(57)【要約】【課題】ユーザー毎の温冷感を高精度に評価し、温冷感に基づいて空調を制御することができる空調制御システムを提供する。【解決手段】空調制御システムは、空間Ｓ内の温度を計測する温度計測部２１と、空間Ｓ内のユーザーＴの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部２５と、温度計測部２１により計測された温度と皮膚温度計測部２５により計測された皮膚温度とから、ユーザーＴの輻射放熱量を算出する放熱量算出部３と、予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部４と、記憶部４に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部３により算出された輻射放熱量から、ユーザーＴの現在の温冷感を評価する温冷感評価部５と、温冷感評価部５により評価された温冷感に基づいて、空間Ｓの空調を行う空調部７４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内の温度を計測する温度計測部と、
前記空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、
前記温度計測部により計測された温度と前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、前記ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、
予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、
前記温冷感評価部により評価された温冷感に基づいて、前記空間の空調を行う空調部と
を備える空調制御システム。
【請求項２】
前記空調部は、前記温冷感評価部により評価される温冷感について、上限値及び下限値が設定され、前記温冷感評価部により評価される温冷感が、前記上限値及び下限値の範囲内となるように前記空間の空調を行う請求項１に記載の空調制御システム。
【請求項３】
前記温度計測部は、前記空間内の気温及び輻射温度の少なくともいずれかを計測する請求項１又は２記載の空調制御システム。
【請求項４】
前記空間の風速を計測する風速計測部を更に備え、
前記温度計測部は、前記空間内の気温を計測し、
前記放熱量算出部は、前記温度計測部により計測された気温、前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度及び前記風速計測部により計測された風速から前記ユーザーの対流放熱量を算出し、
前記記憶部は、予め決定された輻射放熱量及び対流放熱量の和と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶し、
前記温冷感評価部は、前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量及び対流放熱量の和から、ユーザーの現在の温冷感を評価する請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調制御システム。
【請求項５】
空間内の温度を計測する温度計測部と、
前記空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、
前記温度計測部により計測された温度と前記皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、前記ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、
予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、前記放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、
前記温冷感評価部により評価されたユーザーの現在の温冷感を表示する表示部と
を備える温冷感評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の対象に対する印象を評価する空調制御システム及び温冷感評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予測平均温冷感（ＰＭＶ）を用いてユーザーの温冷感を算出することにより空調制御を行う空調制御システムが知られている（特許文献１参照）。ＰＭＶは、温度、風速などの環境的な要素と、着衣量、作業量の人間側の要素とからユーザーの温冷感の平均を予測した指標である。暑くも寒くもない状態、すなわち温冷感がどちらでもない状態は、人体の産熱と放熱が等しい状態とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９０９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ユーザーの産熱及び放熱には個人差があるため、ユーザーの温冷感には個人差があるが、特許文献１に記載の発明は、ユーザー毎の個人差に対応することができない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑み、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる空調制御システム及び温冷感評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、空間内の温度を計測する温度計測部と、空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、温度計測部により計測された温度と皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、温冷感評価部により評価された温冷感に基づいて、空間の空調を行う空調部とを備える空調制御システムであることを要旨とする。
【０００７】
本発明の第２の態様は、空間内の温度を計測する温度計測部と、空間内のユーザーの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部と、温度計測部により計測された温度と皮膚温度計測部により計測された皮膚温度とから、ユーザーの輻射放熱量を算出する放熱量算出部と、予め決定された輻射放熱量と温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部により算出された輻射放熱量から、ユーザーの現在の温冷感を評価する温冷感評価部と、温冷感評価部により評価されたユーザーの現在の温冷感を表示する表示部とを備える温冷感評価装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザー毎の熱移動を考慮することにより、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる空調制御システム及び温冷感評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る空調制御システムの基本的な構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空調制御システムが用いる輻射放熱量と温冷感との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空調制御システムが用いる輻射放熱量及び対流放熱量の和と温冷感との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
（空調制御システム）
本発明の実施の形態に係る空調制御システムは、図１に示すように、温冷感評価装置１と、空調装置７とを備える。温冷感評価装置１は、室内等の所定の空間Ｓに存在するユーザー（被験者）Ｔの温冷感を評価する。空調装置７は、温冷感評価装置１により評価された温冷感に基づいて、空間Ｓの空調を行う。
【００１２】
温冷感評価装置１は、環境情報計測部２と、ユーザーＴの皮膚温度を計測する皮膚温度計測部２５と、放熱量算出部３と、記憶部４と、温冷感評価部５と、温冷感表示部６とを備える。
【００１３】
環境情報計測部２は、空間Ｓにおける環境に関する情報を計測する。環境情報計測部２は、温度計測部２１と、空間Ｓにおける風速を計測する風速計測部２４とを備える。温度計測部２１は、空間Ｓの気温を計測する気温計測部２２と、空間Ｓに存在する物体の輻射温度を計測する輻射温度計測部２３とを備える。
【００１４】
放熱量算出部３は、輻射放熱量算出部３１と、対流放熱量算出部３２とを備える。輻射放熱量算出部３１は、温度計測部２１により計測された温度と、皮膚温度計測部２５により計測された皮膚温度とから、所定の周期でユーザーＴの輻射放熱量Ｑｒを逐次算出する。輻射放熱量Ｑｒは、ユーザーＴの輻射による放熱量である。
【００１５】
輻射放熱量Ｑｒは、人体から外部への放熱量の一部である。輻射放熱量Ｑｒは、概ね、人体から外部への放熱量全体の４０−５０％程度を占める。輻射放熱量Ｑｒは、空間Ｓに存在する物体の温度ｔｗ、ユーザーＴの皮膚温度ｔｓとすると、式（１）のように表される。
Ｑｒ＝ｓ×σ×（ｔｓ４−ｔｗ４）                            …（１）
但し、ｓは皮膚の放射率、σは、ステファン・ボルツマン定数である。
【００１６】
輻射放熱量Ｑｒは、温度ｔｗの代わりに、空間Ｓに存在する物体の輻射温度ｔｒから算出されてもよい。輻射温度ｔｒを用いる場合、輻射放熱量Ｑｒは、輻射熱伝達率ｈｒ、ユーザーＴの露出している皮膚の面積を示す有効面積Ａとすると、式（２）のように表される。
Ｑｒ＝ｈｒ×（ｔｓ−ｔｒ）×Ａ                              …（２）
【００１７】
対流放熱量算出部３２は、温度計測部２１により計測された温度と、風速計測部２４により計測された風速と、皮膚温度計測部２５により計測された皮膚温度とから、所定の周期でユーザーＴの対流放熱量Ｑｃを逐次算出する。対流放熱量Ｑｃは、ユーザーＴの対流による放熱量である。
【００１８】
対流放熱量Ｑｃは、空間Ｓの気温ｔａ、ユーザーＴの皮膚温度ｔｓ、空間Ｓにおける風速ｖ、対流放熱伝達率ｈｃ、有効面積Ａとすると、式（３）のように表される。
Ｑｃ＝ｈｃ×（√ｖ）（ｔｓ−ｔａ）×Ａ                      …（３）
【００１９】
記憶部４は、例えば図２に示すように、予め決定された輻射放熱量Ｑｒと温冷感との関係を示す温冷感情報を記憶する。温冷感情報は、例えば、予め複数の被験者に空調環境を変化させながら、被験者に温冷感をアンケートし、温冷感毎に、対応する時刻における輻射放熱量Ｑｒを２次元にプロットすることにより決定される。温冷感は、例えば−３．５〜３．５の値ｎを指標とする。温冷感は、例えば、ｎ≦−２．５の場合非常に寒い、−２．５＜ｎ≦−１．５の場合寒い、−１．５＜ｎ≦−０．５の場合やや寒いと評価される。また、温冷感は、例えば、−０．５＜ｎ≦０．５の場合どちらでもない、０．５＜ｎ≦１．５の場合やや暑い、１．５＜ｎ≦２．５の場合暑い、２．５＜ｎの場合非常に暑いと評価される。
【００２０】
輻射放熱量Ｑｒは、温度ｔｗを被験者が存在する空間の気温とすることにより算出されることができる。図２に示すように、温冷感と輻射放熱量Ｑｒとの関係を示すデータに対して、回帰分析等により決定された関係式Ｒは、温冷感情報として記憶部４に記憶される。
【００２１】
温冷感評価部５は、記憶部４に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部３により算出された輻射放熱量Ｑｒから、ユーザーＴの現在の温冷感を逐次評価する。例えば、放熱量算出部３により算出された輻射放熱量Ｑｒが０．０４である場合、ユーザーＴの温冷感を示す値ｎは０．５程度と評価される。温冷感評価部５は、評価した温冷感を示す値ｎを空調装置７に入力する。
【００２２】
また、温冷感評価部５は、記憶部４に記憶された温冷感情報を用いて、放熱量算出部３により算出された輻射放熱量Ｑｒ及び対流放熱量Ｑｃの和から、ユーザーＴの現在の温冷感を逐次評価するようにしてもよい。この場合、記憶部４に記憶される温冷感情報は、図３に示すように、輻射放熱量Ｑｒ及び対流放熱量Ｑｃの和と、温冷感との関係を示す。温冷感情報は、例えば、予め複数の被験者に空調環境を変化させながら、被験者に温冷感をアンケートし、温冷感毎に、対応する時刻における輻射放熱量Ｑｒ及び対流放熱量Ｑｃの和を２次元にプロットすることにより決定される。
【００２３】
温冷感表示部６は、温冷感評価部５により評価されたユーザーＴの現在の温冷感を表示する。温冷感表示部６は、例えば液晶モニター等の表示装置からなる。ユーザーＴは、温冷感表示部６に表示された温冷感を見ることにより、空間Ｓにおける環境及び環境の変化を認知することができる。
【００２４】
空調装置７は、空調制御部７１と、空調部７４とを備える。空調制御部７１は、温冷感評価部５により評価された温冷感に基づいて、空調部７４の駆動を制御する。空調部７４は、例えば熱交換器、送風ファン、ルーバー等からなり、空調制御部７１の制御に応じて空間Ｓの空調を行う。
【００２５】
空調制御部７１は、温度制御部７２と、風速制御部７３とを備える。温度制御部７２は、空調部７４が空間Ｓに送風する空気の温度を制御する。風速制御部７３は、空調部７４が空間Ｓに送風する風速を制御する。温度制御部７２及び風速制御部７３は、温冷感評価部５により評価された温冷感が０に近づくように空調部７４を制御する。
【００２６】
また、空調制御部７１は、温冷感評価部５により評価された温冷感について、図２に示すように、上限値ＱｒＨ及び下限値ＱｒＬが設定されてもよい。この場合、温度制御部７２及び風速制御部７３は、温冷感評価部５により評価された温冷感が、上限値ＱｒＨから下限値ＱｒＬまでの範囲内となるように、空調部７４の駆動を制御する。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る環境制御システムによれば、ユーザーＴ毎の輻射放熱量Ｑｒを算出することにより、ユーザーＴ毎の熱移動を考慮して、ユーザー毎の温冷感を高精度に評価することができる。また、本発明の実施の形態に係る環境制御システムは、輻射放熱量Ｑｒ及び対流放熱量Ｑｃの和を用いることにより、ユーザー毎の温冷感を更に高精度に評価することができる。
【００２８】
また、本発明の実施の形態に係る環境制御システムによれば、高精度に評価されたユーザー毎の温冷感に基づいて適切な空調を行うことにより、ユーザーＴの快適性を向上することができる。
【００２９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３０】
上記のように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１  温冷感評価装置
３  放熱量算出部
４  記憶部
５  温冷感評価部
６  温冷感表示部
２１  温度計測部
２４  風速計測部
２５  皮膚温度計測部
７４  空調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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