JPS63128228A - 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、人体に快適な室内環境を提供する空気調和装
置に対してその室内環境の温熱状態を検知するための温
熱検知素子に関し、特に、供給電力量の低減対策に関す
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度が
あり、その他の出熱環境因子として気流速、輻射などの
各物理量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ところに、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、
該発熱体の表面温文を検知する温喰検知器とを備え１．
上記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検知することにより、室内環
境の温熱状態を気流速と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） しかるに、上記従来の温熱検知素子では、発熱体の殻体
全体に電気ヒータにより熱量を供給する構造であるため
、供給熱量が太き（、このことから大きな供給電力量を
必要とするという実用上の不便さがあった。

このため、本出願人は、先に特頼昭６０−２６５３２７
号において、殻体の一部に面状電気ヒータを配設すると
ともに、該面状電気ヒータの表面濡洩を検知する温度測
定素子を設けて、面状電気ヒータにより殻体の一部のみ
を加熱し、その温度に基づいて室内環境の温熱状態を検
知することにより、加熱面積の減少分だけ供給熱量つま
り供給電力量を減少でさるようにしたものを提案してい
る。しかし、このものでは、供給熱量の減少効果を有効
に発揮するためには面状電気ヒータとしてできるだ（プ
微小な面積のものとする必要があるが、このような微小
な面状電気ヒータを製作することは困難であり、自ずと
供給電力量の減少化に限度がある。

本発明はかかる点に鑑み、上記提案の殻体の一部加熱方
式を改善づ′べくなされたものであり、通電により自己
発熱する温度測定素子を用いて面状電気ヒータ等の使用
を不要とすることにより、簡単な構造でもって供給電力
量の大幅な低減を実効あらしめることを目的とする。

（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、本発明では、サーミスタや
ダイオード等の自己発熱用温度測定素子によって電気ヒ
ータを兼用させることにある。

すなわち、具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１
図に示すように、殻体（１）の一部に、通電により自己
発熱する温度測定素子（３）を配設してなり、該温度測
定素子（３）による測定温ｉ（Ｔｇ）に基づいて気温、
気流速および輻射を考慮した体感温度を検知するように
構成したものである。

ここで、上記温度測定素子（３）は、一定電力で自己発
熱させるようにすることが、検知精度の而て゛好ましい
っ （作用） 上記の構成により、本発明では、殻体（１）の＝　　４
　　＝ 一部のみを自己発熱づる温ｍ測定素子（３）の発熱によ
って加熱するので、供給熱量つまり供給電力量を大幅に
低減することができるとともに、従来の如き電気ヒータ
を不要とすることができ、よって気温、気流速および輻
射を考慮した体感温度の検知を低電力、低コストで実現
できることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の実施例に係る空気調和装
置制御用の温熱検知素子（Ａ＞を示す。

同図において、（１）は非伝熱殻体としての円板状の熱
絶縁体であって、該熱絶縁体（１）の中心部には中心軸
に沿って表裏に貫通する貫通孔よりなる収容部（２）が
形成されている。該熱絶縁体（１）の収容部（２）には
、通電により自己発熱するとともに該収容部（２）の温
度Ｔｏを測定する温ｍ測定素子（３）が収容配設されて
おり、該温度測定素子（３）には、それに電力を供給す
るとともに測定温度Ｔ（＋の信号を出力するためのリー
ド線（４）が接続されている。この自己発熱用温度測定
素子（３）としては、サーミスタ、ダイオード、白金等
の金属抵抗体、トランジスタ、ＦＥＴなどが用いられる
。そして、第４図に示すように、定電力電源回路（５）
から上記温度測定素子（３）に一定電力を給電して該温
度測定素子（３）を所定の熱量でもって自己発熱させた
状態でその出力電圧から温度測定素子（３）の温度Ｔ９
を温度測定回路（６）により検出し、この温度Ｔ９に基
づいて室内環境の温熱状態を人体からの輻射、対流およ
び湿性放熱による熱損失を考慮した体感温度の形で検知
し、この検知信号を空調機を制御する空調機制御回路（
７）に出力するようになされている。

さらに、上記熱絶縁体（１）の表裏面（収容部（２）の
表裏開口面を含む）には、人体の皮膚ないし衣服の分光
幅ｔＡ＊に概略合致する分光輻射率を有する９例えば四
弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の弗素樹脂と酸化チタ
ン＜Ｔｉ０２）等の顔料とからなる幅制材料饗（８）が
設（プられており、人体等の輻射熱伝達率と熱絶縁体（
１）の輻射熱伝達率とを合致させて上記体感湿度を精度
良く検知するようにしているユ したがって、上記構成の温熱検知素子（Ａ）においては
、イ１効表面積の小さな自己発熱用温度測定素子（３）
の発熱により殻体としての熱絶縁体（１）の一部（収容
部（２）〉のみを加熱するものであるので、該温度測定
素子（３）への供給電力量が従来の球殻全面加熱型のも
のと較べて大幅に低減する。その結果、この温熱検知素
子（Ａ＞に対して、乾電池、蓄電池、太陽電池等の電池
を電源とすることが可能となり、ワイヤレス化できる。

このことにより、温熱検知索子〈△）を容易にかつ自由
に持ち運びできるようになり、人体イ」近に置いて人間
付近の温熱環境を正確に検知することが可能であり、こ
の人間付近の温熱環境に基づいて空気調和装置を制御す
ることによって人間の周囲環境の快適性の向上を図るこ
とができる。

特に、上記温度測定素子（３）を一定電力で自己発熱さ
せれば、上記温熱状態の検知を常時正確に行うことがで
きる。

さらに、サーミスタやダイオード等、自己発熱する温度
測定素子（３）の使用により、電気ヒータの機能を兼備
せることができるので、別途電気ヒータが不要となって
構造を簡単なものとすることができる利点がある。

また、小さな円板状温度測定素子（３）の自己発熱だけ
では対流熱伝達率が大きすぎるが、その周りに非伝熱部
分である円板状の熱絶縁体〈１）が配置されていて速吹
境界１を発達させていることにより、上記対流熱伝達率
が低下して人体と等価な伝熱特性が得られる。しがも、
上記対流熱伝達率は非伝熱部分の長さ、によっで変化す
るが、上記熱絶縁体（１）を円板状とし、かつその中心
の収容部（２）に上記温度測定素子（３）（発熱体）を
配置したので、その周囲の非伝熱部分の長さが等長とな
って方向性がなくなる。このことにより、人体の熱的平
衡特性と等価でかっ方向性のない素子（Δ）が得られる
ので、上記室内環境の温熱状態を精度良く検知すること
ができる。

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

さらに、上記実施例では、収容部（２）が熱絶縁体（１
）の表裏に開口していて、１個の自己発熱用温度測定素
子（３）によって表裏両方の温熱状態を検知することが
でき、省電力化を一層図る口とができる。しかも、この
ような円板状熱絶縁体（１）の場合、川向きにより放熱
特性に変化が生じることが懸念されるが、放熱面が表裏
２面であるため、熱伝達の角面依存性は小さく問題がな
い。これは、第４図に示すように、各種レイノルズ数Ｒ
ｅ　　（気流速を表わす無次元数）において角度に対す
るヌセルト数ＮＬ１（熱伝達率を表わす無次元数）の特
性から、角度変化に対してＮ　Ｉ＋がほぼ一定であるこ
とからも実証される。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも旬含するものである。例えば、上
記実施例では、殻体として円板状の熱絶縁体（１）を採
用したが、その他、方形、Ｇ角形、８角形等の平板を用
いてもよく、その場合、平板の中央部に自己発熱用温度
測定素子（３）を配置すれば、対流熱伝達率の方向性を
ほぼ満足させることができる。また、殻体として、平板
状の伯、第５図に示すように球形の殻体（１′　）、第
６図に示すように円筒状の殻体（１′）を用いてもよく
、その他回転楕円体等でもよい。この場合には、風向き
による放熱特性の変化を少なくするため、球形又は円筒
形の殻体（１′〉のほぼ１８０’位相差のある部位にそ
れぞれ自己発熱用温度測定素子（３）、（３）を配置す
るようにしている。

（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、
殻体の一部を自己発熱する温度測定素子の発熱によって
加熱するようにしたので、室内環境の温熱状態検知のた
めの供給電力量を大幅に低減することができるとともに
、電気ヒータの不要により構造を簡略なものとすること
ができ、室内環境の温熱状態の検知を低電力、低コスト
で実現できる。しかも、電池による電力供給が可能とな
って自由に持運び可能となり、人間付近の堀熱環境を適
確に検知でき、これに基づく空気調和装置の制御により
人間の周囲環境の快適性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す温熱検知素子の断面図、
第２図は同表面の輻射材料層を取除いた状態での正面図
、第３図は同全体概略構成を示すブロック図、第４図は
熱伝達の角面依存性を示す特性図である。第５図および
第６図はそれぞれ殻体が球形および円筒形の場合の変形
例を示す概略斜視図である。 （１）・・・熱絶縁体、（１′）・・・殻体、（３）・
・・自己発熱用′ｇＡ度測定素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）殻体（１）の一部に、通電により自己発熱する温
   度測定素子（３）を配設してなり、該温度測定素子（３
   ）による測定温度（Ｔｇ）に基づいて気温、気流速およ
   び輻射を考慮した体感温度を検知するようにしたことを
   特徴とする温熱検知素子。
2. （２）温度測定素子（３）を、一定電力で自己発熱させ
   るように構成した特許請求の範囲第（１）項記載の温熱
   検知素子。