JPS62259014A - 温熱検知素子 - Google Patents
温熱検知素子Info
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- JPS62259014A JPS62259014A JP61052249A JP5224986A JPS62259014A JP S62259014 A JPS62259014 A JP S62259014A JP 61052249 A JP61052249 A JP 61052249A JP 5224986 A JP5224986 A JP 5224986A JP S62259014 A JPS62259014 A JP S62259014A
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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。
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、−1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)g熱状態を検知するための温熱検知素子に
関し、特に、人体の皮膚表面からの水分蒸発に伴う湿性
放熱を考慮したものに関Jるものである。
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)g熱状態を検知するための温熱検知素子に
関し、特に、人体の皮膚表面からの水分蒸発に伴う湿性
放熱を考慮したものに関Jるものである。
(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む温熱状態に保つには限度が
あり、その他の温熱環境因子として気流速、湿度、輻射
の各物理量を合わせて実際の居【[ルシ熱環境な;fl
a5する必要がある。そして、このような温熱状態を検
知づ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
るように製作寸べさことが要求される。
制御して室内を人体に快適む温熱状態に保つには限度が
あり、その他の温熱環境因子として気流速、湿度、輻射
の各物理量を合わせて実際の居【[ルシ熱環境な;fl
a5する必要がある。そして、このような温熱状態を検
知づ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
るように製作寸べさことが要求される。
ところで、この秤の温熱検知素子どして、従来、例えば
1h間昭58−218624号公報に開示されているよ
うに、中空状の球殻内に電気ヒータを右りる電気発熱体
と、該発熱体の表面)品度を測定づる温1α測定器とを
猫え、電気ヒータへの通電により発熱体l\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
境の温熱状態を輻射を+J11味して検知づるにうにし
たものは知られている。
1h間昭58−218624号公報に開示されているよ
うに、中空状の球殻内に電気ヒータを右りる電気発熱体
と、該発熱体の表面)品度を測定づる温1α測定器とを
猫え、電気ヒータへの通電により発熱体l\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
境の温熱状態を輻射を+J11味して検知づるにうにし
たものは知られている。
(発明が解決しようとJる問題点)
しかし、上記従来のものでは、人体からの熱Ic人(熱
発故)を輻114および対流による乾Ft放熱のみに限
定し、皮膚表面からの水分蒸発に伴って生じる潟性放熱
については死出されていない。そのため、実際の居住空
間内における温熱状態を人間の体感と同、程度に精度良
く評価するのに叉任があった。
発故)を輻114および対流による乾Ft放熱のみに限
定し、皮膚表面からの水分蒸発に伴って生じる潟性放熱
については死出されていない。そのため、実際の居住空
間内における温熱状態を人間の体感と同、程度に精度良
く評価するのに叉任があった。
そこで、本発明は斯かる点に鑑みCなされたもので、そ
の目的どづるところは、上記の如く単一の球71(等の
殻体よりなる発熱体を備えた温熱検知素子にJ3いて、
人体の皮膚表面からの水分蒸発による湿性放熱を考慮し
、その条1′1を;1″I4た寸ために発熱体の寸法J
3よび供給熱量を最適範囲に特定することにより、温熱
検知素子を人間の実際の体感により一層近似させるよう
にし、よって実際の室内の温熱1m境を慟めてvi度よ
く検知し1!′7るようにすることにある。
の目的どづるところは、上記の如く単一の球71(等の
殻体よりなる発熱体を備えた温熱検知素子にJ3いて、
人体の皮膚表面からの水分蒸発による湿性放熱を考慮し
、その条1′1を;1″I4た寸ために発熱体の寸法J
3よび供給熱量を最適範囲に特定することにより、温熱
検知素子を人間の実際の体感により一層近似させるよう
にし、よって実際の室内の温熱1m境を慟めてvi度よ
く検知し1!′7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σるために、本発明の解決手段は、第
1図に示1ように、中空状の殻体(3)内に電気ヒータ
(4)を有する発熱体(1〉と、該発熱体(1)の表面
温度T9を測定1′るl5f5.測定器(7)とを備え
、上記発熱体(1)に所定の熱量を供給した上でその表
面温度Tgに基づいて室内環境の温熱状態を検知する温
熱検知素子におい(°、上記発熱体(1)の殻体(3ン
の11法J3よび発熱体(1)への供給熱量Mf2性放
熱まで考1点した人体の熱的平衡特性と等価になるよう
に設定した114成としている。
1図に示1ように、中空状の殻体(3)内に電気ヒータ
(4)を有する発熱体(1〉と、該発熱体(1)の表面
温度T9を測定1′るl5f5.測定器(7)とを備え
、上記発熱体(1)に所定の熱量を供給した上でその表
面温度Tgに基づいて室内環境の温熱状態を検知する温
熱検知素子におい(°、上記発熱体(1)の殻体(3ン
の11法J3よび発熱体(1)への供給熱量Mf2性放
熱まで考1点した人体の熱的平衡特性と等価になるよう
に設定した114成としている。
ここで、l紀元熱体(1)の殻体(3)の31法J3’
J:び発熱体(1)への供給熱量〜1の限定/j?ノ、
についで以下に詳細に説明する。
J:び発熱体(1)への供給熱量〜1の限定/j?ノ、
についで以下に詳細に説明する。
づむわも、第1図に示?i渇熱倹知素子にJJIノる熱
的平衡式は、 ゛ M=I+ gr(To −Tr ) 十h (I
c(T!J −Ta )・・・(1) (10し、Tr二全室内環境平均輻射温度、Ta :気
?−1hQr:n熱体の輻射熱伝達率、hgc:発熱体
の対流熱伝達率) となる。一方、任意の非等温I!31m境下での人体の
皮膚表面からの放散熱m f−I S Kを求めると、
人体からの輻04、対流および蒸発ににる熱10失をそ
れぞれR,C,Eとして、 tlsK=RトC十E ・[
21となり、上記各熱10失R,C,Eは次式で示され
る。
的平衡式は、 ゛ M=I+ gr(To −Tr ) 十h (I
c(T!J −Ta )・・・(1) (10し、Tr二全室内環境平均輻射温度、Ta :気
?−1hQr:n熱体の輻射熱伝達率、hgc:発熱体
の対流熱伝達率) となる。一方、任意の非等温I!31m境下での人体の
皮膚表面からの放散熱m f−I S Kを求めると、
人体からの輻04、対流および蒸発ににる熱10失をそ
れぞれR,C,Eとして、 tlsK=RトC十E ・[
21となり、上記各熱10失R,C,Eは次式で示され
る。
R=h r −Fc 9 ・(Ts K −Tr
−(3)C=hc・FCλ・(Ts K −Ta )
=・(4)E=W・に・hc−Fl)CQ ・(
PsK−φa−Pa)
・・・(5(但し、hr:人体の幅用伝達率、hc:人
体の対流熱伝達率、TSK:平均皮膚温反、φa:相対
湿麿、PSK:平均皮)、i温度TSKでの飽和蒸気圧
、Pa:気温Taでの飽和蒸気圧、W:皮膚の濡れ面積
率、l”c 曵:衣服の熱抵抗を示ず係数、FpCIQ
:皮膚表面から周囲に蒸reする水蒸気に対する衣服の
透過率、に:1−eWisの関係で海面では2.2) ここで、米国の空調衛生学会ASHRAEで設定され、
人間の温冷感、快適感と密接な関係がある新41iX準
有効温度SET’を導入して室内での温熱快適性を評価
する場合、その理論に基づいて粋出される放散熱量が上
記(21式でのHsにと等しくなるようにSET*を決
定すると、 H3K −h s−1”c Us (TSK −8ET
” )+w−に−hcs−Fpc2s (PSK−0,
5Pspr末) −(6](ただし、hcs
:標準気流での人体の対流熱伝達率、hs:人体の輻射
熱伝達率hrに標準気流での人体の対流熱伝達率hC3
を加えた熱伝達率、PsEv’ :SET’での飽和水
蒸気圧、Fc Us :M人聞0.605!Oにおける
衣服の熱抵抗係数、Fr1CQS:着衣ff1o、 6
c iOにおける蒸発水蒸気に対する衣服の透過率)と
なる。すなわち、SET*は、(2)式で与えられるH
sにと等しい熱mを、標準状態(着衣量0゜6c、t
o、気流速0.1〜0.15m /s 、湿度50%、
Tr−Ta)でかつ等しい生理状態(TSK、Wが等し
い)で放散できるような等温環境と定1食シた温度であ
って、気温Ta、平均輻射温度Tr、気流速に依存し、
例えば着衣fJ)0.6c90、湿度50%、産熱ff
i1Met(〜58.2W/ゴ)の標準状態で気流速が
0.1〜0.15m/5(7)、!:き、SET”がS
ET”−22,2〜25.6°Cであれば80%以上の
人間が温熱的に快適であると△5HRAEで認められて
いるものである。
−(3)C=hc・FCλ・(Ts K −Ta )
=・(4)E=W・に・hc−Fl)CQ ・(
PsK−φa−Pa)
・・・(5(但し、hr:人体の幅用伝達率、hc:人
体の対流熱伝達率、TSK:平均皮膚温反、φa:相対
湿麿、PSK:平均皮)、i温度TSKでの飽和蒸気圧
、Pa:気温Taでの飽和蒸気圧、W:皮膚の濡れ面積
率、l”c 曵:衣服の熱抵抗を示ず係数、FpCIQ
:皮膚表面から周囲に蒸reする水蒸気に対する衣服の
透過率、に:1−eWisの関係で海面では2.2) ここで、米国の空調衛生学会ASHRAEで設定され、
人間の温冷感、快適感と密接な関係がある新41iX準
有効温度SET’を導入して室内での温熱快適性を評価
する場合、その理論に基づいて粋出される放散熱量が上
記(21式でのHsにと等しくなるようにSET*を決
定すると、 H3K −h s−1”c Us (TSK −8ET
” )+w−に−hcs−Fpc2s (PSK−0,
5Pspr末) −(6](ただし、hcs
:標準気流での人体の対流熱伝達率、hs:人体の輻射
熱伝達率hrに標準気流での人体の対流熱伝達率hC3
を加えた熱伝達率、PsEv’ :SET’での飽和水
蒸気圧、Fc Us :M人聞0.605!Oにおける
衣服の熱抵抗係数、Fr1CQS:着衣ff1o、 6
c iOにおける蒸発水蒸気に対する衣服の透過率)と
なる。すなわち、SET*は、(2)式で与えられるH
sにと等しい熱mを、標準状態(着衣量0゜6c、t
o、気流速0.1〜0.15m /s 、湿度50%、
Tr−Ta)でかつ等しい生理状態(TSK、Wが等し
い)で放散できるような等温環境と定1食シた温度であ
って、気温Ta、平均輻射温度Tr、気流速に依存し、
例えば着衣fJ)0.6c90、湿度50%、産熱ff
i1Met(〜58.2W/ゴ)の標準状態で気流速が
0.1〜0.15m/5(7)、!:き、SET”がS
ET”−22,2〜25.6°Cであれば80%以上の
人間が温熱的に快適であると△5HRAEで認められて
いるものである。
上記(2)式で示される人体の熱平衡式において、湿性
放熱弁を考慮し、快適域付近(気温22〜26°C)を
考えて調節発汗の無い状態(W=0゜06>とするとと
もに、相対湿度φaをφa =Q。
放熱弁を考慮し、快適域付近(気温22〜26°C)を
考えて調節発汗の無い状態(W=0゜06>とするとと
もに、相対湿度φaをφa =Q。
5とした条件を設定することにより、右辺のC十Eを近
似的に C+E=h c ’ ・Fc 11 (Ts K
−Ta ) −(7)(ただし、hc’ :3発を伴
った対流熱伝達率)とまとめると、上記(2)式は、 HsK/FCN=hr (TsK−7r)+h c
’ (Ts K −Ta ) ・・・(8)に21さ
・代えられる。
似的に C+E=h c ’ ・Fc 11 (Ts K
−Ta ) −(7)(ただし、hc’ :3発を伴
った対流熱伝達率)とまとめると、上記(2)式は、 HsK/FCN=hr (TsK−7r)+h c
’ (Ts K −Ta ) ・・・(8)に21さ
・代えられる。
くしで、上記(1)式と(8)式とを比較したとぎ、h
gr= h r −
(91h gc= h e ’
・・・rQ〜1=1−4s K/ l”c 9
−(Illの関係が成立寸れば
、発熱体の表面温度Tgが人体の平均皮膚rg I文T
S Kと等しくなって、T!]=TsK
・・・02)となる(以下、(9)〜
(111式を満たずようイT特性を有Jる発熱体表面温
度TgをKETマと表示する)。
gr= h r −
(91h gc= h e ’
・・・rQ〜1=1−4s K/ l”c 9
−(Illの関係が成立寸れば
、発熱体の表面温度Tgが人体の平均皮膚rg I文T
S Kと等しくなって、T!]=TsK
・・・02)となる(以下、(9)〜
(111式を満たずようイT特性を有Jる発熱体表面温
度TgをKETマと表示する)。
一方、上記したSET’においても湿性放熱を対流熱1
0失に組み入れると、上記(6)式は、Hs K
=hs’ ・ Fc QS (T
SK−8ET’ )・・・63) 〈ただし、hS′ :標準気流での対流、蒸発おにび幅
9寸による総合熱伝達r$) となる3、上記02式と03)式とにより、SET
末 □=K[ET” −Hs K /
(FCQs ・hs′ )
・・・04)となり、快適域付近を考えると、04)
式の右辺第2項は定数と近似できる。
0失に組み入れると、上記(6)式は、Hs K
=hs’ ・ Fc QS (T
SK−8ET’ )・・・63) 〈ただし、hS′ :標準気流での対流、蒸発おにび幅
9寸による総合熱伝達r$) となる3、上記02式と03)式とにより、SET
末 □=K[ET” −Hs K /
(FCQs ・hs′ )
・・・04)となり、快適域付近を考えると、04)
式の右辺第2項は定数と近似できる。
したがって、上記(9)〜0D式の条件を満足するよう
な伝達特性を右する発熱体表面温度KET末を測定づろ
とにより、SET工を近似的に求めることができ、温熱
検知素子による実際の居住環境下での湯熱ム1′価を厳
密に行い1!7ることになる。
な伝達特性を右する発熱体表面温度KET末を測定づろ
とにより、SET工を近似的に求めることができ、温熱
検知素子による実際の居住環境下での湯熱ム1′価を厳
密に行い1!7ることになる。
そこで1本発明では、上記(ト)i、00式の条件を満
足させるために、標準状態J3よび快適域付近で湿性放
熱を考慮したSETにの気流速、平均輻射温度に関する
特性と上記発熱体表面温度KET’の同特性とを合致さ
せるように発熱体(1)への供給熱ff1Mとその寸法
とを決定する。
足させるために、標準状態J3よび快適域付近で湿性放
熱を考慮したSETにの気流速、平均輻射温度に関する
特性と上記発熱体表面温度KET’の同特性とを合致さ
せるように発熱体(1)への供給熱ff1Mとその寸法
とを決定する。
ずなわら、気流速0.1RI//Sの状態を基準状態と
し、そのUS状態から気流速が1111/Sまでの範囲
に亘って変化したときに、その気流速変化に伴うSEV
末およびKET”’の各変化量ΔSET*、ΔKETX
間の差の2乗の平均値SS= (ASET”
−Δ KET” ) ’
・ O’iを停出し、発熱体(1)の殻体(3)の寸
法を種々の値に設定した上でその各寸法に関して上記平
均値Sが最小となるような供給熱51Mを求め、そのと
きの最小平均値Sを各寸法についてプロットすると、例
えば殻体(3)が球殻の場合、横軸に直径りを取ると第
2図に示すような特性がjりられる。尚、発熱体(1)
の表面温度Tgは(1)式をもとに算出し、発熱体(1
)の対流熱伝達率h gcは00式に示す球体の強制対
流熱伝達に関する実験式を用いる。
し、そのUS状態から気流速が1111/Sまでの範囲
に亘って変化したときに、その気流速変化に伴うSEV
末およびKET”’の各変化量ΔSET*、ΔKETX
間の差の2乗の平均値SS= (ASET”
−Δ KET” ) ’
・ O’iを停出し、発熱体(1)の殻体(3)の寸
法を種々の値に設定した上でその各寸法に関して上記平
均値Sが最小となるような供給熱51Mを求め、そのと
きの最小平均値Sを各寸法についてプロットすると、例
えば殻体(3)が球殻の場合、横軸に直径りを取ると第
2図に示すような特性がjりられる。尚、発熱体(1)
の表面温度Tgは(1)式をもとに算出し、発熱体(1
)の対流熱伝達率h gcは00式に示す球体の強制対
流熱伝達に関する実験式を用いる。
Nu =2+0.645Re ” 05 −(16)
(ただし、NLI:ヌセルト数、Re :レイノルズ数
) また、第3図は、球殻の直径りが1001111!lの
場合にJ3いて、供給熱’aM (Met=58.2W
’/++t”)を変化させたときの2乗平均値Sの変化
を示し、直径りが決まれば、そのときの2乗平均値Sが
最小となる最適供給熱m Mが定まる。そして、第4図
に、球殻の直径りが変化したときの最適供給熱ff1M
の変化を示す。よって、これら第2図〜第4図より、2
乗平均値Sを小さくし精度の良い温熱検711素子とづ
るためには、供給熱ff1Mど球殻直径りとをfi定す
る必要があることが判る。
(ただし、NLI:ヌセルト数、Re :レイノルズ数
) また、第3図は、球殻の直径りが1001111!lの
場合にJ3いて、供給熱’aM (Met=58.2W
’/++t”)を変化させたときの2乗平均値Sの変化
を示し、直径りが決まれば、そのときの2乗平均値Sが
最小となる最適供給熱m Mが定まる。そして、第4図
に、球殻の直径りが変化したときの最適供給熱ff1M
の変化を示す。よって、これら第2図〜第4図より、2
乗平均値Sを小さくし精度の良い温熱検711素子とづ
るためには、供給熱ff1Mど球殻直径りとをfi定す
る必要があることが判る。
また、上記と同様にして、平均輻射;Jじ「と気WTa
とが、p シい(Tr =Ta )状態をli状憇とし
、Tr−Taが一5°Cから+5℃まで変化したどきに
、そのTr−Taの増減変化に1甲うSE T” J3
.L:ヒK E T” (7)各変化fflへs E
T” J:iJ:びΔKET′vに閏ツる上記2乗”I
’ 15J圃Sを各直径りについてプロットすれば第5
図に示1ような特V1が10られる。尚、発熱体(1)
への供給熱量Mは上記気流速変化に関する特性を求める
際に決定した値を用いる(第4図に各直径りに対する最
適供給熱ωMを示J)。
とが、p シい(Tr =Ta )状態をli状憇とし
、Tr−Taが一5°Cから+5℃まで変化したどきに
、そのTr−Taの増減変化に1甲うSE T” J3
.L:ヒK E T” (7)各変化fflへs E
T” J:iJ:びΔKET′vに閏ツる上記2乗”I
’ 15J圃Sを各直径りについてプロットすれば第5
図に示1ような特V1が10られる。尚、発熱体(1)
への供給熱量Mは上記気流速変化に関する特性を求める
際に決定した値を用いる(第4図に各直径りに対する最
適供給熱ωMを示J)。
よって、本発明では、球殻の場合、第2図43よび第5
図に示される特性に基づき、気流速J3よび平均輻射′
gA度Trと気温Taとの差の各変化に対して△SET
”とΔK[ET零との間に極めて密接な相関関係が成立
するよう、発熱体(1)の直径りをD=60〜150m
1llの範囲に特定し、かつ、この直径りの範囲につい
て発熱体(1〉への供給熱量MをM = 76〜105
W/T11”の範囲に1!i定づることができる。
図に示される特性に基づき、気流速J3よび平均輻射′
gA度Trと気温Taとの差の各変化に対して△SET
”とΔK[ET零との間に極めて密接な相関関係が成立
するよう、発熱体(1)の直径りをD=60〜150m
1llの範囲に特定し、かつ、この直径りの範囲につい
て発熱体(1〉への供給熱量MをM = 76〜105
W/T11”の範囲に1!i定づることができる。
′?l/′にわら、この特定理由について述べるに、第
5図より、球殻の直径りが小さくなると2乗平均値Sが
著しく増大し、検知素子としての性(jヒが低下する。
5図より、球殻の直径りが小さくなると2乗平均値Sが
著しく増大し、検知素子としての性(jヒが低下する。
ここで、平均幅01;g度Trを変化させた場合、ΔK
ET末はこのTrと正比例関係と41つ、△S[T末も
Trとほぼ正比例な関係となるので、T rの増大に対
して(ΔSET*−ΔKET紅)し増大りる。そこで、
上記平均輻射温度Trの1℃の変化に対し、(ΔSET
¥−ΔKET’)を0.1℃まで許容すると、第5図で
はTrを一5℃〜+5℃まで変化さUているので、2乗
平均(1「ISは1.ト記aツ式よりS−0,1となる
。そして、第5図」、す、このSがS≦0.1である範
囲は、球殻の直径りでは0460mとなる。一方、温熱
検知素子としてはその大ささ1寸法が小さい方が使いφ
1りいので、直径りの上限を150m111とした。
ET末はこのTrと正比例関係と41つ、△S[T末も
Trとほぼ正比例な関係となるので、T rの増大に対
して(ΔSET*−ΔKET紅)し増大りる。そこで、
上記平均輻射温度Trの1℃の変化に対し、(ΔSET
¥−ΔKET’)を0.1℃まで許容すると、第5図で
はTrを一5℃〜+5℃まで変化さUているので、2乗
平均(1「ISは1.ト記aツ式よりS−0,1となる
。そして、第5図」、す、このSがS≦0.1である範
囲は、球殻の直径りでは0460mとなる。一方、温熱
検知素子としてはその大ささ1寸法が小さい方が使いφ
1りいので、直径りの上限を150m111とした。
この直径D=60〜150mmに対応する最適供給熱量
Mは、第4図より、M=76〜105 (W/’+n”
) 〜1.3〜1.8 (Met)となるのである。
Mは、第4図より、M=76〜105 (W/’+n”
) 〜1.3〜1.8 (Met)となるのである。
尚、殻体(3)の形状は上記の球形に限られず、円柱状
、回転楕円体等、種々の形状が採用可能である。これら
の場合も、上記と同様の方法によって、発熱体(1)の
寸法および発熱体(1)への供給熱ff1Mを湿性放熱
まで考山した人体の熱的平衡特性と等価となるように特
定り“ることができる。
、回転楕円体等、種々の形状が採用可能である。これら
の場合も、上記と同様の方法によって、発熱体(1)の
寸法および発熱体(1)への供給熱ff1Mを湿性放熱
まで考山した人体の熱的平衡特性と等価となるように特
定り“ることができる。
例として、円柱の場合、下記の円柱の強制対)ん熱伝達
にr!Aする五十嵐、平田の式を用いて、Nu 〜0.
373Ra ”t +0.057Re・・・(171 球のlj;1合と同様に、円柱の直径りに対して上記0
51式で得られる2乗平均値Sの値をプロットすると、
それぞれ気流速J3よび平均幅()J iaに対する変
化特性が第6図および第7図に示すようになり、この場
合、直径りは80mm以上が好ましいことが71する。
にr!Aする五十嵐、平田の式を用いて、Nu 〜0.
373Ra ”t +0.057Re・・・(171 球のlj;1合と同様に、円柱の直径りに対して上記0
51式で得られる2乗平均値Sの値をプロットすると、
それぞれ気流速J3よび平均幅()J iaに対する変
化特性が第6図および第7図に示すようになり、この場
合、直径りは80mm以上が好ましいことが71する。
また、このとさ・の最適供給熱8Mは76W/i以上と
なる。
なる。
(作用)
上記の構成により、本発明では、温熱検知素子における
発熱体(1)の殻体(3)の寸法および該発熱体(1)
への供給熱性〜1が人体の湿性放熱を加味した上で設定
されているので、素子の熱的平衡は人体の熱的平衡に対
して極めて近似した相r!jJIIl係となり、人体に
快適感を与える温熱状態を単一の検知素子でg粘度に検
知することができることになる。
発熱体(1)の殻体(3)の寸法および該発熱体(1)
への供給熱性〜1が人体の湿性放熱を加味した上で設定
されているので、素子の熱的平衡は人体の熱的平衡に対
して極めて近似した相r!jJIIl係となり、人体に
快適感を与える温熱状態を単一の検知素子でg粘度に検
知することができることになる。
さらに、発熱体(1)の寸法および供給熱ff1Mの1
人体の熱的平衡特性との等III設定の際、湿性放熱ま
で考慮したので、上記発熱体(1)の寸法を小さくする
ことが可能となる。すなわち、第8図は、球形、円柱形
等の殻体(3)形状の発熱体(1)を有する温熱検知素
子における該殻体(3)の直径りに対する対流熱伝達率
hgcを示し、また人体の対流熱伝達率hcおよび上記
(7式で定義した湿性放熱まで考慮した対流熱伝達率h
c’のレベルも併せて示している。同図に示されるよう
に、直径りが大きくなるに従ってhgcが小さくなる特
性を有するので、hcとhgcとを合致させるように決
定した直径D^よりも、110′ とhgcとを合致さ
せるように決定した直径DBの方が小さい!i+’lど
なり、寸法の縮小化が図れる。
人体の熱的平衡特性との等III設定の際、湿性放熱ま
で考慮したので、上記発熱体(1)の寸法を小さくする
ことが可能となる。すなわち、第8図は、球形、円柱形
等の殻体(3)形状の発熱体(1)を有する温熱検知素
子における該殻体(3)の直径りに対する対流熱伝達率
hgcを示し、また人体の対流熱伝達率hcおよび上記
(7式で定義した湿性放熱まで考慮した対流熱伝達率h
c’のレベルも併せて示している。同図に示されるよう
に、直径りが大きくなるに従ってhgcが小さくなる特
性を有するので、hcとhgcとを合致させるように決
定した直径D^よりも、110′ とhgcとを合致さ
せるように決定した直径DBの方が小さい!i+’lど
なり、寸法の縮小化が図れる。
(実施例)
次に、本発明の丈茄例を図面にliづいて説明する。
第1図は本発明の実施1111に係る空気調相装置11
i11徨υ用の温熱検知素子(△)を示し、(1)は球
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全屈よりなる中空状の
球Fi2 (3)内の中心部に電気ヒータ(4)が封入
されてなり、上記ヒータ(4)には支持棒(2)内に充
填固定した電気絶縁体(5)を貫通してヒータ(4)に
電力を供給する電力供給tfA(6)、(6)が接続さ
れ、この電力供給ね(6>、(6)によりヒータ(4)
が球殻(3)内で固定支持されている。
i11徨υ用の温熱検知素子(△)を示し、(1)は球
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全屈よりなる中空状の
球Fi2 (3)内の中心部に電気ヒータ(4)が封入
されてなり、上記ヒータ(4)には支持棒(2)内に充
填固定した電気絶縁体(5)を貫通してヒータ(4)に
電力を供給する電力供給tfA(6)、(6)が接続さ
れ、この電力供給ね(6>、(6)によりヒータ(4)
が球殻(3)内で固定支持されている。
また、上記発熱体(1)の球殻(3)内表面には発熱体
(1)表面(球殻(3))の温度Tgを111定する温
度測定器としての熱゛心対(7)が固4され、該熱雷対
(7)の出力は上記絶縁体(5)、支Rj 14・(2
)内を通って球殻(3)外に導出されrJ3す、電気ヒ
ータ(4)を通電により発熱させて発熱体(1)に熱昂
を供給し、その状態で熱雷対(7)の出力電圧により発
熱体(1)の表面温度Tgを検出してそれに基づいて室
内環境の温熱状態を検知づるようになされている。
′さらに、上記発熱体(1)の球殻(3)外表面には、
人体の皮膚ないし衣服の分光輻Qt串と概略合致づる輻
射率をイiづる例えば四弗化エチレン(封脂(PTFE
)等の弗素樹脂および酸化チタン(Ti 02 )′″
!iの所定顔料よりなる薄膜の輻射材r[層(8)が形
成されている。
(1)表面(球殻(3))の温度Tgを111定する温
度測定器としての熱゛心対(7)が固4され、該熱雷対
(7)の出力は上記絶縁体(5)、支Rj 14・(2
)内を通って球殻(3)外に導出されrJ3す、電気ヒ
ータ(4)を通電により発熱させて発熱体(1)に熱昂
を供給し、その状態で熱雷対(7)の出力電圧により発
熱体(1)の表面温度Tgを検出してそれに基づいて室
内環境の温熱状態を検知づるようになされている。
′さらに、上記発熱体(1)の球殻(3)外表面には、
人体の皮膚ないし衣服の分光輻Qt串と概略合致づる輻
射率をイiづる例えば四弗化エチレン(封脂(PTFE
)等の弗素樹脂および酸化チタン(Ti 02 )′″
!iの所定顔料よりなる薄膜の輻射材r[層(8)が形
成されている。
そして、本発明の特徴として、上記発熱体(1)の球殻
(3)の直径D J3よび発熱体(1)への供給熱ht
〜1(電気ヒータ(4)への電気入力)は湿性放熱まで
考慮した人体の熱的平衡特性と等1百になるよ°)に、
具体的にはD=60〜150.mn+の範囲に、M =
76〜105 W/ u−の範囲に設定されている。
(3)の直径D J3よび発熱体(1)への供給熱ht
〜1(電気ヒータ(4)への電気入力)は湿性放熱まで
考慮した人体の熱的平衡特性と等1百になるよ°)に、
具体的にはD=60〜150.mn+の範囲に、M =
76〜105 W/ u−の範囲に設定されている。
したがって、上記実施例においては、発熱体(1)の球
殻(3)の直径りおよび発熱体(1)への供給熱ff1
Mが湿性放熱まで考慮した人体の熱的平衡特性と等洒に
なるように設定されているので、上記説明した理由によ
り、温熱検知素子(A)の熱的バランスを人体のそれに
掻めて顕著に近似させることができ、温熱検知素子(A
>によるKET”の検出によって実際の温熱y5境のS
ET”をl+T庭良く検出することができる。
殻(3)の直径りおよび発熱体(1)への供給熱ff1
Mが湿性放熱まで考慮した人体の熱的平衡特性と等洒に
なるように設定されているので、上記説明した理由によ
り、温熱検知素子(A)の熱的バランスを人体のそれに
掻めて顕著に近似させることができ、温熱検知素子(A
>によるKET”の検出によって実際の温熱y5境のS
ET”をl+T庭良く検出することができる。
また、発熱体(1)の球殻(3)外表面に人体の皮Ii
wないし衣服の分光輻射率と略合致した輻射率を右する
弗素樹脂を主成分とする輻射材n層(8)が形成されて
いるので、検知素子(A>の発熱体(1)表面の輻射熱
伝達率h grを人体の輻射熱伝達率hrに精度良く一
致させることができ、)Ω熱検知素子(A)によって実
際の居住環境下での1g熱状態をより一層精蕃に検知J
ることができる。
wないし衣服の分光輻射率と略合致した輻射率を右する
弗素樹脂を主成分とする輻射材n層(8)が形成されて
いるので、検知素子(A>の発熱体(1)表面の輻射熱
伝達率h grを人体の輻射熱伝達率hrに精度良く一
致させることができ、)Ω熱検知素子(A)によって実
際の居住環境下での1g熱状態をより一層精蕃に検知J
ることができる。
さらに、人体の熱的平衡において、慧光を伴った対流熱
伝達率hc′を設定し、その熱伝達率110′を発熱体
(1)の対流伝達$hgcに一致させるようにしている
ので、発熱体(1)の周りを覆ってTe熱体(1)への
輻射熱を通過しかつ対流を抑制さUるための発熱体カバ
ーを用いることなく、発熱体(1)の直径りを小さく=
2定することがで8゛る。
伝達率hc′を設定し、その熱伝達率110′を発熱体
(1)の対流伝達$hgcに一致させるようにしている
ので、発熱体(1)の周りを覆ってTe熱体(1)への
輻射熱を通過しかつ対流を抑制さUるための発熱体カバ
ーを用いることなく、発熱体(1)の直径りを小さく=
2定することがで8゛る。
(貝体例)
最後に具体的な実施例について説明する。」−記した実
施例の構成を右する温熱検知素子において、その発熱体
の直径りをD=100mn+に、供給熱♀MをM=92
.2W/+n” (1,585Mct)にそれぞれ設定
し、その検知素子について気流速を0゜1〜1.On+
/sの範囲で変化させIこときの基準状態(気流速が0
.1m/sのとぎ)からのKET事の変化量ΔKET零
を求めたところ、第9図で実際にて示Iにうな特性が1
!7られた。図の破線は同じ条件下でのSET’の変化
51△SET*の特性を示す。
施例の構成を右する温熱検知素子において、その発熱体
の直径りをD=100mn+に、供給熱♀MをM=92
.2W/+n” (1,585Mct)にそれぞれ設定
し、その検知素子について気流速を0゜1〜1.On+
/sの範囲で変化させIこときの基準状態(気流速が0
.1m/sのとぎ)からのKET事の変化量ΔKET零
を求めたところ、第9図で実際にて示Iにうな特性が1
!7られた。図の破線は同じ条件下でのSET’の変化
51△SET*の特性を示す。
また、上記と同・−の検7Jl索了に対し、室内環境の
平均輻射温度Trと気温Taとの差Tr −Taを一5
〜→−5℃の範囲で変化させたときの基準状態(Tr
=Taのとき)からの上記ΔKET¥の特性は第10図
で実線にて示t J:うにな−)だ。図中、l1lt線
は△SET’の特性を示す。
平均輻射温度Trと気温Taとの差Tr −Taを一5
〜→−5℃の範囲で変化させたときの基準状態(Tr
=Taのとき)からの上記ΔKET¥の特性は第10図
で実線にて示t J:うにな−)だ。図中、l1lt線
は△SET’の特性を示す。
しlζがって、この第9図J3よび第10図により、本
発明の温熱検知素子によると、気流速および平均幅04
温度Trと気温Taとの差Tr−Taのそれぞれの変化
に対しΔK E T ”’はΔS E −r ”との間
に極めてE′1れた相関関係があり、実際の温熱11境
に対づる検出す1一度を高め1りろことが判る。
発明の温熱検知素子によると、気流速および平均幅04
温度Trと気温Taとの差Tr−Taのそれぞれの変化
に対しΔK E T ”’はΔS E −r ”との間
に極めてE′1れた相関関係があり、実際の温熱11境
に対づる検出す1一度を高め1りろことが判る。
(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、
内部に電気ヒータを封入した中空状殻体よりなる発熱体
の寸法およびその供給熱Qを人体の湿性放熱を考慮して
特定したbのであるので、温熱検知素子の熱的平衡を人
体の熱的平衡に顕署に近似させて、実際の居住空間内に
おける温熱状態を体感と同程度に評1市することができ
る。まlζ、結果として湿性放熱を考piすることで発
熱体の寸法を小さくすることがでさ゛、よって空気調f
t+ ′R置の作動制御に最適な高精度でかつ小型の温
熱検知ふ了の提供を実現づることができるらのである。
内部に電気ヒータを封入した中空状殻体よりなる発熱体
の寸法およびその供給熱Qを人体の湿性放熱を考慮して
特定したbのであるので、温熱検知素子の熱的平衡を人
体の熱的平衡に顕署に近似させて、実際の居住空間内に
おける温熱状態を体感と同程度に評1市することができ
る。まlζ、結果として湿性放熱を考piすることで発
熱体の寸法を小さくすることがでさ゛、よって空気調f
t+ ′R置の作動制御に最適な高精度でかつ小型の温
熱検知ふ了の提供を実現づることができるらのである。
生 図面の簡!11な説明
第1図は本発明の実廠例に83ける温熱検知素子の断面
図である。第2図は球殻の場合での直径に対づる2乗平
均値の気流速に対づる変化特性図、第3図は同じく直径
が1001Hnのときの供給慈母に対り”る2@平均値
の変化特性図、第4図は同じく直径に対する最適供給熱
mの変化特性図、第5図は平均幅Ω・j温度と気温との
差の増減変化に対162亜平均値の特性図である。第6
図J5よび第7図はそれぞれ円柱殻の場合において直径
に対して2乗平均値の気流速および平均幅Q=1温麿に
34 !Jる変化1j性図であり、第8図は12体の直
(Yに対づろ対流熱伝達率の特性図である。第9図J3
J、ひ第10図はそれぞれ発熱体の直径、供給熱量を本
発明範囲内の所定値に特定したとさの気;な途おJ、び
平均輻射温度と気温との差に対するΔKET”をΔSE
T”と比較して示ず1)壮図である。
図である。第2図は球殻の場合での直径に対づる2乗平
均値の気流速に対づる変化特性図、第3図は同じく直径
が1001Hnのときの供給慈母に対り”る2@平均値
の変化特性図、第4図は同じく直径に対する最適供給熱
mの変化特性図、第5図は平均幅Ω・j温度と気温との
差の増減変化に対162亜平均値の特性図である。第6
図J5よび第7図はそれぞれ円柱殻の場合において直径
に対して2乗平均値の気流速および平均幅Q=1温麿に
34 !Jる変化1j性図であり、第8図は12体の直
(Yに対づろ対流熱伝達率の特性図である。第9図J3
J、ひ第10図はそれぞれ発熱体の直径、供給熱量を本
発明範囲内の所定値に特定したとさの気;な途おJ、び
平均輻射温度と気温との差に対するΔKET”をΔSE
T”と比較して示ず1)壮図である。
(Δ)・・・温熱検知素子、(1)・・・発熱体、(3
)・・・球殻、(4)・・・電気ヒータ、(7)・・・
熱雷対、(8)・・・輻射月料膚。
)・・・球殻、(4)・・・電気ヒータ、(7)・・・
熱雷対、(8)・・・輻射月料膚。
特 許 出 願 人 ダイキンエ桑株式会社代
理 人 前 1) 弘2束−
F均イ&S(0ご) 2乗平均値S (’C”) 2乗平均f直S(’ご) BJイ;<>gp量M(Net) 5.1♂(’C2)
理 人 前 1) 弘2束−
F均イ&S(0ご) 2乗平均値S (’C”) 2乗平均f直S(’ご) BJイ;<>gp量M(Net) 5.1♂(’C2)
Claims (1)
- (1)中空状の殻体(3)内に電気ヒータ(4)を有す
る発熱体(1)と、該発熱体(1)の表面温度Tgを測
定する温度測定器(7)とを備え、上記発熱体(1)に
熱量を供給し、その表面温度Tgに基づいて室内環境の
温熱状態を検知する温熱検知素子であって、上記発熱体
(1)の殻体(3)の寸法および発熱体(1)への供給
熱量が湿性放熱まで考慮した人体の熱的平衡特性と等価
になるように設定されていることを特徴とする温熱検知
素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61052249A JPS62259014A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 温熱検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61052249A JPS62259014A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 温熱検知素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62259014A true JPS62259014A (ja) | 1987-11-11 |
JPH0511766B2 JPH0511766B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=12909459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61052249A Granted JPS62259014A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 温熱検知素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62259014A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107461860A (zh) * | 2016-06-17 | 2017-12-12 | 深圳市安星装饰设计工程有限公司 | 一种智能新风净化系统及其控制方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56128413A (en) * | 1980-12-12 | 1981-10-07 | Showa Denko Kk | Measuring instrument to thermal environment |
JPS59104016U (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | トヨタ自動車株式会社 | 温感検出モデル |
JPS60219512A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 環境評価装置 |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP61052249A patent/JPS62259014A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56128413A (en) * | 1980-12-12 | 1981-10-07 | Showa Denko Kk | Measuring instrument to thermal environment |
JPS59104016U (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | トヨタ自動車株式会社 | 温感検出モデル |
JPS60219512A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 環境評価装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107461860A (zh) * | 2016-06-17 | 2017-12-12 | 深圳市安星装饰设计工程有限公司 | 一种智能新风净化系统及其控制方法 |
CN107461860B (zh) * | 2016-06-17 | 2019-11-08 | 深圳安星建设集团有限公司 | 一种智能新风净化系统及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0511766B2 (ja) | 1993-02-16 |
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