JPH0715394B2 - 温熱検知装置 - Google Patents
温熱検知装置Info
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- JPH0715394B2 JPH0715394B2 JP16003288A JP16003288A JPH0715394B2 JP H0715394 B2 JPH0715394 B2 JP H0715394B2 JP 16003288 A JP16003288 A JP 16003288A JP 16003288 A JP16003288 A JP 16003288A JP H0715394 B2 JPH0715394 B2 JP H0715394B2
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
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。
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６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、人体の温冷感を判断するようになっていた。
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、人体の温冷感を判断するようになっていた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、環境の気温、気
流、輻射温の影響を総合して判断することはできるが、
個々の要素がどのように影響しているかを検知すること
は不可能であった。
流、輻射温の影響を総合して判断することはできるが、
個々の要素がどのように影響しているかを検知すること
は不可能であった。
本発明はかかる従来の課題を解消するもので、簡単な構
成で、気温・気流・輻射温の温熱的影響の一括検知とと
もに、輻射温による温熱的影響も検知できることを目的
とする。
成で、気温・気流・輻射温の温熱的影響の一括検知とと
もに、輻射温による温熱的影響も検知できることを目的
とする。
課題を解決するための手段 上記課題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、前記中空体の外周を覆うように設けた断熱性の良い
材料からなる断熱部と、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、周囲気
温を検知する気温センサーと、前記発熱素子を異なる設
定温度に維持する制御手段と、前記気温センサーの出力
から前記発熱素子へ供給される電力を予測する予測手段
と、前記予測手段からの出力と前記発熱素子へ供給され
る電力とを比較し輻射温の人体への影響を演算する演算
部とからなる構成としたものである。
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、前記中空体の外周を覆うように設けた断熱性の良い
材料からなる断熱部と、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、周囲気
温を検知する気温センサーと、前記発熱素子を異なる設
定温度に維持する制御手段と、前記気温センサーの出力
から前記発熱素子へ供給される電力を予測する予測手段
と、前記予測手段からの出力と前記発熱素子へ供給され
る電力とを比較し輻射温の人体への影響を演算する演算
部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
Ts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ため、これから人
体の温冷感を判断することができる。さらに前記気温セ
ンサーの出力から前記発熱素子へ供給される電力を予測
する予測手段の出力と前記発熱素子へ供給される電力と
を比較した情報を加えることにより前記演算部における
簡単な計算で環境の輻射温による影響を求めることがで
きる。この温冷感の判断と輻射温による影響に基づいて
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。
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
Ts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ため、これから人
体の温冷感を判断することができる。さらに前記気温セ
ンサーの出力から前記発熱素子へ供給される電力を予測
する予測手段の出力と前記発熱素子へ供給される電力と
を比較した情報を加えることにより前記演算部における
簡単な計算で環境の輻射温による影響を求めることがで
きる。この温冷感の判断と輻射温による影響に基づいて
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。
る。
第１図に示すブロック図において10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11をメッキした樹脂性の中空体12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13を設け、さ
らに前記中空体12の外側に発泡スチロール製の断熱部14
から構成されている。
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11をメッキした樹脂性の中空体12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13を設け、さ
らに前記中空体12の外側に発泡スチロール製の断熱部14
から構成されている。
内面11は放物曲線面で構成され前記発熱素子10を前記内
面11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13を通して周囲環境からの輻射
を前記発熱素子10に収束させるとともに、前記発熱素子
10は、周囲を中空体12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13を介することにより、前記発熱
素子10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10の輻射熱伝達率及
び対流熱伝達率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10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。さら
にこの熱負荷と人体の温冷感との相関がある。すなわち
前記発熱素子10は制御手段15により、前記発熱素子10が
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15の制御負荷の信号から人体の温熱感覚に対応す
る情報が得られる。
面11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13を通して周囲環境からの輻射
を前記発熱素子10に収束させるとともに、前記発熱素子
10は、周囲を中空体12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13を介することにより、前記発熱
素子10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10の輻射熱伝達率及
び対流熱伝達率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10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。さら
にこの熱負荷と人体の温冷感との相関がある。すなわち
前記発熱素子10は制御手段15により、前記発熱素子10が
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15の制御負荷の信号から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15の一実施例であるが、前記発熱
素子10と、演算増幅器17及び固定抵抗器18、固定抵抗器
19、固定抵抗器20とで前記発熱素子10の温度を一定の温
度Ts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10は前記固定抵抗器18、前記固定抵抗器19、
前記固定抵抗器20の抵抗値と前記発熱素子10の温度−抵
抗特性で決定されるある−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10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10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17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10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10の
発熱量が大きくなり、前記発熱素子10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
により、前記発熱素子10の発熱に要する負荷Ｑが得られ
る。前記発熱素子10を設定温度Tsに維持したときの前記
発熱素子10の表面と環境との熱収支は次式で示される。
素子10と、演算増幅器17及び固定抵抗器18、固定抵抗器
19、固定抵抗器20とで前記発熱素子10の温度を一定の温
度Ts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10は前記固定抵抗器18、前記固定抵抗器19、
前記固定抵抗器20の抵抗値と前記発熱素子10の温度−抵
抗特性で決定されるある−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10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10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17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10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10の
発熱量が大きくなり、前記発熱素子10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
により、前記発熱素子10の発熱に要する負荷Ｑが得られ
る。前記発熱素子10を設定温度Tsに維持したときの前記
発熱素子10の表面と環境との熱収支は次式で示される。
Ｑ＝αｃ（Ts−Ta）＋αｒ（Ts−Tr） ……（１） 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） αc:発熱素子と環境との対流熱伝達率 Ts :発熱素子の温度（一定に制御） Ta :気温 αr:発熱素子と環境との輻射熱伝達率 Tr :周囲輻射温度 一方、環境の気温と輻射温度が等しい場合の前記発熱素
子10の熱収支は、以下のようになる。
子10の熱収支は、以下のようになる。
Ｑ′＝（αｃ＋αｒ）×（Ts−Ta） ……（２） ここで、第４図に示すブロック図において、多孔状カバ
13の近傍に設け、周囲気温を検出する気温センサー22の
出力から前記発熱素子10へ供給される電力を予測する予
測手段16は、第５図に示す気流をパラメータとして気温
センサー22の出力と発熱素子10へ供給される電力との関
係、すなわち（２）式を記憶している記憶部25と、気流
の値を入力する気流入力部24と気温センサー22の出力を
入力する気温入力部23と、前記入力部23、24からの出力
により記憶部25から予測値を取り出し出力する出力部26
とからなり、空気調和装置の風量設定により気流入力部
24に入力された気流の値と、気温入力部23に入力された
気温センサー22の出力とから出力部26において記憶部25
に記憶されている発熱素子10へ供給される電力の予測値
Ｑ′を出力する。
13の近傍に設け、周囲気温を検出する気温センサー22の
出力から前記発熱素子10へ供給される電力を予測する予
測手段16は、第５図に示す気流をパラメータとして気温
センサー22の出力と発熱素子10へ供給される電力との関
係、すなわち（２）式を記憶している記憶部25と、気流
の値を入力する気流入力部24と気温センサー22の出力を
入力する気温入力部23と、前記入力部23、24からの出力
により記憶部25から予測値を取り出し出力する出力部26
とからなり、空気調和装置の風量設定により気流入力部
24に入力された気流の値と、気温入力部23に入力された
気温センサー22の出力とから出力部26において記憶部25
に記憶されている発熱素子10へ供給される電力の予測値
Ｑ′を出力する。
次に演算部16において、予測手段21からの出力Ｑ′と前
記発熱素子10へ供給される電力Ｑとを比較し輻射温の人
体への影響を演算する。
記発熱素子10へ供給される電力Ｑとを比較し輻射温の人
体への影響を演算する。
すなわち、（１）式−（２）式より Ｑ−Ｑ′＝αｒ（Ta−Tr） ……（３） となり、人体への輻射の影響の正確な検知が可能であ
る。
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。
得られる。
発熱素子と気温センサの２つの素子で気温・気流・輻射
温の３つの要素を人体の温熱感覚への総合的な効果と、
輻射温の影響とを検知することが可能であり、これらの
情報により環境の温熱状態のモニタおよび空調機器の最
適制御が可能である。
温の３つの要素を人体の温熱感覚への総合的な効果と、
輻射温の影響とを検知することが可能であり、これらの
情報により環境の温熱状態のモニタおよび空調機器の最
適制御が可能である。
第１図は本発明の一実施例を示す温熱検知装置のブロッ
ク図、第２図は同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図は同装置の制御手段を示す
回路図、第４図は同装置の予測手段を示すブロック図、
第５図は同装置の予測手段での記憶内容を示す特性図、
第６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。 10……発熱素子、12……中空体、13……多孔状カバー、
14……断熱部、15……制御手段、16……演算部、21……
予測手段、22……気温センサ。
ク図、第２図は同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図は同装置の制御手段を示す
回路図、第４図は同装置の予測手段を示すブロック図、
第５図は同装置の予測手段での記憶内容を示す特性図、
第６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。 10……発熱素子、12……中空体、13……多孔状カバー、
14……断熱部、15……制御手段、16……演算部、21……
予測手段、22……気温センサ。
Claims (2)
- 【請求項１】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、前記中空体の外周を覆うように設けた
断熱性の良い材料からなる断熱部と、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、周囲気温を検知する気温センサーと、前記発熱素
子を設定温度に維持する制御手段と、前記気温センサー
の出力から前記発熱素子へ供給される電力を予測する予
測手段と、前記予測手段からの出力と前記発熱素子へ供
給される電力とを比較し輻射温の人体への影響を演算す
る演算部とからなる温熱検知装置。 - 【請求項２】予測手段は、気流をパラメータとして気温
センサーの出力と発熱素子へ供給される電力との関係を
記憶している記憶部と、気流の値を入力する気流入力部
と気温センサーの出力を入力する気温入力部と、前記入
力部からの出力により記憶部から予測値を取り出し出力
する出力部とからなる特許請求の範囲第１項記載の温熱
検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16003288A JPH0715394B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 温熱検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16003288A JPH0715394B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 温熱検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210115A JPH0210115A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0715394B2 true JPH0715394B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15706479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16003288A Expired - Fee Related JPH0715394B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 温熱検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715394B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110398512A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-01 | 武汉国灸科技开发有限公司 | 自发热艾灸贴的温度测试装置 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP16003288A patent/JPH0715394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0210115A (ja) | 1990-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |