature Tsfij and an internal temperature Tinij in a heated state and an unheated state. Surface temperature Tsf'ij
And the following equation relating to the internal temperature Tin′ij: hij = aij · [(Tinij−Tin′ij) − (Tsfij−
Tsf'ij)] / (Tsfij-Tsf'ij) and the operating temperature Toij of each of the temperature sensors is the surface temperature Tsfij and the internal temperature Tinij in the heated state and the surface temperature Ts in the non-heated state.
The following equation relating to f′ij and the internal temperature Tin′ij: Toij = (Tsfij · Tin′ij−Tsf′ij · Tin
ij) / [(Tsfij-Tsf'ij)-(Tinij-Ti
n′ij)] is used for the calculation.
【0020】請求項4記載の本発明の温熱環境計測方法
は、請求項1記載の方法において、上記所定部位におけ
る熱伝達率hi は、各センサ毎の熱伝達率hij、重み係
数αijに関する次式 hi =Σαijhij に基づき演算されるとともに、上記所定部位における作
用温度Toi は、各温感センサ毎の作用温度Toij、重
み係数βijに関する次式 Toi =ΣβijToij に基づき演算されることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the method for measuring a thermal environment according to the first aspect, the heat transfer coefficient hi at the predetermined portion is expressed by the following equations regarding the heat transfer coefficient hij and the weighting coefficient αij for each sensor. In addition to being calculated based on hi = Σαij hij, the operating temperature Toi at the predetermined portion is calculated based on the operating temperature Toij of each temperature sensor and the following equation relating to the weighting coefficient βij: Toi = ΣβijToij.
【0021】請求項5記載の本発明の温熱環境計測方法
は、請求項4記載の方法において、上記所定部位におけ
る熱伝達率に基づき着衣の熱透過効率を演算する熱透過
効率演算工程を備えることを特徴としている。請求項6
記載の本発明の温熱環境計測方法は、請求項5記載の方
法において、上記着衣の熱透過効率Fcli は、対流熱
伝達率hci 、輻射熱伝達率hri 、対流熱伝達率hc
i に対する熱透過効率Fclci 、輻射熱伝達率hri
に対する熱透過効率Fclri に関して、 γi =(Fclri −Fclci )・hri =cons
t., δi =Fclci =const.により得られる値γi
,δi 及び上記熱伝達率hi から次式 Fcli =γi /hi +δi に基づき演算されることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a thermal environment according to the fourth aspect, further comprising a heat transmission efficiency calculating step for calculating the heat transmission efficiency of clothes based on the heat transfer coefficient at the predetermined portion. Is characterized by. Claim 6
The method for measuring a thermal environment of the present invention according to claim 5 is the method according to claim 5, wherein the heat transmission efficiency Fcli of the clothing is convective heat transfer coefficient hci, radiant heat transfer coefficient hri, and convective heat transfer coefficient hc.
Heat transmission efficiency Fclci for i and radiant heat transfer rate hri
The heat transmission efficiency Fclri for γi = (Fclri-Fclci) · hri = cons
t. , Δi = Fclci = const. Value obtained by
, .Delta.i and the heat transfer coefficient hi described above, based on the following equation Fcli = .gamma.i / hi + .delta.i.
【0022】[0022]
【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の一実施
形態について説明すると、図1〜図9は本発明の一実施
形態にかかる温熱環境計測方法を説明するためのもので
ある。本温熱環境計測方法(温感マネキン法)では、発
熱機能を有し、熱容量の小さい、小型の温感センサを利
用したマネキン(以下、温感マネキンと呼ぶ)を使用す
るとともに、着衣効果のモデル化によって、サーマルマ
ネキン法よりも簡便に車室内の温熱快適性を評価できる
ようにしている。そこで、本方法については、温熱快適
性の評価方法とも称することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 9 are for explaining a thermal environment measuring method according to an embodiment of the present invention. In this thermal environment measuring method (thermal sensation mannequin method), a mannequin that uses a small sensation sensor having a heat generation function and a small heat capacity (hereinafter referred to as a sensation mannequin) is used, and a model of clothing effect is used. This makes it easier to evaluate the thermal comfort in the passenger compartment than the thermal mannequin method. Therefore, this method can also be referred to as a thermal comfort evaluation method.
【0023】まず、本温熱環境計測方法において使用す
る装置について説明すると、図2は本温熱環境計測方法
において使用する温感マネキン1,温感センサ2,その
他の計測装置を示す模式図である。1は温感マネキンで
あり、この温感マネキン1は、発熱機能を持たないマネ
キン(人体模型)であり、ここでは、この温感マネキン
1を11部位に分割し(マネキンを仮想的に分割すれば
良く、実際に分割する必要はない)、各部位表面に6〜
8個の温感センサ2を埋め込まれたものであり、対象環
境下の伝熱特性のうち複合熱伝達率hij及び環境の作用
温度Toijの計測に用いるものである。ここで、対象環
境とは、温感マネキン1による温熱快適性の評価試験を
行なう環境を示している。なお、添字i は温感マネキン
1の部位番号を示しており、添字j は温感マネキン1の
部位毎のセンサ番号を示している。First, the device used in the present thermal environment measuring method will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the temperature sensing manikin 1, the temperature sensor 2, and other measuring devices used in the present thermal environment measuring method. Reference numeral 1 denotes a warmth mannequin, and this warmth mannequin 1 is a mannequin (human body model) that does not have a fever function. Here, this warmth mannequin 1 is divided into 11 parts (the mannequin is virtually divided. You don't have to actually divide it), 6 ~ on each part surface
The eight temperature sensors 2 are embedded and used for measuring the combined heat transfer coefficient hij and the operating temperature Toij of the environment among the heat transfer characteristics under the target environment. Here, the target environment refers to an environment in which the thermal comfort evaluation test by the thermal sensation manikin 1 is performed. The subscript i indicates the part number of the temperature sensation manikin 1, and the subscript j indicates the sensor number of each part of the temperature sensation manikin 1.
【0024】なお、この例では、温感センサ2は全身に
合計82個埋め込まれている。また、計測時の温感マネ
キン1は常に裸体にしている。これは、サーマルマネキ
ン法で実測する着衣熱透過効率Fclijは、後述する複
合熱伝達率hijより推算で求めるようにしているからで
ある。2は温感センサであり、図3(a)は温感マネキ
ン1に埋め込まれている温感センサ2を示す斜視図であ
り、図3(b)はその側断面図である。なお、図3
(a),(b)では、受感面5を分かり易くするため模様
を付している。In this example, a total of 82 temperature sensors 2 are embedded in the whole body. In addition, the warm feeling mannequin 1 at the time of measurement is always naked. This is because the clothing heat transmission efficiency Fclij actually measured by the thermal mannequin method is obtained from the composite heat transfer coefficient hij described later. Reference numeral 2 denotes a temperature sensor, FIG. 3A is a perspective view showing the temperature sensor 2 embedded in the temperature mannequin 1, and FIG. 3B is a side sectional view thereof. Note that FIG.
In (a) and (b), a pattern is added to the sensing surface 5 for easy understanding.
【0025】この温感センサ2は、内蔵のヒータ3によ
り加熱できるようになっており、且つ、内部温度と表面
温度とを計測できるように構成されている。つまり、こ
の温感センサ2は、内部にヒータ(抵抗体)を用いた発
熱機構3を設け、その周りを断熱のため発砲スチロール
のケース(断熱材製のケース)4で囲ったものである。
また、ヒータ3にはその表面を覆うように、受感面5が
設けられており、この受感面5は熱が伝わりやすい物質
から構成されている。また、7はヒータ線であり、ヒー
タ供給電源(図示せず)に接続されている。The temperature sensor 2 can be heated by a built-in heater 3 and is configured to measure the internal temperature and the surface temperature. In other words, the temperature sensor 2 is provided with a heat generating mechanism 3 using a heater (resistor) inside and surrounding the heat sensing mechanism 3 with a foam styrene case (a case made of a heat insulating material) 4 for heat insulation.
Further, the heater 3 is provided with a sensing surface 5 so as to cover the surface thereof, and the sensing surface 5 is made of a substance to which heat is easily transferred. Further, 7 is a heater wire, which is connected to a heater supply power source (not shown).
【0026】さらに、6は熱電対であり、この熱電対6
の検出点6aは、図3(b)に示すように、ヒータ3,
ケース4,受感面5の表面にそれぞれ取り付けられてい
る。この熱電対6によって、受感面温度Tsfij,ヒー
タの内部温度Tinij,ケース外面温度Tbijを計測で
きるようになっている。再び図2を参照するが、8はデ
ータロガーであり、温感センサ2からの温度出力が接続
されている。また、9は計測,解析用のパソコンであ
る。Further, 6 is a thermocouple, and this thermocouple 6
As shown in FIG. 3B, the detection point 6a of
They are attached to the surfaces of the case 4 and the sensitive surface 5, respectively. The thermocouple 6 can measure the sensitive surface temperature Tsfij, the heater inner temperature Tinij, and the case outer surface temperature Tbij. Referring again to FIG. 2, 8 is a data logger, to which the temperature output from the temperature sensor 2 is connected. Reference numeral 9 is a personal computer for measurement and analysis.
【0027】このような装置を用いて行なわれる本実施
形態の温熱環境測定方法(即ち、温熱快適性の評価法)
について、その評価手順は、次の通りである。図1に示
すように、まず、温感マネキン1を用いた実験によって
温感センサ2の受感面温度(表面温度)Tsfij及び内
部温度Tinijを計測し、この計測結果を用いて人体〜
車室内環境間の複合熱伝達率(hi ) 、車室内の作用温
度(Toi ) を算出し、着衣熱透過効率(Fcli )を
推定する。次に、これらの値を基に人体熱シュミレーシ
ョンを行ない皮膚温度(Tski )と皮膚濡れ率(We
ti )を算出する。更に、得られた各値から温熱快適性
評価指標(以下、SET * i という)を算出する。尚、
Taは車室内温度、RHは相対温度を表す。The present implementation performed using such a device
Form thermal environment measurement method (that is, thermal comfort evaluation method)
Regarding, the evaluation procedure is as follows. Shown in Figure 1
First, by the experiment using the warm feeling mannequin 1,
Sensitive surface temperature (surface temperature) Tsfij of temperature sensor 2 and
The body temperature Tinij is measured, and the human body
Combined heat transfer coefficient (hi) between cabin environments, working temperature in the cabin
Degree (Toi) to calculate the clothing heat transmission efficiency (Fcli)
presume. Next, based on these values, the human body heat simulation
Skin temperature (Tski) and skin wetting rate (We
t i) is calculated. Furthermore, the thermal comfort from the obtained values
Evaluation index (hereinafter, SET *i) is calculated. still,
Ta represents the vehicle interior temperature, and RH represents the relative temperature.
【0028】また、各温感センサ2に固有の特性値(a
ij,bij)、マネキンの伝熱特性値(αij,βij,γi
j,δij)は、予め1度だけ検定しておくようにしてい
る。なお、マネキンの伝熱特性値(αij,βij,γij,
δij)は、サーマルマネキン101を用いて求めるよう
にしている。すなわち、図1に示すように、ステップS
1では、温感センサ2に備えられているヒータ3を非加
熱とし、このような非加熱状態において、各温感センサ
2毎に受感面温度(表面温度)Tsfij及び内部温度T
inijを計測する(非加熱時環境計測工程)。Further, the characteristic value (a
ij, bij) and the heat transfer characteristic values of the mannequin (αij, βij, γi
j, δij) are tested only once in advance. The heat transfer characteristic values of the mannequin (αij, βij, γij,
δij) is calculated using the thermal manikin 101. That is, as shown in FIG.
In No. 1, the heater 3 provided in the temperature sensor 2 is not heated, and in such a non-heated state, the sensing surface temperature (surface temperature) Tsfij and the internal temperature T are measured for each temperature sensor 2.
Inij is measured (environmental measurement process during non-heating).
【0029】ステップS2では、温感センサ2に備えら
れているヒータ3を加熱し、このような加熱状態におい
て、各温感センサ2毎の受感面温度(表面温度)Tsf
ij及び内部温度Tinijを計測する(加熱時環境計測工
程)。ステップS3では、ステップS1及びステップS
2において計測された各温感センサ2毎の受感面温度
(表面温度)Tsfij及び内部温度Tinijに基づき、
各温感センサ2毎の複合熱伝達率hijを演算する(セン
サ熱伝達率演算工程)とともに、ステップS1及びステ
ップS2において計測された各温感センサ2毎の受感面
温度(表面温度)Tsfij及び内部温度Tinijに基づ
き、各温感センサ2毎の作用温度Toijを演算する(セ
ンサ作用温度演算工程)。In step S2, the heater 3 provided in the temperature sensor 2 is heated, and in such a heating state, the sensing surface temperature (surface temperature) Tsf of each temperature sensor 2 is increased.
ij and internal temperature Tinij are measured (environment measuring step during heating). In step S3, step S1 and step S
2 based on the sensing surface temperature (surface temperature) Tsfij and the internal temperature Tinij of each temperature sensor 2
The composite heat transfer coefficient hij for each temperature sensor 2 is calculated (sensor heat transfer coefficient calculation step), and the sensing surface temperature (surface temperature) Tsfij for each temperature sensor 2 measured in step S1 and step S2. Based on the internal temperature Tinij, the operating temperature Toij of each temperature sensor 2 is calculated (sensor operating temperature calculation step).
【0030】つまり、複合熱伝達率hij,作用温度To
ijの演算(温感マネキンによる伝熱特性の計測)は、以
下に示すようにして行なうようにしている。ここでは、
受感面5から外部への放熱量を求めるため、図4に示す
ように、温感センサ2を受感面5への伝熱とケース4へ
の伝熱を考慮した一次元伝熱モデルで近似することにし
ている。1aはマネキンのボディを、3はヒータを、4
はケースを、5は受感面をそれぞれ示している。なお、
図4では、図3(a),(b)と対応するように受感面5
に模様を付している。That is, the composite heat transfer coefficient hij and the working temperature To
The calculation of ij (measurement of heat transfer characteristics by the temperature sensitive mannequin) is performed as follows. here,
In order to obtain the amount of heat released from the sensing surface 5 to the outside, as shown in FIG. 4, the temperature sensor 2 is a one-dimensional heat transfer model considering heat transfer to the sensing surface 5 and to the case 4. I am going to approximate it. 1a is a mannequin body, 3 is a heater, 4
Shows the case, and 5 shows the sensitive surface. In addition,
In FIG. 4, the sensing surface 5 corresponds to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
It has a pattern on it.
【0031】温感センサ2内部の熱平衡が次式(1)で
与えられる。なお、Qinijはヒータの発熱量を、Ti
nijは内部温度を、Tsfijは受感面温度を、Tbijは
ケース外面温度をそれぞれ示している。また、aij,b
ijは、幾つかの異なる環境下でセンサ毎にヒータの発熱
量Qinij,内部温度Tinij,受感面温度Tsfij,
ケース外面温度Tbijを計測した結果を回帰して求めら
れた温感センサ2内部の熱貫流率を示している。熱貫流
率aij,bijの検定方法については後述する。The thermal equilibrium inside the temperature sensor 2 is given by the following equation (1). Qinij is the amount of heat generated by the heater
nij is the internal temperature, Tsfij is the sensitive surface temperature, and Tbij is the case outer surface temperature. Also, aij, b
ij is the heat generation amount Qinij of the heater, the internal temperature Tinij, the sensing surface temperature Tsfij, and
The heat transmission coefficient inside the temperature sensor 2 obtained by regressing the result of measuring the case outer surface temperature Tbij is shown. The method of verifying the heat transmission coefficients aij and bij will be described later.
【0032】 Qinij=aij・(Tinij−Tsfij)+bij・(Tinij−Tbij) ・・・(1) また、受感面での熱平衡は、受感面5から外気への熱伝
達と受感面5から温感センサ2内部への熱伝導とを考
え、次式(2)で与えられる。 hij・(Tsfij−Toij)+aij・(Tsfij−Tinij)=0 ・・・(2) これより、複合熱伝達率hij及び作用温度Toijを求め
るため、同一の環境でヒータ3を作動させずに計測する
と、定常状態での熱平衡は式(2)と同様に次式(3)
のようになる。Qinij = aij. (Tinij-Tsfij) + bij. (Tinij-Tbij) (1) Further, the heat balance on the sensing surface is the heat transfer from the sensing surface 5 to the outside air and the sensing surface 5 From the above, heat conduction to the inside of the temperature sensor 2 is given by the following equation (2). hij · (Tsfij−Toij) + aij · (Tsfij−Tinij) = 0 (2) From this, in order to obtain the composite heat transfer coefficient hij and the operating temperature Toij, measurement is performed without operating the heater 3 in the same environment. Then, the thermal equilibrium in the steady state is calculated by the following equation (3) as in equation (2).
become that way.
【0033】 hij・(Tsf′ij−Toij)+aij・(Tsf′ij−Tin′ij)=0 ・・・(3) ここで、熱貫流率aijは予め求めた値を用い、ヒータ3
の加熱状態における受感面温度Tsfij,内部温度Ti
nij及びヒータ3の非加熱状態における受感面温度Ts
f′ij,内部温度Tin′ijを計測する。式(2)と式
(3)とは、複合熱伝達率hij及び作用温度Toijを未
知数とした連立方程式となり、その解は次式(4),
(5)で与えられる。Hij · (Tsf′ij−Toij) + aij · (Tsf′ij−Tin′ij) = 0 (3) Here, the heat transmission coefficient aij uses a value obtained in advance, and the heater 3
Temperature Tsfij and internal temperature Ti in the heating state of
Sensing surface temperature Ts in a non-heated state of nij and heater 3.
f′ij and internal temperature Tin′ij are measured. The equations (2) and (3) are simultaneous equations in which the composite heat transfer coefficient hij and the operating temperature Toij are unknowns, and the solution thereof is the following equation (4),
Given by (5).
【0034】 hij=aij・[(Tinij−Tin′ij)−(Tsfij−Tsf′ij )] /(Tsfij−Tsf′ij) ・・・(4) Toij=(Tsfij・Tin′ij−Tsf′ij・Tinij) /[(Tsfij−Tsf’ij)−(Tinij−Tin’ij )] ・・・(5) ここで、温感センサの熱貫流率aij、bijの検定につい
て説明する。なお、図5に示すように、特性値検定試験
は気温、湿度が任意に制御でき、対流、輻射条件を変更
できる環境試験室で行なうようにしている。この環境試
験室は、温度は10〜40度の範囲で、湿度は30〜9
0%の範囲でそれぞれ制御できるようになっており、ま
た、日射能力は700kcal/(h/m2 )、送風機
能力は0〜5m/sになっている。Hij = aij. [(Tinij-Tin'ij)-(Tsfij-Tsf'ij)] / (Tsfij-Tsf'ij) (4) Toij = (Tsfij.Tin'ij-Tsf'ij) -Tinij) / [(Tsfij-Tsf'ij)-(Tinij-Tin'ij)] ... (5) Here, the test | inspection of the thermal transmittance aij, bij of a temperature sensor is demonstrated. As shown in FIG. 5, the characteristic value verification test is performed in an environmental test room in which the temperature and humidity can be arbitrarily controlled and the convection and radiation conditions can be changed. This environmental test room has a temperature in the range of 10 to 40 degrees and a humidity of 30 to 9 degrees.
It can be controlled in the range of 0%, the solar radiation capacity is 700 kcal / (h / m 2 ), and the blowing function is 0 to 5 m / s.
【0035】熱貫流率aij、bijの検定は、日射無しで
気温と対流の条件を変更し、受感面温度Tsfij,内部
温度Tinij,ケース外面温度Tbij及びヒータの発熱
量Qinijを計測し、この計測値を式(1)に代入し、
回帰によりaij,bijを求める。つまり、図6に示すよ
うに、次式 X=(Tinij−Tsfij)/(Tinij−Tbij), Y=Qinij/(Tinij−Tbij) を用いてX,Yの値を求め、Xの値を横軸に、Yの値を
縦軸にとり各点を結ぶと直線Cになる。この直線Cは式
Y=aij・X+bijで表すことができ、これによってa
ij,bijを求めるようにしている。なお、環境条件が変
化してもaij,bijは定数として扱えることを示してい
る。In the verification of the heat transmission coefficients aij and bij, the temperature and convection conditions are changed without solar radiation, and the sensing surface temperature Tsfij, the internal temperature Tinij, the case outer surface temperature Tbij, and the heating value Qinij of the heater are measured. Substituting the measured value into equation (1),
Aij and bij are obtained by regression. That is, as shown in FIG. 6, the values of X and Y are calculated using the following equations X = (Tinij-Tsfij) / (Tinij-Tbij), Y = Qinij / (Tinij-Tbij) A straight line C is formed by connecting the points with the Y value on the axis and the Y value on the vertical axis. This straight line C can be expressed by the formula Y = aij · X + bij, and a
ij and bij are calculated. Note that aij and bij can be treated as constants even if the environmental conditions change.
【0036】ステップS4では、ステップS3で求めら
れた各温感センサ2毎の複合熱伝達率hijに基づき、温
感マネキン1の所定部位における複合熱伝達率hi を演
算する(所定部位熱伝達率演算工程)とともに、ステッ
プS3で求められた各温感センサ2毎の作用温度Toij
に基づき、温感マネキン1の所定部位における作用温度
Toi を演算する(所定部位作用温度演算工程)。In step S4, a composite heat transfer coefficient hi at a predetermined portion of the temperature sensation manikin 1 is calculated based on the composite heat transfer coefficient hij for each temperature sensor 2 obtained in step S3 (heat transfer coefficient at a predetermined portion). Along with the calculation step), the operating temperature Toij for each temperature sensor 2 obtained in step S3
Based on the above, the working temperature Toi at a predetermined portion of the warm feeling manikin 1 is calculated (predetermined portion working temperature calculation step).
【0037】具体的には、部位毎に平均した複合熱伝達
率hi 及び作用温度Toi は、式(4),(5)で求め
たhij及びToijを用い、部位内のセンサを次式
(6),(7)のように加重平均して求めるようにしてい
る。尚、Ni は部位i のセンサ数、またαij、βijは実
験より得られた重み係数で、検定方法については後述す
る。Specifically, the composite heat transfer coefficient hi and operating temperature Toi averaged for each part are calculated by using hij and Toij obtained by the formulas (4) and (5), and the sensor in the part is expressed by the following formula (6). ), (7), the weighted average is calculated. It should be noted that Ni is the number of sensors in the part i, and αij and βij are weighting factors obtained by experiments, and the verification method will be described later.
【0038】[0038]
【数1】 [Equation 1]
【0039】・・・(6)(6)
【0040】[0040]
【数2】 [Equation 2]
【0041】・・・(7) 以上に示した通り、温感センサの出力値である受感面温
度Tsfij,Tsf′ij,内部温度Tinij,Tin′
ijから式(4),(6)を用い複合熱伝達率hiを、式
(5),(7)を用い作用温度Toi をそれぞれ求めるよ
うにしているのである。(7) As described above, the sensing surface temperatures Tsfij, Tsf'ij and the internal temperatures Tinij, Tin ', which are the output values of the temperature sensor, are indicated.
From ij, the composite heat transfer coefficient hi is calculated using the equations (4) and (6), and the working temperature Toi is calculated using the equations (5) and (7).
【0042】ここで、温感センサの重み係数αij、βij
の検定について説明する。なお、図5に示すように、特
性値検定試験は気温、湿度が任意に制御でき、対流、輻
射条件を変更できる環境試験室で行なうようにしてい
る。重み係数αij、βijの検定は、日射,気温,対流の
条件を変更し、受感面温度Tsfij,Tsf′ij,内部
温度Tinij,Tin′ijを計測し、この計測値を式
(4),(5)に代入して複合熱伝達率hijと作用温度T
oijとを求め、同時にサーマルマネキン101を用い
て、値hT i 、ToT i を求めるようにしている。そし
て、計測値を次式(8),(9)に代入し、各温感セン
サj 毎に、温感マネキン1とサーマルマネキン101と
の相関α′ij及びβ′ijを回帰により求めることとして
いる。なお、添字T は混同を避けるために、サーマルマ
ネキン101で計測した値に付記するようにしている。Here, the weighting factors αij and βij of the temperature sensor
Will be described. As shown in FIG. 5, the characteristic value verification test is performed in an environmental test room in which the temperature and humidity can be arbitrarily controlled and the convection and radiation conditions can be changed. The test of the weighting factors αij and βij is performed by changing the conditions of solar radiation, air temperature, and convection, measuring the sensitive surface temperatures Tsfij, Tsf'ij, and the internal temperatures Tinij, Tin'ij, and calculating the measured values by equation (4), Substituting in (5), composite heat transfer coefficient hij and working temperature T
oij and at the same time, the values h T i and To T i are calculated by using the thermal manikin 101. Then, by substituting the measured values into the following equations (8) and (9), the correlation α′ij and β′ij between the thermal sensation manikin 1 and the thermal sensation manikin 101 is obtained by regression for each thermal sensation sensor j. There is. Note that the subscript T is added to the value measured by the thermal manikin 101 in order to avoid confusion.
【0043】 hT i =α′ij・hij ・・・(8) ToT i =β′ij・Toij ・・・(9) つまり、図7(a)に示すように、複合熱伝達率hijを
横軸に、サーマルマネキン101を用いて計測した複合
熱伝達率hT i を縦軸にとり各点を結ぶと直線Dにな
る。この直線Dは上式(8)で表すことができ、これに
よってα′ijを求めるようにしている。また、図7
(b)に示すように、作用温度Toijを横軸に、サーマ
ルマネキン101を用いて計測した作用温度ToT i を
縦軸にとり各点を結ぶと直線Eになる。この直線Eは上
式(9)で表すことができ、これによってβ′ijを求め
るようにしている。H T i = α′ij · hij (8) To T i = β′ij · Toij (9) That is, as shown in FIG. 7A, the composite heat transfer coefficient hij Is the horizontal axis, and the composite heat transfer coefficient h T i measured using the thermal manikin 101 is the vertical axis. This straight line D can be expressed by the above equation (8), and α′ij is obtained by this. FIG.
(B), the horizontal axis to effect temperature Toij, a straight line E when connecting the points placed vertically operating temperature the To T i measured using a thermal manikin 101. This straight line E can be expressed by the above equation (9), and β′ij is obtained by this.
【0044】さらに、α′ij・hijやβ′ij・Toijを
各部位i 内で平均した値も、hT i、ToT i と一致す
るので、温感センサ2の重み係数αij、βijは次式(1
0),(11)より求めるようにしている。 αij=α′ij/Ni ・・・(10) βij=β′ij/Ni ・・・(11) ステップS5では、ステップS4で求められた所定部位
における複合熱伝達率hi に基づき、着衣熱透過効率F
cli を演算する(熱透過効率演算工程)。Further, the average values of α′ij · hij and β′ij · Toij within each part i also match h T i and To T i, so the weighting factors α ij and β ij of the temperature sensor 2 are The following formula (1
0) and (11) are used. αij = α'ij / Ni (10) βij = β'ij / Ni (11) In step S5, the clothing heat transmission is performed based on the composite heat transfer coefficient hi in the predetermined portion obtained in step S4. Efficiency F
Calculate cli (heat transmission efficiency calculation step).
【0045】本温熱環境計測方法では、着衣熱透過効率
Fcli は、着衣熱透過効率Fcli は実測しないで、
モデル式により推定するようにしている。つまり、衣服
の着せ方という人的な不確定要素によるバラツキを排除
するため、着衣熱透過効率Fcli を近似式により推定
するようにしている。これは、着衣熱透過効率Fcli
を計測する場合、皮膚〜衣服間の空気層やしわのでき方
等の影響で、同じ環境条件、同じ衣服の場合でも異なる
値を示すことが考えられるからである。In this thermal environment measuring method, the clothing heat transmission efficiency Fcli is not measured, but the clothing heat transmission efficiency Fcli is not measured.
The model formula is used for estimation. That is, in order to eliminate variations due to human uncertainties such as how to wear clothes, the clothing heat transmission efficiency Fcli is estimated by an approximate expression. This is the clothing heat transmission efficiency Fcli
This is because it is possible to measure different values even under the same environmental conditions and the same clothes due to the influence of the air layer between the skin and the clothes and how wrinkles are formed.
【0046】具体的には、着衣熱透過効率Fcli は、
着衣時と裸体時の複合熱伝達率hiが等価であると見な
してモデル化し、着衣によって生じた熱抵抗の分だけ複
合熱伝達率hi を補正するようにしている。ここで、複
合熱伝達率hi は、対流熱伝達率hci と輻射熱伝達率
hri とから次式(12)のような関係として表すこと
ができる。Specifically, the clothing heat transmission efficiency Fcli is
The composite heat transfer coefficient hi when wearing clothes and that when wearing a naked body are considered to be equivalent, and modeling is performed, and the composite heat transfer coefficient hi is corrected by the amount of heat resistance caused by clothes. Here, the composite heat transfer coefficient hi can be expressed by the following equation (12) from the convective heat transfer coefficient hci and the radiant heat transfer coefficient hri.
【0047】 hi =hci +hri ・・・(12) これを、次式(13)のように対流熱伝達率hci と輻
射熱伝達率hri に対して、異なる熱透過率Fcli ,
Fclri で補正するようにしている。 Fcli ・hi =Fcli ・hci +Fclri ・hri ・・・(13) これは、実際には衣服表面のひだの凹凸による剥離等に
より対流熱伝達率hci が裸体の場合と異なるため、対
流熱伝達率hci と輻射熱伝達率hri との重み付けは
必ずしも同じにならないと考えられるからである。Hi = hci + hri (12) This is different from the convective heat transfer coefficient hci and the radiant heat transfer coefficient hri as shown in the following expression (13), and different heat transfer rates Fcli,
The correction is made with Fclri. Fcl i · hi = Fc l i · h c i + F c r r i · h r i (13) This is because the convective heat transfer coefficient h c i is different from that of the naked body due to peeling due to the unevenness of the folds on the clothes surface. This is because it is considered that the weighting of the radiant heat transfer coefficient hri is not necessarily the same.
【0048】さらに、式(12)より、式(13)は次
式(14)のように変形することができる。 Fcli =(Fclri −Fclci )・hri /hi +Fcli ・・・(14) ここで、熱透過率Fcli ,Fclri は衣服の形状や
材質の特性を反映した定数と考えると、輻射熱伝達率h
ri も定数とみなせるため、式(14)は複合熱伝達率
hi を変数と見なし、次式(15)のように表すことが
できる。Further, from the equation (12), the equation (13) can be transformed into the following equation (14). Fcli = (Fclri-Fclci) .hri / hi + Fcli (14) Here, considering that the heat transmittances Fcli and Fclri are constants that reflect the characteristics of the shape and material of the clothes, the radiation heat transfer rate h
Since r i can also be regarded as a constant, formula (14) can be expressed as the following formula (15) by regarding the composite heat transfer coefficient hi as a variable.
【0049】 Fcli =γi /hi +δi ・・・(15) ただし、γi =(Fclri −Fclci )・hri =
const.、δi =Fclci =const.。 本温熱環境計測方法では、予め代表的な衣服を着けたサ
ーマルマネキン101を用いて比例定数γi ,δi を求
めておき、式(6)で求めた複合熱伝達率hiを式(1
5)に代入し、着衣熱透過効率Fcli を推定するよう
にしている。Fcli = γi / hi + δi (15) where γi = (Fclri-Fclci) · hri =
const. , .Delta.i = Fclci = const. . In the present thermal environment measuring method, the proportional constants γi and δi are obtained in advance using the thermal mannequin 101 wearing typical clothes, and the composite heat transfer coefficient hi obtained by the equation (6) is obtained by the equation (1
Substituting in 5), the clothing heat transmission efficiency Fcl i is estimated.
【0050】ここで、着衣効果特性係数γi ,δi の検
定について説明する。図5に示すように、特性値検定試
験は気温,湿度が任意に制御でき、対流,輻射条件を変
更できる環境試験室で行なうようにしている。着衣効果
特性係数γi ,δi の検定は、代表的な衣服を着けたサ
ーマルマネキン101を用い、対流条件を変更して部位
i のhT i とFclT i を計測し、計測値を式(15)
に代入して回帰によりγi 、δi を求めるようにしてい
る。Here, the test of the clothing effect characteristic coefficients γi and δi will be described. As shown in FIG. 5, the characteristic value verification test is performed in an environmental test room in which the temperature and humidity can be arbitrarily controlled and the convection and radiation conditions can be changed. To test the clothing effect characteristic coefficients γi and δi, the thermal mannequin 101 with typical clothes was used, and the convection conditions were changed to determine the site.
The i of h T i and Fcl T i is measured, the measured value equation (15)
Γi and δi by substituting into
【0051】つまり、図8に示すように、複合熱伝達率
hi を横軸に、着衣熱透過効率Fcliを縦軸にとり各
点を結ぶと曲線Fになる。この曲線Fは式Fcli =
(γi/hi )+δi として表すことができ、これによ
ってγi ,δi を求めるようにしている。なお、複合熱
伝達率hi の最小値を示すデータは自然対流下で計測さ
れている。実際には、式(15)の関係は実線の範囲で
成立している。That is, as shown in FIG. 8, a curve F is obtained by connecting the respective points with the composite heat transfer coefficient hi on the horizontal axis and the clothing heat transmission efficiency Fcli on the vertical axis. This curve F has the formula Fcl i =
It can be expressed as (γi / hi) + δi, and γi and δi are obtained by this. The data showing the minimum value of the composite heat transfer coefficient hi is measured under natural convection. Actually, the relation of the expression (15) is established within the range of the solid line.
【0052】ステップS6では、車室内の代表位置での
空気温度(車室内温度)Taと相対湿度RHを計測す
る。ここでは、車室内の絶対湿度はほぼ均一であるとみ
なしている。ステップS7では、人体熱平衡シミュレー
ションを行なう。つまり、上述したようにして算出され
た複合熱伝達率hi ,作用温度Toi ,着衣熱透過効率
Fcli を、以下に示すような人体〜環境間の熱平衡方
程式に代入することによって、体表温度Tsk,体表の
濡れ率Wetを算出するようにしている。In step S6, the air temperature (vehicle compartment temperature) Ta and the relative humidity RH at a representative position in the vehicle compartment are measured. Here, it is assumed that the absolute humidity in the vehicle compartment is almost uniform. In step S7, a human body heat balance simulation is performed. That is, by substituting the composite heat transfer coefficient hi, the working temperature Toi, and the clothing heat transmission efficiency Fcli calculated as described above into the heat balance equation between the human body and the environment as shown below, the body surface temperature Tsk, The wetting rate Wet of the body surface is calculated.
【0053】ここで、人体全体の熱平衡は、人体内部の
蓄熱量(S),代謝量(M),対流伝熱量(C),輻射
伝熱量(R),発汗による放熱量(Esw),呼吸によ
る放熱量(Eres)を用い次式(16)で与えられ
る。なお、S=0となる状態が熱的に平衡な状態を表す
ことになる。 S=M−( C+R+Esw+Eres) ・・・(16) 図9は熱平衡モデルを示すものである。ここでは、Ga
ggeのモデルをベースに、人体〜環境間の熱平衡を表
す外部モデル、人体内部の熱輸送を表す内部モデル、人
体の体温調節を表す体温調節モデルに分けて考えるよう
にしている。Here, the heat balance of the whole human body is as follows: heat storage amount (S) inside the human body, metabolic amount (M), convective heat transfer amount (C), radiant heat transfer amount (R), heat release amount due to sweating (Esw), respiration It is given by the following equation (16) using the heat radiation amount (Eres) by The state where S = 0 represents a thermally equilibrium state. S = M- (C + R + Esw + Eres) (16) FIG. 9 shows a thermal equilibrium model. Here, Ga
Based on the gge model, an external model representing the heat balance between the human body and the environment, an internal model representing the heat transfer inside the human body, and a body temperature regulation model representing the body temperature regulation of the human body are considered.
【0054】外部モデルは、次のようにモデル化する。
ここで、hcは対流熱伝達率,Paは大気の飽和水蒸気
圧,RHは大気の相対湿度,Fpclは着衣透湿効率,
Plungは肺の飽和水蒸気圧である。 C+R=Fcl・h・(Tsk−To) ・・・(17) Esw=Fpcl・{2.2・hc・(0.06+0.94・Wet) ・(Psk−RH・Pa)} ・・・(18) Eres=M・{0.0023・(Plung−RH・Pa)} ・・・(19) 内部モデルは、体内蓄熱量を体表(Ssk)と体核(S
cr)の2層に分け、各層内の熱移動は熱伝導と血流に
よる伝熱に分けてモデル化している。ここで、Tcrは
体核温度、Kminは体内の熱貫流率、Cblは血流の
比熱、Vblは血流量を表す。The external model is modeled as follows.
Here, hc is the convective heat transfer coefficient, Pa is the saturated vapor pressure of the atmosphere, RH is the relative humidity of the atmosphere, Fpcl is the moisture permeability of clothes,
Plung is the saturated vapor pressure of the lungs. C + R = Fcl · h · (Tsk−To) (17) Esw = Fpcl · {2.2 · hc · (0.06 + 0.94 · Wet) · (Psk−RH · Pa)} ・ ・ ・ ( 18) Eres = M · {0.0023 · (Plang-RH · Pa)} (19) The internal model calculates the amount of heat stored in the body by the body surface (Ssk) and the body nucleus (S).
The heat transfer in each layer is modeled separately by heat conduction and heat transfer by blood flow. Here, Tcr is the body core temperature, Kmin is the heat transmission coefficient in the body, Cbl is the specific heat of the blood flow, and Vbl is the blood flow rate.
【0055】 S=Ssk+Scr ・・・(20) Ssk=Kmin・(Tcr−Tsk) +Cbl・Vbl・(Tcr−Tsk) −(C+R+Esw) ・・・(21) Scr=M−Eres−〔Kmin・(Tcr−Tsk) +Cbl・Vbl・(Tcr−Tsk)〕 ・・・(22) つまり、式(21)は、体核から体表への移動熱量と体
表から環境への放熱量のバランスを表し、式(22)
は、代謝量と呼吸による放熱量と体核から体表への移動
熱量のバランスを表している。S = Ssk + Scr (20) Ssk = Kmin. (Tcr-Tsk) + Cbl.Vbl. (Tcr-Tsk)-(C + R + Esw) (21) Scr = M-Eres- [Kmin. ( Tcr-Tsk) + Cbl · Vbl · (Tcr-Tsk)] (22) That is, the expression (21) represents the balance between the amount of heat transferred from the body nucleus to the body surface and the amount of heat released from the body surface to the environment. , Formula (22)
Represents the balance between the amount of metabolism, the amount of heat released by respiration, and the amount of heat transferred from the body nucleus to the body surface.
【0056】体温調節モデルでは、血流量Vbl,発汗
量Gsw,代謝量Mのそれぞれの調節は、DskとDc
rの関数として、以下に示すようにモデル化している。
ここで、Dsk=Tsk−34.1,Dcr=Tsk−
36.6としており、制御目標値との偏差を表してい
る。 Vbl=(6.3+75.0・Dcr)/(1.0−0.5・Dsk) ・・・(23) Gsw=k・250.0・Dcr+100・Dcr・Dsk(k=0or1) ・・・(24) M=Mb+(60.0・Dsk・Dcr)/(0.86・As) ・・・(25) ここで、Mbは基礎代謝量、Asは体表面積を表す。In the body temperature regulation model, the blood flow rate Vbl, the sweating rate Gsw, and the metabolic rate M are regulated by Dsk and Dc.
It is modeled as a function of r as shown below.
Here, Dsk = Tsk−34.1, Dcr = Tsk−
36.6, which represents the deviation from the control target value. Vbl = (6.3 + 75.0.Dcr) / (1.0-0.5.Dsk) ... (23) Gsw = k.250.0.Dcr + 100.Dcr.Dsk (k = 0or1) ... (24) M = Mb + (60.0 * Dsk * Dcr) / (0.86 * As) ... (25) Here, Mb represents a basal metabolic rate and As represents a body surface area.
【0057】尚、濡れ率Wetは発汗量GswとDsk
とを用いて、以下のように与えられる。 Wet={0.7・Gsw・2.0Dsk/3 } /{2.2・hc・(Psk−RH・Pa)} ・・・(26) 上記(16)〜(26)式を解いて体表温度Tsk,濡
れ率Wetを求めることができる。The wetting rate Wet is the perspiration amount Gsw and Dsk.
Using and, it is given by Wet = {0.7 · Gsw · 2.0 Dsk / 3 } / {2.2 · hc · (Psk−RH · Pa)} (26) Solving the above equations (16) to (26) The body surface temperature Tsk and the wetting rate Wet can be obtained.
【0058】ステップS8では、温熱快適性評価指標S
ET* を算出する。つまり、上述のようにして算出され
た体表温度Tsk,濡れ率Wetを、以下の式(2
7),(28)に代入して、SET* を算出するように
している。任意環境下での、皮膚からの放熱量(Q)は
次式(27)で得られる。 Q=C+R+Esw =Fcl・h(Tsk−To) +Fpcl・[2.2・hc・(0.06 +0.94・Wet)(Psk−RH・Pa)] ・・・(27) SET* は、Qを標準環境下(日射無,風速0.1m/
s,湿度50%,着衣率0.6clo)に換算した空気
温度として次式(28)より与えられる。なお、Pse
tは気温SET* 時の飽和水蒸気圧を、Fcls,h
s,Fpcls,hcsはそれぞれ標準環境下のFc
l,h,Fpcl,hcを示している。In step S8, the thermal comfort evaluation index S
Calculate ET * . That is, the body surface temperature Tsk and the wetting rate Wet calculated as described above are calculated by the following equation (2)
Substituting into 7) and (28), SET * is calculated. The heat radiation amount (Q) from the skin under an arbitrary environment is obtained by the following equation (27). Q = C + R + Esw = Fcl.h (Tsk-To) + Fpcl. [2.2.hc. (0.06 + 0.94.Wet) (Psk-RH.Pa)] (27) SET * is Q under standard environment. (No solar radiation, wind speed 0.1m /
s, humidity 50%, clothing rate 0.6 clo) is given by the following equation (28) as an air temperature. In addition, Pse
t is the saturated vapor pressure at the time of temperature SET * , Fcls, h
s, Fpcls, and hcs are Fc under the standard environment, respectively.
1, h, Fpcl, and hc are shown.
【0059】 Q=Fcls・hs(Tsk−SET* ) +Fpcls・[2.2・hcs・(0.06+0.94・Wet)(Psk-0.5・Pset)] ・・・(28) 本温熱環境計測方法では、温感マネキン1の部位毎の伝
熱特性が全身の伝熱特性の平均値であると想定した、W
yonらが提唱したEHT(等価均一温度)と同様の考
えに基づき、温感マネキン1の部位毎の各計測値、算出
値を式(27),(28)に代入し、温感マネキン1の部
位毎のSET* を求めるようにしている。Q = Fcls · hs (Tsk-SET * ) + Fpcls · [2.2 · hcs · (0.06 + 0.94 · Wet) (Psk-0.5 · Pset)] (28) In this thermal environment measuring method, Assuming that the heat transfer characteristics of each part of the warm feeling mannequin 1 are the average values of the heat transfer characteristics of the whole body, W
Based on the same idea as EHT (equivalent uniform temperature) proposed by yon et al., each measured value and calculated value for each part of the temperature sensation mannequin 1 are substituted into the equations (27) and (28) to calculate the temperature sensation mannequin 1 I try to find the SET * for each part.
【0060】このようにして行なわれる本温熱環境計測
方法によれば、サーマルマネキン法によりも簡便に人体
〜環境間の伝熱特性を計測できるという利点がある。つ
まり、サーマルマネキン法において行なわれる予備試験
を行なう必要がなく、対象環境下における本試験のみ行
なえば足りるため、計測法を簡素化することができ、人
体各部位毎の熱伝達率hi 及び作用温度Toi を簡便
に、かつ効率的に求めることができるという利点があ
る。According to the present thermal environment measuring method performed as described above, there is an advantage that the heat transfer characteristics between the human body and the environment can be easily measured even by the thermal mannequin method. In other words, it is not necessary to perform a preliminary test performed in the thermal mannequin method, and only the main test under the target environment is required, so that the measurement method can be simplified, and the heat transfer coefficient hi and the working temperature for each part of the human body can be simplified. There is an advantage that Toi can be obtained easily and efficiently.
【0061】また、複数のヒータ付き温感センサ2を使
用するので、温感センサ2の熱容量が小さく、熱平衡に
達する時間が短くなり、計測時間を大幅に短縮できると
いう利点がある。また、複数の温感センサ2毎に求めた
熱伝達率hij及び作用温度Toijに基づき所定部位の熱
伝達率hi 及び作用温度Toi を求めるようにしている
ので、所定部位における熱伝達率hi 及び作用温度To
i を簡便に演算できるとともに、計測精度を十分に確保
することができるという利点がある。Since a plurality of heater-equipped temperature sensors 2 are used, there is an advantage that the heat sensor 2 has a small heat capacity, the time to reach thermal equilibrium is shortened, and the measurement time can be greatly shortened. Further, since the heat transfer coefficient hi and the working temperature Toi of the predetermined portion are calculated based on the heat transfer coefficient hij and the working temperature Toij calculated for each of the plurality of temperature sensors 2, the heat transfer coefficient hi and the working temperature of the predetermined portion are calculated. Temperature To
There is an advantage that i can be calculated easily and sufficient measurement accuracy can be ensured.
【0062】さらに、温感マネキン1は人体の形状さえ
再現できればいいため、その製造が容易であるという利
点がある。その上、簡易的に着衣効果を求める近似式を
導出したため、所定部位における着衣熱透過効率Fcl
i を簡便に演算でき、計測効率が向上するという利点が
ある。Furthermore, the warm feeling mannequin 1 has an advantage that it is easy to manufacture since it only needs to reproduce the shape of the human body. Moreover, since an approximate expression for simply calculating the clothing effect is derived, the clothing heat transmission efficiency Fcl at a predetermined portion is calculated.
There is an advantage that i can be easily calculated and the measurement efficiency is improved.
【0063】また、データ収集装置があれば計測できる
ため、簡素な装置において容易に計測を行なえるという
利点がある。また、本温熱環境計測方法によればSET
* の算出は、以下の〜に示すようにして行なわれ
る。 対象環境にさらされた車室内に温感マネキンをセット
する。Further, since there is a data collecting device, it is possible to carry out the measurement, so that there is an advantage that the measurement can be easily performed with a simple device. Moreover, according to the present thermal environment measuring method, SET
Calculation of * is performed as shown in the following items. A warm mannequin is set in the passenger compartment exposed to the target environment.
【0064】ヒータ加熱、非加熱でTsfij,Tin
ij,Tsf′ij,Tin′ijを計測する。この時、代表
位置でTa,RHを計測する。 計測値と、式(4)〜(7)を用い、hi ,Toi を
算出する。 hi と式(15)を用いFcli を算出する。 計測値を式(16)〜(26)に代入し、Tski ,
Weti を算出する。Tsfij, Tin with and without heater heating
ij, Tsf'ij, Tin'ij are measured. At this time, Ta and RH are measured at the representative position. Hi and Toi are calculated using the measured values and the equations (4) to (7). Fci is calculated using hi and equation (15). Substituting the measured values into equations (16) to (26), Tski,
Calculate Weti.
【0065】求めた値を式(27),(28)式に代入
しSET* i を算出する。 このようなにして行なわれる本温熱環境計測方法によれ
ば、のプロセスの完了後、〜のプロセスでSET
* を算出するのに要する時間は1ケースにつき30分程
度であり、サーマルマネキン法に比べ1/5以下の時間
に短縮することができるため、温熱快適性の評価を効率
的に行なうことができるようになる。The calculated value is substituted into the equations (27) and (28) to calculate SET * i. According to the present thermal environment measuring method performed as described above, after completion of the process of
The time required to calculate * is about 30 minutes per case, which can be shortened to less than 1/5 of the time required by the thermal mannequin method, so that thermal comfort can be efficiently evaluated. Like
【0066】この点について、以下の表2に基づいて説
明する。This point will be described with reference to Table 2 below.
【0067】[0067]
【表2】 [Table 2]
【0068】この表2に示すように、温感マネキン法に
よれば、マネキンの内部温度を一定に制御する必要がな
いため、サーマルマネキン法で必要とされるソーク時間
は不要である。また、計測時間が短く、試験効率を考慮
する必要がないため、予備試験も不要である。また、対
象環境下において、熱伝達率hi ,作用温度Toi ,着
衣熱透過効率Fcli を求めるべく本試験が行なわれ
る。この本試験の計測回数としては、1条件につき2回
としている。これは、上述したように、熱伝達率hij,
作用温度Toijを求めるのに、加熱状態と非加熱状態に
おいて温度の計測を行なう必要があるからである。As shown in Table 2, according to the warming mannequin method, since it is not necessary to control the internal temperature of the mannequin to be constant, the soak time required in the thermal mannequin method is unnecessary. Further, since the measurement time is short and it is not necessary to consider the test efficiency, no preliminary test is required. Further, under the target environment, this test is conducted to obtain the heat transfer coefficient hi, the working temperature Toi, and the clothing heat transmission efficiency Fcli. The number of times of measurement of this main test is set to 2 times per one condition. This is due to the heat transfer coefficient hij,
This is because it is necessary to measure the temperature in the heated state and the non-heated state in order to obtain the operating temperature Toij.
【0069】また、計測時間は約5分としている。これ
は、ヒータ発熱量を電力量として求めているからであ
り、データを平均化するためのサンプルを取るためであ
る。また、計測間隔は約15分としている。これは、ヒ
ータ3を加熱して温度が安定するまでに15分程度かか
るからである。したがって、温感マネキン法によれば、
1条件の試験を合計25分程度で行なうことができ、サ
ーマルマネキン法と比べて大幅に試験時間を短縮できる
ことがわかる。また、温感マネキン法では予備試験を行
なう必要がないため、サーマルマネキン法と比べて計測
工数を大幅に減らすことができるということがわかる。The measurement time is about 5 minutes. This is because the heating value of the heater is calculated as the amount of electric power, and a sample for averaging the data is taken. The measurement interval is about 15 minutes. This is because it takes about 15 minutes to heat the heater 3 and stabilize the temperature. Therefore, according to the warm feeling mannequin method,
It can be seen that the test under one condition can be conducted in about 25 minutes in total, and the test time can be significantly shortened as compared with the thermal mannequin method. Further, it can be seen that the warm mannequin method does not require a preliminary test, and thus the number of measurement steps can be significantly reduced as compared with the thermal mannequin method.
【0070】このようにして算出されたSET* の精度
について検討すると、図10(a)〜(d)は温感マネ
キンを用いて計測したSET* とサーマルマネキンを用
いて計測したSET* とを比較して説明するためのもの
である。図10(a),(b)は主流風速0.0m/s
の場合、即ち、殆ど風がない自然対流条件の場合を、図
10(c),(d)は主流風速3.0m/sの場合、即
ち、空調風が強い強制対流条件の場合をそれぞれ示して
いる。When the accuracy of SET * calculated in this way is examined, FIGS. 10 (a) to 10 (d) show SET * measured using a thermal mannequin and SET * measured using a thermal mannequin. This is for comparison and explanation. 10 (a) and 10 (b) show the mainstream wind velocity of 0.0 m / s.
10C, that is, the case of natural convection with almost no wind, and FIGS. 10C and 10D show the case of mainstream wind speed of 3.0 m / s, that is, the case of forced convection with strong conditioned air. ing.
【0071】また、図10(a)〜(d)中、横軸はS
ET* を示しており、縦軸はマネキンの部位を示してい
る。また、線Aは温感マネキン1の場合を、線Bはサー
マルマネキンの場合をそれぞれ示している。ここでは、
マネキンを頭(Head),胸(Chest),腰(H
ip),二の腕(U.Arm),腕(F.Arm),も
も(Thigh),足(Leg)に分割している。In FIGS. 10A to 10D, the horizontal axis is S.
ET * is shown, and the vertical axis shows the site of the mannequin. Line A shows the case of the warm mannequin 1 and line B shows the case of the thermal mannequin. here,
Mannequin head (Head), chest (Chest), waist (H
ip), the upper arm (U. Arm), the arm (F. Arm), the thigh (Thhigh), and the leg (Leg).
【0072】なお、試験の環境条件としては、温度24
度,湿度50%,日射無,夏用着衣(半袖作業着)とし
ている。これによると、偏差は±2°C以内であり、自
然対流下においても強制対流下においてもほぼ一致した
結果を示している。SET* と温熱快適性の関係(例え
ば、AHSRAEのデータであるSET* と快適性申告
の関係)から、理想的なSET* ±2°C以内であれば
75%以上の人が快適と感じる環境であるため、開発試
験に適用するには十分な精度であると考えられる。The environmental condition of the test is that the temperature is 24
Degree, humidity 50%, no sunlight, summer clothes (short-sleeved work clothes). According to this, the deviation is within ± 2 ° C, which shows that the results are almost the same under both natural convection and forced convection. From the relationship between SET * and thermal comfort (for example, the relationship between SET * which is AHSRAE data and comfort declaration), an environment where more than 75% of people feel comfortable within the ideal SET * ± 2 ° C Therefore, it is considered to have sufficient accuracy to be applied to the development test.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の温熱環境計測方法によれば、計測法を簡素化する
ことができ、熱伝達率及び作用温度を簡便に、かつ効率
的に求めることができるという利点がある。また、複数
のヒータ付き温感センサを使用するので、熱平衡に達す
る時間が短くなり計測時間を大幅に短縮できるという利
点がある。また、複数の温感センサ毎に求めた熱伝達率
及び作用温度に基づき、所定部位の熱伝達率及び作用温
度を求めるようにしているので、計測精度を十分に確保
することができるという利点もある。As described in detail above, according to the thermal environment measuring method of the present invention as defined in claim 1, the measuring method can be simplified, and the heat transfer coefficient and the working temperature can be simply and efficiently measured. There is an advantage that it can be obtained. Further, since a plurality of temperature sensors with heaters are used, there is an advantage that the time to reach thermal equilibrium is shortened and the measurement time can be shortened significantly. Further, since the heat transfer coefficient and the working temperature of a predetermined portion are calculated based on the heat transfer coefficient and the working temperature calculated for each of the plurality of temperature sensors, there is an advantage that sufficient measurement accuracy can be ensured. is there.
【0074】請求項2記載の本発明の温熱環境計測方法
によれば、熱容量が小さく、熱平衡に達する時間が短い
ため、計測時間の短縮に大きく寄与できるという利点も
ある。請求項3記載の本発明の温熱環境計測方法によれ
ば、各センサ毎の熱伝達率及び作用温度を簡便に演算で
きるという利点もある。According to the thermal environment measuring method of the present invention as set forth in claim 2, since the heat capacity is small and the time to reach thermal equilibrium is short, there is also an advantage that it can greatly contribute to the shortening of the measuring time. According to the thermal environment measuring method of the present invention described in claim 3, there is also an advantage that the heat transfer coefficient and the working temperature of each sensor can be easily calculated.
【0075】請求項4記載の本発明の温熱環境計測方法
によれば、所定部位における熱伝達率及び作用温度を簡
便に演算できるという利点もある。請求項5記載の本発
明の温熱環境計測方法によれば、着衣の熱透過効率を演
算により求めることができるので、計測効率が向上する
という利点もある。請求項6記載の本発明の温熱環境計
測方法によれば、所定部位における着衣の熱透過効率を
簡便に演算できるという利点もある。According to the thermal environment measuring method of the present invention as defined in claim 4, there is also an advantage that the heat transfer coefficient and the working temperature at a predetermined portion can be easily calculated. According to the thermal environment measuring method of the present invention as set forth in claim 5, the heat transmission efficiency of clothing can be obtained by calculation, and therefore, there is also an advantage that the measurement efficiency is improved. According to the thermal environment measuring method of the present invention as set forth in claim 6, there is also an advantage that the heat transmission efficiency of clothes in a predetermined portion can be easily calculated.
【図1】本発明の一実施形態における温熱環境計測方法
の計測、計算手順を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a measurement and calculation procedure of a thermal environment measurement method according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態における温熱環境計測方法
の計測方法を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a measuring method of a thermal environment measuring method according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態において使用する温感セン
サを示す図であって、(a)はその斜視図であり、
(b)はその側断面図である。FIG. 3 is a diagram showing a temperature sensor used in an embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view thereof,
(B) is a side sectional view thereof.
【図4】本発明の一実施形態において使用する温感セン
サの伝熱モデルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a heat transfer model of a temperature sensor used in an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態における温感マネキン特性
値の検定試験を行なう環境試験室を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an environmental test room for carrying out a verification test of the temperature sensation mannequin characteristic value in one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態における温感センサの熱貫
流率aij,bijを求めるための図である。FIG. 6 is a diagram for obtaining heat transmission coefficients aij and bij of the temperature sensor according to the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施形態における温感マネキンとサ
ーマルマネキンとの相関を求めるための図であり、
(a)は相関α′ijを、(b)は相関β′ijを求めるた
めの図である。FIG. 7 is a diagram for obtaining a correlation between a warming mannequin and a thermal mannequin in one embodiment of the present invention,
(A) is a diagram for obtaining the correlation α'ij, and (b) is a diagram for obtaining the correlation β'ij.
【図8】本発明の一実施形態における着衣効果特性係数
γi ,δi を求めるための図である。FIG. 8 is a diagram for obtaining clothing effect characteristic coefficients γi and δi in one embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施形態において使用する熱平衡モ
デルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a thermal equilibrium model used in an embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施形態における温感マネキンを
用いて計測した温熱快適性評価指標(SET* )とサー
マルマネキンを用いて計測した温熱快適性評価指標(S
ET* )を比較するための図であって、(a),(b)
は主流風速が0.0m/sの場合を、(c),(d)は
主流風速が3.0m/sの場合をそれぞれ示している。FIG. 10 is a thermal comfort evaluation index (SET * ) measured using a thermal mannequin and a thermal comfort evaluation index (S measured using a thermal manikin according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for comparing ET * ), which includes (a) and (b).
Shows the case where the mainstream wind speed is 0.0 m / s, and (c) and (d) show the case where the mainstream wind speed is 3.0 m / s.
【図11】従来のサーマルマネキン法を説明するための
図であって、(a)はサーマルマネキン法による実験に
使用される装置を示す模式図であり、(b)はサーマル
マネキンの断面を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional thermal mannequin method, (a) is a schematic diagram showing an apparatus used for an experiment by the thermal mannequin method, and (b) is a schematic sectional view of the thermal mannequin. FIG.
1 温感マネキン(マネキン) 1a 温感マネキンのボディ 2 温感センサ 3 ヒータ 4 ケース(断熱材製のケース) 5 受感面 6 熱電対 7 ヒータ線 8 データロガー 9 計測,解析用パソコン 10 空調装置 11 日射装置 12 送風機 101 サーマルマネキン 102 制御装置 103 ヒータ 1 Thermal sensation mannequin (mannequin) 1a Thermal sensation mannequin body 2 Thermal sensation sensor 3 Heater 4 Case (case made of heat insulating material) 5 Sensing surface 6 Thermocouple 7 Heater wire 8 Data logger 9 PC for measurement and analysis 10 Air conditioner 11 Solar radiation device 12 Blower 101 Thermal mannequin 102 Control device 103 Heater
Claims (6)
温度と表面温度とを計測可能に構成された複数の温感セ
ンサをマネキンの所定部位に埋設し、上記マネキンの上
記所定部位における温熱環境を計測する温熱環境計測方
法であって、 非加熱状態における表面温度と内部温度とを上記各温感
センサ毎に計測する非加熱時環境計測工程と、 加熱状態における表面温度と内部温度とを上記各温感セ
ンサ毎に計測する加熱時環境計測工程と、 上記各温感センサ毎に計測した非加熱状態における表面
温度及び内部温度と加熱状態における表面温度及び内部
温度とに基づき各温感センサ毎の熱伝達率を演算するセ
ンサ熱伝達率演算工程と、 上記各温感センサ毎に計測した非加熱状態における表面
温度及び内部温度と加熱状態における表面温度及び内部
温度とに基づき各温感センサ毎の作用温度を演算するセ
ンサ作用温度演算工程と、 上記マネキンの上記所定部位における熱伝達率を上記各
温感センサ毎の熱伝達率に基づき演算する所定部位熱伝
達率演算工程と、 上記マネキンの上記所定部位における作用温度を上記各
温感センサ毎の作用温度に基づき演算する所定部位作用
温度演算工程と、を有することを特徴とする、温熱環境
計測方法。1. A plurality of temperature sensation sensors which can be heated by a built-in heater and which are capable of measuring an internal temperature and a surface temperature are embedded in a predetermined portion of a mannequin, and a thermal environment in the predetermined portion of the mannequin is set. A thermal environment measuring method for measuring, comprising a non-heating environment measuring step of measuring a surface temperature and an internal temperature in a non-heating state for each of the temperature sensors, and a surface temperature and an internal temperature in a heating state as described above. An environment measurement process at the time of heating for each temperature sensor, and for each temperature sensor based on the surface temperature and internal temperature in the non-heated state and the surface temperature and internal temperature in the heated state measured for each temperature sensor Sensor heat transfer coefficient calculation step for calculating heat transfer coefficient, and surface temperature and internal temperature in non-heated state and surface temperature and internal A sensor working temperature calculation step for calculating a working temperature for each temperature sensor based on the temperature, and a predetermined part heat for calculating a heat transfer coefficient at the predetermined part of the mannequin based on the heat transfer coefficient for each temperature sensor. A thermal environment measuring method, comprising: a transmissibility calculating step; and a predetermined part operating temperature calculating step for calculating an operating temperature at the predetermined part of the mannequin based on the operating temperature of each of the temperature sensors.
納されていることを特徴とする、請求項1記載の温熱環
境計測方法。2. The thermal environment measuring method according to claim 1, wherein the temperature sensor is housed in a case made of a heat insulating material.
加熱状態における表面温度Tsfij及び内部温度Tin
ij、非加熱状態における表面温度Tsf′ij及び内部温
度Tin′ijに関する次式 hij=aij・[(Tinij−Tin′ij)−(Tsfij−
Tsf′ij )]/(Tsfij−Tsf′ij) に基づき演算されるとともに、 上記各温感センサ毎の作用温度Toijは、加熱状態にお
ける表面温度Tsfij及び内部温度Tinij、非加熱状
態における表面温度Tsf′ij及び内部温度Tin′ij
に関する次式 Toij=(Tsfij・Tin′ij−Tsf′ij・Tin
ij)/[(Tsfij−Tsf′ij)−(Tinij−Ti
n′ij )] に基づき演算されることを特徴とする、請求項1記載の
温熱環境計測方法。3. The heat transfer coefficient hij for each temperature sensor is
Surface temperature Tsfij and internal temperature Tin in the heated state
ij, the surface temperature Tsf'ij in the unheated state, and the following equation relating to the internal temperature Tin'ij: hij = aij. [(Tinij-Tin'ij)-(Tsfij-
Tsf'ij)] / (Tsfij-Tsf'ij) and the operating temperature Toij of each of the temperature sensors is the surface temperature Tsfij and the internal temperature Tinij in the heated state and the surface temperature Tsf in the non-heated state. ′ Ij and internal temperature Tin′ij
The following expression for Toij = (Tsfij · Tin′ij−Tsf′ij · Tin
ij) / [(Tsfij-Tsf'ij)-(Tinij-Ti
n'ij)] is calculated based on the following equation.
各温感センサ毎の熱伝達率hij、重み係数αijに関する
次式 hi =Σαijhij に基づき演算されるとともに、上記所定部位における作
用温度Toi は、各温感センサ毎の作用温度Toij、重
み係数βijに関する次式 Toi =ΣβijToij に基づき演算されることを特徴とする、請求項1記載の
温熱環境計測方法。4. The heat transfer coefficient hi at the predetermined portion is
The heat transfer coefficient hij for each temperature sensor and the weighting coefficient αij are calculated based on the following equation hi = Σαijhij, and the working temperature Toi at the predetermined portion is related to the working temperature Toij and the weighting coefficient βij for each temperature sensor. The thermal environment measuring method according to claim 1, wherein the thermal environment measuring method is calculated based on the following equation: Toi = Σβij Toij.
着衣の熱透過効率を演算する熱透過効率演算工程を備え
ることを特徴とする、請求項4記載の温熱環境計測方
法。5. The thermal environment measuring method according to claim 4, further comprising a heat transmission efficiency calculating step of calculating the heat transmission efficiency of the clothing based on the heat transfer coefficient at the predetermined portion.
率hci に対する熱透過効率Fclci ,輻射熱伝達率
hri に対する熱透過効率Fclri に関して、 γi =(Fclri −Fclci )・hri =cons
t., δi =Fclci =const.により得られる値γi
, δi 及び上記熱伝達率hi から次式 Fcli =γi /hi +δi に基づき演算されることを特徴とする、請求項5記載の
温熱環境計測方法。6. The heat transfer efficiency Fcli of the clothing is γi = (convective heat transfer coefficient hci, radiant heat transfer coefficient hri, heat transfer efficiency Fclci for convective heat transfer coefficient hci, and heat transfer efficiency Fclri for radiant heat transfer coefficient hri. Fclri-Fclci) .hri = cons
t. , Δi = Fclci = const. Value obtained by
, δi and the heat transfer coefficient hi are calculated according to the following equation Fcli = γi / hi + δi.
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- 1996-04-18 JP JP09719496A patent/JP3284876B2/en not_active Expired - Fee Related
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