JPH0678920B2 - 温熱検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、人間に快適な環境を提供する空気調和装置に
おける環境の温熱状態を検知する温熱検知装置に関する
ものである。

従来の技術 従来この種の温熱検知装置は、第５図に示すように、発
熱体１を人体と熱的特性が概略一致するゼリー状物質か
らなる被覆体２で被覆するとともに、前記被覆体２の温
度を検知する熱電対でなる検知体３を具備し、前記被覆
体２の外側には多数の通気孔４を有しかつ輻射熱を透過
するポリエチレン等の樹脂で球形に成型されたカバー５
が設けられ、前記発熱体１への電力供給線６と、前記検
知体３からの信号線７が具備された構成の温熱検知素子
が出願されており（例えば特開昭60−170731号公報）こ
の素子を用いて、前記電力供給線６に一定の電力を供給
しつつ、前記信号線７より環境の温熱状態に応じた信号
を得るようになっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、気温・気流速・輻
射温の検知は行なえるが、温冷感に影響を与えるもう一
つの要素である温度の影響を検知して湿度を考慮した温
熱状態の判定が出来ないという問題点を有していた。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、少ない
部品構成と簡潔な構造を維持しながら、湿度・気温・気
流・輻射温の温熱的影響の一括検知及び人体の温熱感覚
に対応した信号の出力を行ない、これによって空気調和
装置を従来に比較してよりきめ細かく制御し、快適な温
熱空間を提供できる情報を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の温熱検知装置は、
開口部を有し光熱に対する内面の反射性が良好な中空体
と、前記中空体の開口部に設けた多孔状カバーと、前記
中空体内部に設けた自身の温度により電気抵抗が変化す
る物質からなる発熱素子と、前記発熱素子を一定の温度
に維持する制御手段と、湿度を検知する湿度センサと、
前記制御手段から前記発熱素子へ供給される電力及び前
記湿度センサの出力から環境の温熱状態を判断する判断
手段とからなる構成としたものである。

作 用 本発明は上記した構成によって、前記発熱素子が多孔状
カバーを通して直接あるいは中空体内面で反射して、周
囲の物体及び日射と輻射熱交換するとともに周囲気流に
よって生じる中空体内部の二次気流と対流熱交換を行な
い、さらに前記多孔状カバーが周囲の物体及び日射と輻
射熱交換することにより前記多孔状カバー及び前記中空
体が加熱または冷却されることにより前記発熱体との間
で輻射熱交換をするとともに伝導によりその一部の熱が
授受される。このとき前記中空体の形状および寸法は、
前記発熱素子と周囲環境との対流熱伝達および輻射熱伝
達の割合が人体のそれと概略一致するように形成してい
るため、前記発熱素子を前記制御手段によって一定温度
に維持するための負荷の大小が人体の体温を一定に維持
するための負荷に対応して得られる。この負荷を電気信
号として取り出し、湿度センサの出力によって補正する
ことによりこの出力から湿度を考慮した人体の温熱感覚
を判断することが出来るため、この判断に基づいて空気
調和装置を制御することにより、快適な空間を容易に実
現することができるのである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図に示すブロック図において８はサーミスタを用い
た発熱素子であり、第２図の一部切欠斜視図に詳しく示
すように、光熱に対して反射性の良好なアルミニウムで
内面９をメッキした樹脂性の中空体10に細かい開口を表
面を艶消黒色で塗装してある多孔状カバー11を設け、さ
らに前記中空体10の外側に発砲スチロール製の断熱部12
から構成されている。

前記発熱素子８は制御手段13により、常に一定の温度に
発熱するよう制御され、このときの前記制御手段13の制
御負荷の信号と湿度センサ14の信号とから判断手段15に
おいて人体の温熱感覚に対応する情報が得られる。

第３図は前記制御手段13の一実施例であるが、前記発熱
素子８と、演算増幅器16及び固定抵抗器17、固定抵抗器
18、固定抵抗器19とで前記発熱素子８の温度を一定に制
御する構成としている、回路を動作させると前記発熱素
子８は前記固定抵抗器17、前記固定抵抗器18、前記固定
抵抗器19の抵抗値と前記発熱素子８の温度−抵抗特性で
決定されるある一定温度に発熱するが、ここで環境の気
温・風速・輻射温度の何れかが変化して発熱素子８の温
度を低下させるように働くと、サーミスタである発熱素
子８の抵抗が上りｂ点の電位が上昇するので、前記演算
増幅器16によりａ点とｂ点の電位差が増幅されｃ点の電
位が上昇しその結果前記発熱素子８に流れる電流が増加
する、この電流の増加により前記発熱素子８の発熱量が
大きくなり、前記発熱素子８の温度が上昇し、元の温度
で安定する。

このときｂ点あるいはｃ点の電位を前記制御手段13に取
り出して以下の処理に移行する。

前記発熱素子８の表面と環境との熱収支は次式で示され
る。

Ｑ＝α_c(T_s−T_a)＋α_r(T_s−T_r) ただし、 Q:発熱素子の単位表面積当りの放熱量（発熱素子の温度
を一定に制御するための負荷） α_ｃ：発熱素子と環境との対流熱伝達率 Ｔ_ｓ：発熱素子の温度（一定に制御） Ｔ_ａ：気温 α_ｒ：発熱素子と環境との輻射熱伝達率 Ｔ_ｒ：周囲輻射温度 前記内面９は放物曲線面で構成され前記発熱素子８を前
記内面９の放物曲線面の概ね焦点の位置に設けてあるこ
とにより、前記多孔状カバー11を通して周囲環境からの
輻射を前記発熱素子８に収束させるとともに、前記発熱
素子８は、周囲を中空体10により囲まれた窪みの中に設
置しかつ前記多孔状カバー11を介することにより、前記
発熱素子８に直接接触する気流の速度を大きく減衰させ
るよう構成しているため、前記発熱素子８の輻射熱伝達
率α_r及び対流熱伝達率α_cを人体の輻射熱伝達率及び平
均対流熱伝達率と概略等しくすることができ、前記発熱
素子８を一定温度に維持する熱負荷は、同じ環境で人体
がその体温を維持するに必要な熱負荷と高い相関が得ら
れる。判断手段15はワンチップマイコンROMの中に第５
図に示すような前記制御手段13からの負荷信号を湿度セ
ンサ14のデータで補正して得られる人体の温熱感覚との
関係を、数式あるいはテーブルのかたちでもっており、
これによってその環境における気温・気流・輻射温・湿
度によって生じる人体の温熱感覚とほぼ等価な出力が得
られるので、この感覚が中立になるように空調機器を制
御すれば、常に快適な環境が維持される。

上記構成によれば、発熱素子を一定に発熱させる負荷
と、湿度センサからの信号をマイコンのメモリに備えた
テーブルあるいは数式により処理するため簡単に判定す
ることが可能である。

発明の効果 以上のように本発明の温熱検知装置によれば次の効果が
得られる。

気温・気流・輻射温を一括検知する素子と、湿度を検知
する素子の２個の素子により、温冷感に影響する環境の
主要な４要素を全て検知し、人体の温冷感を判断するた
め、環境の温熱状態が正確に把握でき、従ってきめ細か
な空調機器の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の温熱検知装置の構成を示す
ブロック図、第２図は同温熱検知装置の発熱素子および
中空体の構成を示す一部切欠斜視図、第３図は同温熱検
知装置の制御手段の回路図、第４図は同温熱検知装置の
判断手段での判断内容を示す特性図、第５図は従来の温
熱検知装置の検知体の構造を示す一部切欠斜視図であ
る。 ８……発熱素子、10……中空体、11……多孔状カバー、
12……断熱部、13……制御手段、14……湿度センサ、15
……判断手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉口部を有し光熱に対する内面の反射性が
   良好な中空体と、前記中空体の開口部に設けた多孔状カ
   バーと、前記中空体内部に設けた自身の温度により電気
   抵抗が変化する物質からなる発熱素子と、前記発熱素子
   を一定の温度に維持する制御手段と、湿度を検知する湿
   度センサと、前記制御手段から前記発熱素子へ供給され
   る電力及び前記湿度センサの出力から環境の温熱状態を
   判断する判断手段とからなる温熱検知送信装置。