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間欠暖房条件でのエネルギー消費と温冷感に関する実験的研究

間欠暖房条件でのエネルギー消費と温冷感に関する実験的研究. ～冬期の住宅を想定した人工気候室内実験家屋における実験～. 1993141 　大石　健二 1993160 　加藤　綾樹 1993440 　森反　優貴. スイッチを ON にしたままで、 常時運転 すること （室温等に 時間的な変動を持たない ）. スイッチを 必要な時だけ ON,OFF にして運転すること （室温等に 時間的変動を持つ ）. まず、はじめに・・・. 連続暖房とは. 間欠暖房とは. 過去の研究では・・・. ほとんどが、室温等に時間的な変化を持たない 連続暖房を対象としている.

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間欠暖房条件でのエネルギー消費と温冷感に関する実験的研究

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  1. 間欠暖房条件でのエネルギー消費と温冷感に関する実験的研究間欠暖房条件でのエネルギー消費と温冷感に関する実験的研究 ～冬期の住宅を想定した人工気候室内実験家屋における実験～ 1993141　大石　健二 1993160　加藤　綾樹 1993440　森反　優貴

  2. スイッチをONにしたままで、常時運転することスイッチをONにしたままで、常時運転すること （室温等に時間的な変動を持たない） スイッチを必要な時だけON,OFFにして運転すること （室温等に時間的変動を持つ） まず、はじめに・・・ 連続暖房とは 間欠暖房とは

  3. 過去の研究では・・・ ほとんどが、室温等に時間的な変化を持たない 連続暖房を対象としている しかし！！！ 寒冷地を除くほとんどの地域では冬期でも 間欠暖房が主である 研究背景と目的 暖房環境のエネルギー消費と温冷感に関する研究

  4. 暖房開始時からの過渡期における 時間変化を 探る必要がある！ ・快適性 ・エネルギー消費 .….など そこで！！！ 実態に即した暖房環境の評価のためには

  5. 終了時 ●エネルギー消費 ●室内温度分布 ●人体の温熱感覚（被験者実験） 時間変化 本実験の目的 間欠暖房時の室内環境に関して 暖房開始時 暖房方式でどう変化するかを 調べることを目的とした

  6. 本実験 連続暖房実験で求めたそれぞれの暖房機器の快適な設定温度を 間欠暖房実験の立ち上げてからの 到達目標温度とした 実験の流れ プレ実験 連続暖房実験を行い、それぞれの 　　暖房機器の目標となる快適な 　　　設定温度を模索し決定した

  7. 自由に設定できる！ 実験施設 場所 （独立行政法人）建築研究所にある 　　　人工気候室内　実大実験家屋 特徴 室内外温度差 気密性 機械換気量

  8. 床暖房：FH パネルヒーター：PH EH エアコン：AC SC 実験施設 4,500 2,700

  9. T型熱電対 375 グローブ温度計 750 EH SC 被験者席 375 750 測定室状況写真 実験施設 1階平面図 4,500 2,700

  10. ●アンケート申告 ●皮膚表面温度 1分毎に測定した 被験者の概要 被験者データ 被験者の状態：椅座安静　（想定代謝量：1.0met） 測定内容

  11. 部位別１６箇所についての申告も行なった アンケート申告の概要 アンケートの申告項目 温冷感 乾湿感 気流感 快適感 7段階 5段階 2段階 3段階 連続暖房実験：３０分後に申告 間欠暖房実験：開始後１時間は５分毎 　　　　　　　　　　　　　　　残りの１時間は１５分毎に申告

  12. 皮膚表面温度 前頭 腹 手の甲 前腕 大腿 下腿 足の裏 足の甲 被験者の左側の部位を測定

  13. 椅座で被験者の隣に常に設置した 被験者と同一とした 16部位に分割されている 36.4℃ ～役割～ ○　室内環境が人体に与える影響を被験者の模擬として測定 ○　個人差が出ないように客観的にデータを採取することができる ●皮膚表面温度変化 ●　発熱量1分毎に測定した 各実験ケースでの サーマルマネキンの概要 状態： 着衣： 部位： 体深部温度設定：

  14. 被験者とマネキンが着用した衣服一覧

  15. 着衣熱抵抗 clo値が大きいほど熱抵抗は大きい 厚着ほどclo値は大きく、薄着ほど小さくなる 裸体の状態は0cloを表す マネキンでの着衣熱抵抗の測定結果 1.09clo≒冬季の男性のスーツ姿 clo値とは？

  16. 一人30分間：3人で合計90分間 被験者実験 測定終了後に記入 アンケート申告 連続暖房の実験条件

  17. 室外温度： 40％ 5.0℃ 相対湿度： 相当隙間面積： 2.0cm2/m2 隣室温度： 15℃以上 次世代省エネ基準Ⅰ地域相当 換気量： 断熱性能： 40m3/h 連続暖房の実験条件

  18. 予測平均温冷感申告 （PredictedMeanVote） 温熱6要素 快適と感じる範囲！ 気温 湿度 風速 放射温度 代謝量 着衣量 PMVとは？

  19. 快適性が高い！ PMV ●PMV 温冷感 △乾湿感 ◇快適感 申告値 22℃24℃26℃ 500W 600W 700W 50℃55℃60℃ AC PH FH 図５　アンケート申告の結果およびPMV

  20. 選定条件 PMV ●PMV 温冷感 △乾湿感 ◇快適感 申告値 500W 600W 700W 22℃24℃26℃ 50℃55℃60℃ AC PH FH 図５　アンケート申告の結果およびPMV

  21. グローブ温度 拡大図 AC FH PH 各々24℃付近になった！ 図6　連続暖房運転時の室内上下温度分布

  22. 約3分の1！ 約4分の1！ 選定条件 約200W 約600W 約800W FH PH AC 消費電力[W] 投入熱量[kJ/h] 図７　投入熱量と消費電力

  23. 放射カメラを用いた人体表面温度計測

  24. この結果を間欠暖房の実験条件に用いる！ 連続暖房実験の結果

  25. 八王子の1月の標準気象データ 間欠暖房実験の条件

  26. 連続暖房実験と同じ 間欠暖房実験の条件 設定外気温度 八王子の1月の標準気象データ 室内測定項目条件 最低気温 　　－1.2℃ 最高気温 8.2℃

  27. 7：00～ 9：00（2時間） 19：00～23：00（4時間） 起床後想定 帰宅後想定 外気条件下で 15分間歩かせた 帰宅後想定 被験者 サーマル　マネキン 発熱発湿模擬人体 サーマルマネキン サーマル　マネキン 被験者 被験者の入室時間 起床後想定 帰宅後想定

  28. AC:立ち上がりが早い！ 申告値にも影響！ PH・FH：立ち上がりが遅い！ PH・FH：寒いので申告値も低い AC：開始時に消費熱量大きい！ 図9　グローブ温度・温冷感・消費エネルギーの経時変化

  29. 図10　暖房機器別2時間毎の室内上下温度分布

  30. 図10　暖房機器別2時間毎の室内上下温度分布

  31. FH・PH：室内空気温度が均一！ AC：足元は暖まりにくい！ 4h 図10　暖房機器別2時間毎の室内上下温度分布

  32. 被験者：ACの足元寒い！ 被験者：下がっている！ マネキン：上がっている！ 2時間以上経っても 上がり続けている！！ マネキンは人体と異なり、機械的（体温一定の設定）で 人体の生理的反応までは再現できない！！ 図11被験者とサーマルマネキンの下腿部皮膚温度の経時変化

  33. まとめ 室内環境と人体の温熱感覚の観点 ACの利点：室内温度の立ち上がりが早く、 　　　　　　　　　　　　　　　　すぐに暖をとることに適する 欠点：連続暖房時に足元が暖まらないことが分かる 　　　　：気流を身体で感じて不快になる要素を含む PHとFHの利点：連続暖房時に上下温度分布が少ない 欠点：間欠暖房時には暖房開始時の温度上昇が遅い

  34. COP ※と直接空気を暖められる効果 ACが最も効率的である！！ ※　ヒートポンプ方式で消費電力以上に熱を投入できる まとめ エネルギー消費の観点

  35. FHとPHが適する！ ACが適する！ まとめ 以上の結果から・・・ 連続暖房運転 間欠暖房運転 連続暖房時と間欠暖房時では評価が違い、運転モードを考慮した使用者の判断が大切！ ※用途：室全体を暖めるのか、 部分的に暖めるかでも変わってくる！！！

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