JPS62125240A - 温熱検知素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば空気調和装置により人体に快適な室内
環境を提供する際にその空気調和装置の制御データとな
る環境の温熱状態を検知するための温熱検知素子に関し
、特に室内の気温、気流束、輻射と共にユーザーの着衣
量も考慮した体感温度を検知するようにしたものに関す
る。

（従来の技術） 一般に、空気調和装置を室内の空気温度のみに基づいて
制御して室内を人体に快適な温熱状態に保つには限噴が
あり、その他の温熱環境因子として気流束、湿度、輻射
の各物理冶を合わせて実際の居住温熱環境を評価する必
要がある。そして、このような温熱状態を検知するため
の温熱検知素子には、人体の熱的平衡を拠りどころに、
素子と人体との間に熱的な相関関係が成立するように製
作すべきことが要求される。

ところで、この種の温熱検知素子として、従来、例えば
特開昭５８−２１８６２４号公報に示されているように
、中空状の球殻内に電気ヒータを有する電気発熱体と、
該発熱体の表面温度を測定する温度測定器とを備え、電
気ヒータへの通電により発熱体へ所定の熱量を供給した
上でその表面温度を測定することにより、環境の温熱状
態を、気温、気流束および輻射を加味して検知するよう
にしたものは知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、室内の温熱環境（気温、気流束、輻射など）
が同一であっても、季節の変化による衣服の変化（例え
ば夏服と冬服）や就寝時の寝具の着用の有無など、ユー
ザーの着衣量の変化によって体感は異なる。これは着衣
による熱抵抗が体感に影響を及ぼすからである。

しかるに、上記従来のものでは、環境の温熱状態を気温
、気流束および輻射を考慮した体感温度の形で検知する
ものにすぎないため、着衣量の変化によって体感が異な
り、このような温熱検知素子を用いて空気調和装置を制
御する場合、着衣量の変化に伴って快適設定温度をその
都度設定し直さなければならないという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、室内環境の気温、気流束、輻射と共
にユーザーの着衣量をも考慮した体感１ｆｆｉｌを検知
することにより、ユーザーの着衣量に応じた実際に則し
た体感温度を正確に把握できるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、第
１図に示すように、室内に配置され、熱量の供給により
発熱する発熱体（１）と、該発熱体（１）の表面温度Ｔ
ｇを検知する温度検知器（７）と、人体の着衣量に対応
する熱抵抗ＣＱＯを設定する着衣量設定器（９）と、上
記温度検知器（７）および着衣量設定器（９）の出力を
受け、発熱体（１）の表面温度Ｔｇと着衣量の熱抵抗Ｃ
９０とに基づいて気温、気流束、輻射および着衣量に応
じた室内環境の体感温度を演算する演算回路（１０）と
を備え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、発熱体（１）の表面温
度Ｔｇと人体の着衣量に対応して設定された熱抵抗Ｃ，
ＱＯとに基づいて室内環境の気温、気流束、輻射および
人体の着衣量に応じた体感温度が検知されることになる
。すなわち、発熱体（１）への供給熱量がＭの場合の熱
的平衡式は、Ｍ−ｈｏｒ　６　（ＴＩＪ　−Ｔｒ　）＋
ｈｇｃ　−（Ｔｇ　−”ｒａ　） （但し、ｈｇｒ　：発熱体の輻射熱伝達率、ｈｇｃ　：
発熱体の対流熱伝達率、Ｔｒ：室内環境の平均輻射温度
、Ｔａ　：気温） となる。ここで、上記ｌ＋ｇｃは気流束の関数であるこ
とから、発熱体（１）の表面温度Ｔｇは気温、気流束お
よび輻射の関数となる。この発熱体（１）の表面温度Ｔ
９に着衣量の熱抵抗ｃ９０が加味されて体感温度ｙがｙ
＝ｆ（Ｔｇ、Ｃ夕０）の式から求められるので、気温、
気流束、輻射および着衣量を考慮した形の体感温度とな
る。

このことから、上記体感温度を用いて空気調和装置を制
御する場合、着衣量設定器（９）により着衣量に応じた
熱抵抗Ｃ９０を設定するだけで、快適設定温度を変更す
る必要なく快適な温熱環境を保持できることになる。

（第１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図は本発明の第１実施例に係る空気調和装置制御用
の温熱検知素子（Ａ）を示し、（１）は室内に配置され
た球状の発熱体であって、該発熱体（１）は、パイプ状
の支持棒（２）を貫通固定した銅等の金属よりなる中空
球状の殻体（３）内の中心部に電気ヒータ〈４〉が封入
されてなり、上記電気ヒータ（４）には支持棒（２）内
に充填固定した電気＄８縁休（５）を貫通して電気ヒー
タ（４）に電力を供給する電力供給線（６）が接続され
、この電力供給線〈６）により上記電気ヒータ（４）が
殻体（３）内に固定支持されている。

また、上記発熱体（１）の殻体（３）内表面には発熱体
（１）表面（殻体（３））の温度Ｔ９を検知する温償検
知器としての熱雷対（７）が固着され、該熱電対（７）
の出力は上記電気絶縁体（５）および支持棒（２）を通
って殻体（３）外に導出されている。そして、上記電気
ヒータ（４）を電源回路（８）からの通電により発熱さ
せて発熱体（１）に熱ｆｆ１Ｍを供給し、その状態で熱
電対（７）の出クツ電圧により発熱体（１）の表面温度
Ｔ（＋を検出するようにしている。尚、この発熱体（１
）の表面温度Ｔｇに基づいて室内環境の温熱状態を気温
、気流束および輻射を考慮した体感温度の形で検知可能
である。

さらに、（９）は室内に配置され人体の着衣量に対応す
る熱抵抗Ｃ９０を設定する着衣量設定器であって、該着
衣量設定器（９）は、服装の種類に応じた熱抵抗Ｃｕｏ
ｅｇＱ定する服装設定器（９ａ）と、寝具の種類に応じ
た熱抵抗ＣＱＯを設定する寝具設定器（９ｂ）とからな
り、該服装設定器（９ａ）および寝具設定器（９ｂ）の
出力は切換スイッチ（９Ｃ）を介して、上記熱電対（７
）の出力と共に演算回路（１０）に入力されている。

該演算回路（１０〉は、熱雷対（７）からの発熱体（１
）の表面温度Ｔｇと着衣量設定器（９）（服装設定器（
９ａ）又は寝具設定器（９ｂ　）　）からの着衣量に応
じた熱抵抗Ｃ９０とに基づいて気温、気流束、輻射およ
び着衣量に応じた室内環境の体感温度ｙを、ｙ　−ｆ　
　（Ｔｇ、Ｃ９ｏ　）の式より演算するように構成され
ている。この演算回路（１０）での演算式としては、例
えばｙ＝Ｔｇ＋６，０３ＸＣｕｏ−１０，８５の実験式
を用いている。

また、上記発熱体（１）の殻体（３）の外表面には、人
体の皮膚ないし衣服の分光輻射率に概略合致する輻射率
を有する例えば四弗化エヂレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の弗
素樹脂および酸化チタン（Ｔｉ　０２）等の所定顔料よ
りなる薄膜のｔ＠射材料層（１１）が設けられており、
人体等の輻射熱伝達率と発熱体（１）の輻射熱伝達率と
を合致させて上記体感温度を一層精度良く検知するよう
にしている。

次に、上記着衣量設定器（９）の操作パネルの具体的構
造の一例を第２図に示す。同図に示す操作パネル（１２
）上において、服装設定側には、冬服男女（例えばＣ！
ＱＯ−１，０＞、合服男（Ｃ９０−０，８）、合服女（
Ｃ９０−０，７）、正装の夏服男（Ｃ交０−０．５＞、
正装の夏服女（Ｃｆｌｏ−０，４）　、”Ａ服男（Ｃｊ
、Ｏ−０，３）、夏服女（ＣＱｏ−０，２＞の各指示部
が上下に配列されていて、各指示部間を上下にスライド
する第１スライド摘み（１３）が段けられている。また
、寝具設定側においても、冬ぶとん十毛布、冬ふとん、
夏ふとん十毛布、夏ふとん、毛布、タオルケット、寝衣
のみの各指示部が上下にＣ９ｏの大きい順に配列されて
いて、各指示部間を上下にスライドする第２スライド摘
み（１４）が設けられている。また、＠１装設定と寝具
設定との切換えのために、左右に服装、寝具の指示部が
設けられ、その間をスライドする第３スライド摘み（１
５）が設けられている。以上により、ユーザーが着衣量
に応じて、昼間には第３スライド摘み（１５）を服装指
示部にして第１スライド摘み（１３）をその時の服装の
種類に応じた指示部にセットし、一方、就寝時には第３
スライド摘み（１５）を寝具指示部にして第２スライド
摘み（１４）をその時の寝具の種類に応じた指示部にセ
ットすることにより、人体の着衣量に対応した熱抵抗値
にセットできるようにしている。

したがって、上記の構成よりなる温熱検知素子（Ａ）に
おいては、熱雷対（７）により、所定の熱量が供給され
た発熱体（１）の表面温度Ｔｇが検知され、この表面温
度Ｔ９は或述の熱的平衡式に示される如く気温、気流束
および輻射の関数である。また、着衣量設定器（９）を
操作して人体の着衣量に応じた熱抵抗ＣＱＱが設定され
る。そして、演算回路（１０）により、これら発熱体（
１）の表面温度Ｔ（＋と着衣量による熱抵抗ＣＱＯとに
基づいて体感温度ｙがｙ　−ｆ　　（Ｔｇ、　Ｃ，ＱＯ
）の式より演算されることにより、この体感温度ｙは気
温、気流束、幅Ｉ７１および＠六檄に応じたものとなる
。このことにより、この体感温度ｙを用いて空気調和装
置を制御する場合、一度快適温度に設定すれば、着衣量
が変化しても、着衣＠設定器（９）をそのときの着衣量
に応じた熱抵抗Ｃ２９０に設定操作するだけで上記快適
設定温度を変更する必要がなく、同等の快適な温熱環境
を維持できることになる。

今、具体的に、上記演算回路（１０）の演惇式として、
ｙ　＝Ｔｏ　＋６．０３ＸＣ９ｏ−１０，８５の式を用
いた場合の体感温度値と、ＳＥＴ％（米国の空調衛生学
会ＡＳＨＲＡＥで採用された指標で、人間の温冷感、快
適感と密接な関係がある新標準有効温度）の値とを比較
した結果を第３図に示す。同図において破線が上記演算
回路（１０）で演算した（直を示し、実線がＳ　Ｅ　Ｔ
　Ｘ−値を示す。同図より、空気調和装置が用いられる
快適域（ＳＥＴ＊２３〜２５℃）テ両者ハホホ等Ｌ　イ
１１１１を示しており、本発明による体感温度直は人間
の実際の体感とほぼ正確に合致することが判る。

（第２実施例） 第４図は本発明の第２実施例の温熱検知素子（Ａ′）を
示し、上記第１実施例の如く気温、気流束、輻射および
着衣量を考慮することに加えて、室内の湿度をも考慮し
た体感ＰｆＡ度を検知するようにしたものである（尚、
第１実施例と同一の部分については同一の符号を付して
その説明を省略する）。すなわち、第４図において、（
１２）は室内に配置され室内の湿度Ｒ１−１を検知する
温償検出器としての湿度センサであって、該湿度センサ
（１２）の出力は熱電対（７）および着衣ｆｆ１ｅＱ定
器（９）の出力と共に演算回路（１０）に入力されてい
る。該演算回路（１０）は、熱電対（７）からの発熱体
（１）の表面温度Ｔ９と着衣は設定器（９）からの着衣
量に応じた熱抵抗ＣＲＯと湿度センサ（１２）からの室
内の湿度ＲＨとに膓づいて気温、気流束、輻射、着衣量
および湿度に応じた室内環境の体感温度ｙを、ｙ＝ｆ（
Ｔｑ、Ｃ９ｏ、ＲＨ）の式より演算するように構成され
ている。この演算回路（１０〉での演算式としては、例
えばｙ−７ｇ＋２．２ｘＲＨ−５，７ＸＣＲ。

−１１，８の実験式を用いている。

本例の場合、体感温度ｙは気温、気流束、＃Ａ射、着衣
量および湿度に応じたものとなることにより、着衣量に
加えて気温、気流束、輻射および湿度の温熱環境因子を
全て考慮した体感温度ｙであるので、これらの温熱環境
因子のいずれもが変化する室内環境でもその温熱状態を
精度良く検知することができる。

（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、
室内環境における気温、気流束、輻射および人体の着衣
量を考慮した体感温度を検知するようにしたので、着衣
量に応じた実際に則した体感温度を精度良く検知でき、
よって空気調和装置において一度快適体感温度を設定す
れば４衣量の変化によってもその変更を不要とする温熱
検知素子の問供を実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例の温
熱検知素子の概略図、第２図は着衣量設定器の操作パネ
ルの具体的構造を示す正面図、第３図は本発明による体
感温度値とＳＥＴ”ｌ癲とを比較した図である。第４図
は第２実施例の温熱検知素子の概略図である。 （１）・・・発熱体、（ア）・・・熱雷対、（９）・・
・着衣量設定器、（１０）・・・演伜回路。 特許出願人　　　ダイギン工業株式会社代　　理　　人
　　　　　弁理士　　前　　１）　　弘第１図 第３図 着を量の弛狐抗（ＣＪｏ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）室内に配置され、熱量の供給により発熱する発熱
   体（１）と、該発熱体（１）の表面温度（Ｔｇ）を検知
   する温度検知器（７）と、人体の着衣量に対応する熱抵
   抗（Ｃｌｏ）を設定する着衣量設定器（９）と、上記温
   度検知器（７）および着衣量設定器（９）の出力を受け
   、発熱体（１）の表面温度（Ｔｇ）と着衣量の熱抵抗（
   Ｃｌｏ）とに基づいて気温、気流束、輻射および着衣量
   に応じた室内環境の体感温度を演算する演算回路（１０
   ）とを備えたことを特徴とする温熱検知素子。