JP6283637B2 - Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program - Google Patents
Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6283637B2 JP6283637B2 JP2015176392A JP2015176392A JP6283637B2 JP 6283637 B2 JP6283637 B2 JP 6283637B2 JP 2015176392 A JP2015176392 A JP 2015176392A JP 2015176392 A JP2015176392 A JP 2015176392A JP 6283637 B2 JP6283637 B2 JP 6283637B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- temperature
- heat
- plate
- indoor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 80
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 44
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 12
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004795 extruded polystyrene foam Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
- G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
- G01K17/20—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
本発明は、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定する熱貫流率推定システム、装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a heat transmissibility estimation system, apparatus, and program for estimating the heat transmissivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building.
建物の断熱性能は、建物の熱損失係数を推定することにより評価することができる。熱損失係数は、建物から逃げる熱量(W/K)を延床面積(m2)で除算した値(Q値)として表される。建物から逃げる熱量は、屋外空間(床下空間や小屋裏空間も含む)に面する部位(外壁、1階床など)から逃げる熱量の総計として求められる。また、各部位から逃げる熱量は、その部位の面積と熱貫流率とに基づいて算出される。 The thermal insulation performance of a building can be evaluated by estimating the heat loss coefficient of the building. The heat loss coefficient is expressed as a value (Q value) obtained by dividing the amount of heat (W / K) escaping from the building by the total floor area (m 2 ). The amount of heat escaping from the building is determined as the total amount of heat escaping from the part (outer wall, first floor, etc.) facing the outdoor space (including the underfloor space and the shed space). Further, the amount of heat escaping from each part is calculated based on the area of the part and the heat transmissibility.
建物の熱損失係数を求めるために、たとえば特開2013−221772号公報(特許文献1)では、建物の各部屋の温度および建物外部の温度を継続して測定し、建物全体の平均温度および外部に接する部屋の平均温度を求め、これら2つの平均温度が一定の関係となる熱移動モデルに従って熱損失係数を推定する方法が提案されている。 In order to obtain the heat loss coefficient of a building, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-221774 (Patent Document 1), the temperature of each room of the building and the temperature outside the building are continuously measured, and the average temperature of the entire building and the outside A method has been proposed in which an average temperature of a room in contact with the air is obtained and a heat loss coefficient is estimated according to a heat transfer model in which the two average temperatures have a certain relationship.
また、建物の外壁等の熱貫流率を求めるために、特開2014−074953号公報(特許文献2)では、たとえば外壁の熱貫流率を、外壁種別に応じた熱伝導率と、外壁厚と、外壁の断熱材の熱伝導率と、外壁断熱材厚とを、外壁熱貫流率算出式に代入して算出する方法が開示されている。 Moreover, in order to obtain | require the heat | fever transmissivity of the outer wall etc. of a building, in Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-074953 (patent document 2), for example, the heat | fever transmissivity of an outer wall, the heat conductivity according to the outer wall type, outer wall thickness, A method is disclosed in which the thermal conductivity of the heat insulating material on the outer wall and the outer wall heat insulating material thickness are calculated by substituting them into the outer wall thermal conductivity calculation formula.
特許文献1のように、建物の熱損失係数を推定するには、多くの時間と機材(温度計)が必要となる。また、内外温度差の大きな時期でなければ、推定誤差が大きくなる可能性がある。 Like patent document 1, in order to estimate the heat loss coefficient of a building, much time and equipment (thermometer) are needed. In addition, if the temperature difference is not large, the estimation error may increase.
また、特許文献2では、対象部位(たとえば外壁)の熱伝導率が予め記憶されていることが前提となっているため、対象部位の熱伝導率が未知である場合には、熱貫流率を算出することができない。
Moreover, in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単かつ短時間で、対象部位(面部材)の熱貫流率を推定することのできる熱貫流率推定システム、装置、およびプログラムを提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to easily and quickly estimate the heat transmissivity of the target portion (surface member). An estimation system, apparatus, and program are provided.
この発明のある局面に従う熱貫流率推定システムは、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定するためのシステムであって、面部材の屋内面に当接または近接する表面とその反対側に位置する裏面とを有する板状部材と、板状部材の裏面側に設けられ、面部材の屋内面を加熱するヒータと、板状部材の表面側に設けられ、面部材の屋内面温度を検知する第1の温度センサとを備える。また、ヒータの加熱による面部材の屋内面温度の変化過程において、板状部材の裏面側温度が一定の状態で第1の温度センサから得られる実測値に基づいて、近似曲線の収束値を算出することによって、面部材の屋内面の安定温度を予測する予測処理手段と、予測処理手段により予測された安定温度と、面部材の屋外側温度と、板状部材の裏面側温度と、板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定する推定手段とを備える。 A thermal conductivity estimation system according to an aspect of the present invention is a system for estimating the thermal conductivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. A plate-like member having a surface in contact with or close to the indoor surface of the surface member and a back surface located on the opposite side, and a heater provided on the back surface side of the plate-like member for heating the indoor surface of the surface member; And a first temperature sensor that is provided on the surface side of the plate member and detects the indoor surface temperature of the surface member. Also, in the process of changing the indoor surface temperature of the surface member due to the heating of the heater, the convergence value of the approximate curve is calculated based on the actual measurement value obtained from the first temperature sensor with the back surface temperature of the plate member being constant. Predicting processing means for predicting the stable temperature of the indoor surface of the surface member, stable temperature predicted by the prediction processing means, outdoor temperature of the surface member, back surface temperature of the plate member, and plate shape And an estimation means for estimating the thermal conductivity of the surface member based on the thermal conductivity of the member.
予測処理手段は、算出手段と、比較手段と、判定手段とを含む。算出手段は、面部材の屋内面温度の変化過程における特定時点を近似曲線のx=0とし、特定時点における実測値をy0とした場合に、
y=−(b−y0)ax+b、または、
y=(b−y0)ax+b
として表される方程式の未知数aを1未満の任意の値に仮定し、未知数aの仮定値と、特定時点よりも後の第1時点における実測値とに基づいて、収束値としての未知数bの暫定値を算出する。比較手段は、第1時点よりも後の第2時点における実測値と、算出手段により算出された暫定値に基づく第2時点における予測値とを比較する。判定手段は、比較手段による比較の結果、実測値と同じと判断された予測値の算出に用いた暫定値を、収束値として判定する。
The prediction processing unit includes a calculation unit, a comparison unit, and a determination unit. Calculating means, the specified point in the change process of the indoor surface temperature of the surface member and x = 0 of the approximate curve, the measured value at a particular point in time in the case of a y 0,
y = − (b−y 0 ) a x + b, or
y = (b−y 0 ) a x + b
Assuming that the unknown a in the equation expressed as is an arbitrary value less than 1, the unknown b as a convergence value is based on the hypothesized value of the unknown a and the measured value at the first time after the specific time. Calculate provisional values. The comparison unit compares the actual measurement value at the second time point after the first time point with the predicted value at the second time point based on the provisional value calculated by the calculation unit. The determination means determines, as a convergence value, a provisional value used for calculation of a predicted value determined to be the same as the actual measurement value as a result of comparison by the comparison means.
好ましくは、算出手段は、第2時点における実測値と予測値とが同じと判定されるまで、未知数aの仮定値の変更および暫定値の算出を繰り返す。 Preferably, the calculation unit repeats the change of the assumed value of the unknown a and the calculation of the provisional value until it is determined that the actually measured value and the predicted value at the second time point are the same.
予測処理手段は、判定手段により判定された収束値が異常値か否かを判定する異常判定手段と、異常判定手段により異常値と判定された場合に、第1時点および第2時点の少なくとも一方を変更することによって、収束値を再計算する再計算手段とをさらに含むことが望ましい。 The prediction processing means includes an abnormality determination means for determining whether or not the convergence value determined by the determination means is an abnormal value, and at least one of the first time point and the second time point when the abnormality determination means determines that the convergence value is an abnormal value. It is desirable to further include recalculating means for recalculating the convergence value by changing.
好ましくは、熱貫流率推定システムは、板状部材の裏面側に設けられ、板状部材の裏面側温度を検知する第2の温度センサと、板状部材の裏面側温度が設定温度となるように、ヒータの一定温度制御を行う加熱制御手段とをさらに備える。上記した特定時点は、板状部材の裏面側温度が一定温度に安定した時点に相当することが望ましい。 Preferably, the heat transmissivity estimation system is provided on the back surface side of the plate member, and the second temperature sensor for detecting the back surface temperature of the plate member and the back surface temperature of the plate member become the set temperature. And a heating control means for performing a constant temperature control of the heater. It is desirable that the specific time point described above corresponds to a time point when the back surface side temperature of the plate-like member is stabilized at a constant temperature.
熱貫流率推定システムは、面部材に直接的に熱を伝えるために、板状部材の表面側に設けられたサブヒータをさらに備えてもよい。この場合、加熱制御手段は、面部材の屋内面温度が急上昇するように、加熱開始からの特定期間のみサブヒータを運転することが望ましい。 The heat transmissivity estimation system may further include a sub-heater provided on the surface side of the plate member in order to transfer heat directly to the surface member. In this case, it is desirable that the heating control means operates the sub-heater only for a specific period from the start of heating so that the indoor surface temperature of the surface member rises rapidly.
この発明の他の局面に従う熱貫流率推定装置は、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定するための推定装置であって、記憶手段と、予測処理手段と、推定手段とを備える。記憶手段は、面部材の屋外側温度と、面部材の屋内面に当接または近接するように配置される板状部材の裏面側温度と、板状部材の熱貫流率とを記憶する。予測処理手段は、面部材の屋内面温度の変化過程において、板状部材の裏面側温度が一定の状態のときに得られる面部材の屋内面温度の実測値に基づいて、近似曲線の収束値を算出することによって、面部材の屋内面の安定温度を予測する。推定手段は、予測処理手段により予測された安定温度と、記憶手段に記憶された面部材の屋外側温度と、板状部材の裏面側温度と、板状部材の熱貫流率とに基づいて、面部材の熱貫流率を推定する。上記した熱貫流率推定システムと同様に、予測処理手段は、算出手段と、比較手段と、判定手段とを含む。 A thermal conductivity estimation device according to another aspect of the present invention is an estimation device for estimating the thermal conductivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. And it is provided with a memory | storage means, a prediction process means, and an estimation means. A memory | storage means memorize | stores the outdoor side temperature of a surface member, the back surface side temperature of the plate-shaped member arrange | positioned so that it may contact | abut to or adjoins the indoor surface of a surface member, and the heat transmissivity of a plate-shaped member. The prediction processing means determines the convergence value of the approximate curve based on the measured value of the indoor surface temperature of the surface member obtained when the back surface temperature of the plate member is constant in the process of changing the indoor surface temperature of the surface member. Is calculated, the stable temperature of the indoor surface of the surface member is predicted. The estimation means is based on the stable temperature predicted by the prediction processing means, the outdoor temperature of the surface member stored in the storage means, the back surface temperature of the plate member, and the thermal conductivity of the plate member. Estimate the thermal conductivity of the face member. Similar to the above-described heat transmissibility estimation system, the prediction processing means includes a calculation means, a comparison means, and a determination means.
この発明のさらに他の局面に従う熱貫流率推定プログラムは、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定するプログラムであって、面部材の屋内面が加熱された状態における、面部材の屋内面温度を取得するステップと、面部材の屋内面温度の変化過程における特定時点を近似曲線のx=0とし、特定時点における実測値をy0とした場合に、
y=−(b−y0)ax+b、または、
y=(b−y0)ax+b
として表される方程式の未知数aを1未満の任意の値に仮定するステップと、未知数aの仮定値と、特定時点よりも後の第1時点における実測値とに基づいて、近似曲線の収束値としての未知数bの暫定値を算出するステップと、第1時点よりも後の第2時点における実測値と、算出された暫定値に基づく第2時点における予測値とを比較するステップと、比較の結果、実測値と同じと判断された予測値の算出に用いた暫定値を、収束値として判定し、収束値を面部材の屋内面の安定温度として予測するステップと、予測された安定温度に基づいて、面部材の熱貫流率を推定するステップとをコンピュータに実行させる。
A thermal conductivity estimation program according to still another aspect of the present invention is a program for estimating the thermal conductivity of a surface member as an index representing the thermal insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building. Then, the step of acquiring the indoor surface temperature of the surface member in a state where the indoor surface of the surface member is heated, and the specific time in the process of changing the indoor surface temperature of the surface member is set to x = 0 of the approximate curve, When the measured value is y0,
y = − (b−y 0 ) a x + b, or
y = (b−y 0 ) a x + b
Assuming that the unknown a of the equation expressed as is an arbitrary value less than 1, the assumed value of the unknown a, and the measured value at the first time point after the specific time point, the convergence value of the approximate curve A step of calculating a provisional value of the unknown b as: a step of comparing an actual measurement value at a second time point after the first time point with a predicted value at a second time point based on the calculated provisional value; As a result, the provisional value used to calculate the predicted value determined to be the same as the actual measurement value is determined as the convergence value, and the convergence value is predicted as the stable temperature of the indoor surface of the surface member. And causing the computer to execute a step of estimating the thermal conductivity of the face member.
本発明によれば、簡単かつ短時間で、面部材の熱貫流率を推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the thermal conductivity of the surface member in a simple and short time.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
本実施の形態では、建物の屋内空間と屋外空間との間に位置する面部材の断熱性能を表わす指標として、面部材の熱貫流率を推定する熱貫流率推定システムについて説明する。断熱性能の評価対象の面部材は、外壁、1階の床、および最上階の天井などを含み、屋外空間は、床下空間および小屋裏空間を含む。なお、面部材は、単層の部材に限定されず、複数層で構成された部材であってもよい。 In the present embodiment, a heat transmissivity estimation system that estimates the heat transmissivity of a surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building will be described. The surface member to be evaluated for heat insulation performance includes an outer wall, a floor on the first floor, a ceiling on the top floor, and the like, and the outdoor space includes an under-floor space and a shed space. The surface member is not limited to a single-layer member, and may be a member composed of a plurality of layers.
(概略構成について)
はじめに、本実施の形態に係る熱貫流率推定システムの概略構成について説明する。図1を参照して、熱貫流率推定システム1は、評価対象の面部材(以下「対象物」ともいう)80に取付けられる熱貫流率試験装置(以下「試験装置」と略す)10と、試験装置10と電気的に接続され、熱貫流率を推定するための処理を行う推定装置13とを備えている。
(About schematic configuration)
First, a schematic configuration of the heat transmissivity estimation system according to the present embodiment will be described. Referring to FIG. 1, a thermal transmissivity estimation system 1 includes a thermal transmissivity test apparatus (hereinafter abbreviated as “test apparatus”) 10 attached to a surface member (hereinafter also referred to as “object”) 80 to be evaluated, An
試験装置10は、評価対象の面部材(以下「対象物」という)80の屋内面(屋内側の面)に接触状態で配置される装置本体11と、対象物80の屋外面(屋外側の面)側に配置され、対象物80の屋外側温度を検知する外付けの温度センサ12とを有している。図2に示されるように、装置本体11は、基準板21と、ヒータ22と、断熱部材23と、2つの温度センサ24,25とを含む。なお、図2では、ヒータ22および温度センサ24,25の配線の図示は省略されている。
The
基準板21は、装置本体11の一方面(表面)を形成する板状部材であり、対象物80の屋内面に当接状態で配置(密着)される。つまり、基準板21は、対象物80の屋内面に当接する表面21aと、その反対側に位置する裏面21bとを有している。基準板21の熱貫流率U1は既知である。
The
基準板21は、たとえば、押出法ポリスチレンフォームなど樹脂系の断熱材により形成されている。なお、基準板21は、対象物80に熱を伝えることができ、かつ、熱抵抗が高すぎない材質であればよい。また、断熱性能が経年変化しないことが望ましい。あるいは、経年変化した場合に交換可能なものであることが望ましい。また、基準板21の表面21aは、円滑であり、対象物80の屋内面との密着度が確保できるものであることが望ましい。また、その形状は、たとえば矩形形状である。
The
ヒータ22は、基準板21の裏面側に設けられる発熱部材である。ヒータ22がON状態(発熱状態)とされた場合に、基準板21を介して対象物80に熱が伝えられる。ヒータ22は、面状の発熱体により構成され、基準板21と略同じ面積であることが望ましい。ヒータ22のON/OFFは、推定装置13によって制御される。
The
断熱部材23は、ヒータ22の屋内側に設けられ、基準板21とヒータ22と断熱部材23とが、層状に形成されている。断熱部材23の厚みは、基準板21の厚みよりも大きい。断熱部材23の熱抵抗は、基準板21の熱抵抗よりも十分に高く、ヒータ22の熱が屋内空間側へ逆流するのを防止する。その結果、ヒータ22の熱の大部分を対象物80側に伝えられることができる。なお、ヒータ22の熱を基準板21に均等に伝えるために、ヒータ22と基準板21との間には、均熱板(図示せず)が設けられていてもよい。
The
温度センサ24は、基準板21の裏面21bに設けられ、基準板21の裏面21b側の温度を検知する。温度センサ25は、基準板21の表面21aに設けられ、基準板21の表面21a側の温度を検知する。ここで、基準板21の表面21aは、対象物80の屋内面に当接状態で配置されるため、温度センサ25により検知される温度は、対象物80の屋内面の温度と等しい。
The
温度センサ12は、対象物80の屋外面であって、装置本体11の温度センサ24,25と同じライン上に配置されることが望ましい。つまり、対象物80が外壁の場合は、温度センサ12の位置と、温度センサ24,25の位置とが略同じ高さであることが望ましい。なお、ヒータ22の加熱による対象物80の屋外面の温度の上昇率は僅かであるため、温度センサ12は、対象物80の屋外面そのものの温度に限らず、対象物80の屋外側の温度を検知すればよい。つまり、対象物80の屋外面の温度は、外気温で代替してもよいし、外気温に空気の熱伝達率を掛けて対象物80の屋外面の温度を推定してもよい。たとえば対象物80が1階床の場合、対象物80の屋外面の温度は、床下温度に代替することができる。このような場合、温度センサ12の設置位置は、特に限定されない。
It is desirable that the
温度センサ24,25、および、温度センサ12による検知信号は、推定装置13に入力され、推定装置13において、対象物80の熱貫流率が推定される。
The detection signals from the
図3に示されるように、推定装置13は、各種演算処理および各部の制御を行う制御部31と、各種データおよびプログラムを記憶する記憶部32と、ユーザからの指示を受け付ける操作部33と、各種情報を表示する表示部34と、ネットワーク通信を行うための通信部35と、電源部36と、計時動作を行う計時部(図示せず)とを含む。推定装置13は、また、制御部31からの指示に基づき、ヒータ22の出力を制御する加熱制御部37と、温度センサ24,25,12からの信号を入力して、制御部31に出力する入力部(図示せず)とを含む。制御部31は、たとえばCPU(Central Processing Unit)などの演算処理装置により実現される。記憶部32は、たとえば不揮発性の記憶装置により実現される。あるいは、制御部31と記憶部32とは、1つのハードウェア(記憶・演算部)として構成されてもよい。
As shown in FIG. 3, the
図1に示したように、試験装置10と推定装置13とが分離されている場合、推定装置13は、ヒータ22および温度センサ24,25,12それぞれの配線の端子が接続されるコネクタ(図示せず)を含んでいればよい。
As shown in FIG. 1, when the
なお、試験装置10の装置本体11と推定装置13とは、図23に示されるように、1つの筐体100内に設けられることが望ましい。つまり、熱貫流率推定システム1は、単体の装置(熱貫流率推定装置)1Aによって構成されることが望ましい。この場合、推定装置13の操作部33および表示部34は、筐体100上に設けられればよく、その場合、操作部33および表示部34は、タッチパネルとして一体的に構成されていてもよい。また、装置本体11と推定装置13との間には、仕切り板101が設けられていてもよい。
Note that the apparatus
また、上述のように、対象物80の屋外面の温度が、外気温や床下温度で代替される場合には、温度センサ12自体を設けず、推定装置13の操作部33または通信部35を介して、対象物80の屋外側温度が入力されてもよい。つまり、試験装置10は、装置本体11のみで構成されてもよい。
Further, as described above, when the temperature of the outdoor surface of the
(機能構成について)
次に、熱貫流率推定システム1の機能構成について説明する。
(About functional configuration)
Next, the functional configuration of the heat transmissibility estimation system 1 will be described.
図3に示されるように、推定装置13は、その機能構成として、上記した加熱制御部37に加え、計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44を含んでいる。計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44の機能は、試験装置10が対象物80に取り付けられた状態において、制御部31により実現される。記憶部32には、基準板21の熱貫流率U1が予め記憶されている。
As shown in FIG. 3, the
計測処理部41は、温度センサ24,25,12からの検知信号に基づいて、ヒータ22により対象物80に熱が伝えられた状態における、各位置の温度を計測する。すなわち、図4を参照して、基準板21の裏面側温度Th、基準板21の表面側温度(対象物80の屋内面温度)Ts、および、対象物80の屋外側温度Tgを計測する。計測された各点の温度(℃)は、制御部31の内部メモリなどの記憶手段に一時記憶される。
Based on detection signals from the
また、計測処理部41は、加熱制御部37を介してヒータ22の運転を行い、対象物80を屋内空間側から加熱する。つまり、加熱制御部37は、計測処理部41からの指示に応じて、ヒータ22の出力を制御する。加熱制御部37によるヒータ22の出力制御については後述する。
In addition, the
推定部43は、対象物80の加熱後の3点の温度勾配から、対象物80の熱貫流率を推定する。対象物80の熱貫流率は、各位置の温度Th、Ts、Tgと、記憶部32に記憶された基準板21の熱貫流率U1とに基づいて推定される。推定部43による対象物80の熱貫流率の推定原理は、以下の通りである。
The
基準板21の熱貫流率は既知であるため、その値U1と、基準板21の表裏温度(表面側温度および裏面側温度)Th、Tsとから、基準板21を通過する熱流W1(単位:W/m2)を推定することができる。すなわち、次式(1)により、基準板21を通過する熱流W1を推定することができる。
Since the heat transmissivity of the
W1=U1×(Th−Ts) ・・・(1)
一方、対象物80を通過する熱流W0は、未知の熱貫流率U0と、対象物80の表裏温度(Ts、Tg)とから、次式(2)が成り立つ。
W 1 = U 1 × (Th−Ts) (1)
On the other hand, the following equation (2) is established for the heat flow W 0 passing through the
W0=U0×(Ts−Tg) ・・・(2)
ここで、対象物80を通る熱流W0と、基準板21を通る熱流W1とは、一元で考えると同じであるため、次式(3)が成り立つ。
W 0 = U 0 × (Ts−Tg) (2)
Here, since the heat flow W 0 passing through the
U1×(Th−Ts)=U0×(Ts−Tg) ・・・(3)
よって、求めたい対象物80の熱貫流率U0は、次式(4)により求められる。
U 1 × (Th−Ts) = U 0 × (Ts−Tg) (3)
Therefore, the heat transmissibility U 0 of the
U0=U1×(Th−Ts)/(Ts−Tg) ・・・(4)
すなわち、推定部43は、基準板21の表裏温度Th,Tsの温度差と、基準板21の熱貫流率U1とを乗算することにより得られる基準板21の熱流の推定値(W0)を、対象物80の表裏温度Ts,Tg(基準板21の表面側温度Tsおよび対象物80の屋外側温度Tg)との温度差で除算することにより、対象物80の熱貫流率U0を導出することができる。
U 0 = U 1 × (Th−Ts) / (Ts−Tg) (4)
That is, the
上記推定原理に基づいて、本実施の形態では、式(4)で表される算出式に、基準板21の熱貫流率と計測された3点の温度とを代入することで、対象物80の熱貫流率U0を推定(算出)する。
Based on the above estimation principle, in the present embodiment, the
ここで、推定部43により対象物80の熱貫流率U0を精度良く推定するためには、本来、基準板21の表裏温度(Th,Ts)および対象物80の屋外側温度(Tg)がそれぞれ略一定となり安定するまで待つ必要がある。なお、上述のように、対象物80の屋外側温度(Tg)は、対象物80の加熱状態に関わらず一定とみなせるため、実際には、基準板21の表裏温度(Th,Ts)が安定するまで待つ必要がある。基準板21の表裏温度が安定するまでの時間は、対象物80の熱容量の大きさによって異なる。一般的に、床材の熱容量は、外壁の熱容量よりも大きい。床材は、典型的には、屋内空間に面する合板(たとえばフローリング、木床など)と、その裏側に設けられた断熱材(たとえばポリスチレンフォーム)とで構成されている。
Here, in order to accurately estimate the heat transmissibility U 0 of the
対象物80が床材のような熱容量の大きい面部材である場合に、仮に、ヒータ22の出力を一定出力として対象物80を加熱した場合、図24(A)に示すように、基準板21の裏面側温度Thと、基準板21の表面側温度(対象物80の屋内面温度)Tsとの双方が安定するまでに、9時間近く掛かることがある。この場合、当然ながら、図24(B)に示すように、対象物80の熱貫流率U0が真値Utと近い値となるまでに、9時間近く掛かる。これは、熱容量の大きい対象物80の場合、ヒータ22からの熱が対象物80に蓄熱されながら、2点の温度Th,Tsが上昇するためであると考えられる。図24において、基準板21の表裏温度Th,Tsの双方が安定し、推定U値が真値と略一致したときの時間が、「tz」で示されている。また、1階床の屋外面温度がTg1で示され、床下温度がTg2で示されている。
When the
入居中の実物件での断熱性能診断を可能にするためには、理想的には2時間以下の短時間で、対象物80の断熱性能を評価(診断)する必要がある。図24に示すようなケースにおいて、加熱開始から理想の測定終了時間(二点鎖線で示されている)となったタイミングで熱貫流率の算出を試みた場合、その時点では基準板21の表裏温度Th,Tsは未だ上昇を続けており、それぞれの安定温度TSh,TSsに達していない。したがって、その時点で得られた基準板21の表裏温度Th,Tsを上記算出式(4)に当て嵌めたとしても、推定U値と真値(Ut)との誤差は非常に大きい。
In order to make it possible to diagnose the thermal insulation performance in a real property during occupancy, it is ideally necessary to evaluate (diagnose) the thermal insulation performance of the
そこで、本実施の形態では、基準板21の裏面側温度Thを一定に制御し、変数を基準板21の表面側温度Tsのみとすることにより、加熱開始から短時間で、表面側温度Tsの安定温度を予測することとした。ヒータ22の一定温度制御は加熱制御部37により行われ、基準板21の表面側安定温度の予測は予測処理部42により行われる。なお、以下の説明においては、理解を容易にするために、基準板21の裏面側温度Thを「ヒータ温度Th」、基準板21の表面側温度Tsを「対象面温度Ts」という。
Therefore, in the present embodiment, the back surface side temperature Th of the
加熱制御部37は、図5のグラフに示されるように、運転開始直後からヒータ22の温度を急速に上げて、計測処理部41により計測されたヒータ温度Thが設定温度TShとなるように制御する。このような一定温度制御は、たとえばヒータ22のON/OFFを繰り返すことにより実現される。なお、温度センサ24からの検知信号は、計測処理部41を経由することなく加熱制御部37に入力されてもよい。
As shown in the graph of FIG. 5, the heating control unit 37 rapidly increases the temperature of the
予測処理部42は、加熱制御部37による一定温度制御が行われている際に、時系列に得られる対象面温度(実測値)Tsに基づいて、対象面(すなわち対象物80の屋内面)の安定温度TSsを予測する。なお、測定開始後、安定温度TSsが予測可能となるのは、ヒータ温度Thが略一定となり、対象面温度Tsの上昇勾配が安定した時点(図5の時間ta)以降である。対象面の安定温度の予測方法については、図6のグラフを参照して説明する。
When the constant temperature control is performed by the heating control unit 37, the
図6に示す時間tbが、理想の測定終了時間(典型的には、測定開始後60分〜120分の間)であると仮定する。時間tbの段階では、対象面温度Tsは安定しておらず、上昇を続けている。通常、対象面温度Tsの上昇は、理想終了時間tbから長時間経過してやっと収束する。予測処理部42は、時間tb以前の温度変化から関数近似を行って収束値bを導出することで、対象面の安定温度TSsを予測する。つまり、予測処理部42は、対象面温度の変化過程において、ヒータ温度が一定の状態のときに得られる実測値(Ts)に基づいて、近似曲線の収束値bを算出することによって、対象面の安定温度TSsを予測する。
It is assumed that the time tb shown in FIG. 6 is an ideal measurement end time (typically, between 60 minutes and 120 minutes after the start of measurement). At the stage of time tb, the target surface temperature Ts is not stable and continues to rise. Usually, the increase in the target surface temperature Ts finally converges after a long time has elapsed from the ideal end time tb. The
近似曲線は、次式(5)により表わされる。 The approximate curve is represented by the following equation (5).
y=−Cax+b (ただし、0<a<1) ・・・(5)
ここで、図6のグラフに示されるように、測定開始時ではなく、特定時点を近似曲線のx=0とし、特定時点における実測値をy0とする。その場合、式(5)の近似式に、x=0、y=y0を代入すると、
y0=−Ca0+b=−C+b
となるため、
C=b−y0
が成り立つ。よって、式(5)の近似式を、次式(6)の方程式に置き換える。
y = −Ca x + b (where 0 <a <1) (5)
Here, as shown in the graph of FIG. 6, not the measurement start time but the specific time point is x = 0 of the approximate curve, and the actual measurement value at the specific time point is y 0 . In that case, substituting x = 0 and y = y 0 into the approximate expression of equation (5),
y 0 = −Ca 0 + b = −C + b
So that
C = by- 0
Holds. Therefore, the approximate expression of the equation (5) is replaced with the equation of the following equation (6).
y=−(b−y0)ax+b ・・・(6)
この方程式(6)を用いる場合、未知数bは、最終的に求めたい収束値であるが、未知数aが定まれば計算できる。したがって、予測処理部42は、特定時点よりも後の第1時点(x1)および第2時点(x2)の実測値(y1,y2)から、方程式(6)の未知数aを導出する。なお、本実施の形態において、特定時点は、典型的には、ヒータ温度Thが安定した時点(時間ta)である。したがって、特定時点を以下「ヒータ安定時点」という。第1時点は、ヒータ安定時点よりもΔt1分後の時点であり、第2時点は、ヒータ安定時点よりもΔt2分(Δt2>Δt1)後の時点である。なお、特定時点は、時間taよりも後であってもよい。
y = − (b−y 0 ) a x + b (6)
When this equation (6) is used, the unknown b is a convergence value to be finally obtained, but can be calculated if the unknown a is determined. Therefore, the
具体的には、まず、未知数aを1未満の任意の数値として仮定する。そして、次式(7)により、第1時点の実測値から、収束値bの暫定値(以下、「暫定収束値b*」と表わす)を求める。 Specifically, first, the unknown number a is assumed to be an arbitrary numerical value less than 1. Then, a provisional value of the convergence value b (hereinafter referred to as “provisional convergence value b * ”) is obtained from the actually measured value at the first time point by the following equation (7).
b*=(y1−y0ax1)/(1−ax1) ・・・式(7)
暫定収束値b*が求められると、それよりも後の時間における対象面温度Tsの予測式を次式(8)のように設定することができる。
b * = (y 1 -y 0 a x1 ) / (1-a x1 ) (7)
When the provisional convergence value b * is obtained, a prediction formula for the target surface temperature Ts at a later time can be set as the following formula (8).
y=−(b*−y0)ax+b* ・・・式(8)
予測式は、第1時点の実測値に基づき算出された暫定収束値b*が用いられることから、本実施の形態では、第1時点、すなわちヒータ安定時点(x=0)からΔt1分経過した時点を「予測式作成タイミング」という。なお、図7には、第1時点が「予測式作成時刻」として示されている。
y = − (b * −y 0 ) a x + b * (8)
Since the provisional convergence value b * calculated based on the actual measurement value at the first time point is used as the prediction equation, Δt1 minutes have elapsed from the first time point, that is, the heater stable time point (x = 0) in the present embodiment. The time point is called “prediction formula creation timing”. In FIG. 7, the first time point is shown as “prediction formula creation time”.
図7には、予測式作成タイミング(x1)において、未知数a=0.50と仮定したときの予測式のグラフ、未知数a=0.90と仮定したときの予測式のグラフ、未知数a=0.99と仮定したときの予測式のグラフが示されている。当然ながら、未知数aの仮定値によって、暫定収束値b*は様々な値をとる。たとえば、x1=10、未知数a=0.90と仮定した場合、暫定収束値b*は、「b*={y10−y0(0.9)10}/{1−(0.9)10}」として表せる。なお、「y10」は、x=10のときの対象面温度Ts(実測値)である。 FIG. 7 shows a prediction formula graph when the unknown number a = 0.50 at the prediction formula generation timing (x 1 ), a prediction formula graph when the unknown number a = 0.90, and the unknown number a =. A graph of a prediction formula when 0.99 is assumed is shown. Of course, the provisional convergence value b * takes various values depending on the assumed value of the unknown a. For example, assuming that x 1 = 10 and the unknown number a = 0.90, the temporary convergence value b * is “b * = {y 10 −y 0 (0.9) 10 } / {1− (0.9)”. 10 } ". “Y 10 ” is the target surface temperature Ts (measured value) when x = 10.
次に、予測処理部42は、ヒータ安定時点からΔt2時間(x2)経過した第2時点において、予測式(8)より算出される予測値「−(b*−y0)ax2+b*」と、そのときの実測値y2とを比較する。これにより、未知数aの仮定値が正しいかどうかを判定(確認)する。
Next, the
予測値と実測値y2とが異なる場合には、未知数aが正しくないと判定できる。この場合、予測処理部42は、予測値と実測値y2とが同じになるまで未知数aの仮定値を変更する。たとえば、図8に示されるように、予測値が実測値y2よりも小さい場合、仮定した未知数aは本来の値よりも小さすぎることが分かる。逆に、図9に示されるように、予測値が実測値y2よりも大きい場合、未知数aの仮定値は本来の値よりも大きすぎることが分かる。
If the predicted value and the measured value y 2 are different, it can be determined that unknowns a incorrect. In this case, the
これに対し、図10に示すように、予測値と実測値y2とが一致していれば、未知数aの仮定値は正しいとみなすことができる。したがって、予測処理部42は、このときの予測値の算出に用いた暫定収束値b*を、収束値bとして判定することで、安定表面温度TSsを予測することができる。
In contrast, as shown in FIG. 10, if the match predicted value and the measured value y 2 is the assumed value of the unknowns a can be regarded as correct. Therefore, the
このように、第2時点の実測値に基づき未知数aの仮定値および暫定収束値b*が正しいかを確認することから、本実施の形態では、第2時点、すなわちヒータ安定時点(x=0)からΔt2分経過した時点を「確認タイミング」という。なお、図8〜図10には、第2時点が「確認時刻」として示されている。 Thus, since it is confirmed whether the assumed value of the unknown a and the provisional convergence value b * are correct based on the actually measured value at the second time point, in the present embodiment, the second time point, that is, the heater stable time point (x = 0). ) Is the “confirmation timing”. 8 to 10, the second time point is shown as “confirmation time”.
このような予測方法を用いることで、対象面温度Tsが安定していない段階で、その収束値b、すなわち安定温度TSsを予測することができる。したがって、短時間で、対象物80の熱貫流率U0を推定することができる。
By using such a prediction method, the convergence value b, that is, the stable temperature TSs can be predicted when the target surface temperature Ts is not stable. Therefore, the heat flow rate U 0 of the
なお、温度センサ25の特性上、2点の実測値y1,y2の一方または双方には、±0.5℃以下の誤差が含まれる可能性がある。実測値y1,y2のいずれかに誤差があれば、収束値bの算出結果にも影響する。したがって、予測処理部42は、確認タイミングにおいて収束値bとして予測した値(収束値bの候補値)が、異常値でないか否かを判定することが望ましい。このような異常判定処理については後述する。
Note that due to the characteristics of the
また、本実施の形態のような安定温度の予測方法によれば、ヒータ安定時点と予測式作成タイミングとの時間差Δt1、および、予測式作成タイミングと確認タイミングとの時間差(Δt2−Δt1)は、等しくなくてもよい。そのため、予測式作成タイミングおよび確認タイミングを、理想終了時間内で自由に設定できる。 Further, according to the stable temperature prediction method as in the present embodiment, the time difference Δt1 between the heater stabilization time and the prediction formula creation timing and the time difference (Δt2−Δt1) between the prediction formula creation timing and the confirmation timing are: It does not have to be equal. Therefore, the prediction formula creation timing and the confirmation timing can be freely set within the ideal end time.
したがって、実測値y0とy1との差、および、実測値y1とy2との差が、それぞれ比較的大きくなる2点を、予測式作成タイミングおよび確認タイミングとして選択することができる。その結果、収束値の算出誤差を低減することができる。 Therefore, two points where the difference between the actual measurement values y 0 and y 1 and the difference between the actual measurement values y 1 and y 2 are relatively large can be selected as the prediction formula creation timing and the confirmation timing. As a result, convergence error calculation errors can be reduced.
また、確認タイミングを自由に設定できることから、確認タイミングを、測定開始時を基準とした理想終了時間tbとして定めてもよい。この場合、理想終了時間tbから安定時間taを引いた時間が、x2の値(Δt2)となる。あるいは、確認タイミングを、ヒータ安定時点からの目標予測時間として定めてもよい。 Further, since the confirmation timing can be set freely, the confirmation timing may be determined as an ideal end time tb with the measurement start time as a reference. In this case, the time obtained by subtracting the settling time ta from the ideal end time tb is a value of x 2 (Δt2). Alternatively, the confirmation timing may be determined as a target predicted time from the heater stable point.
なお、予測式作成タイミングおよび確認タイミングをそれぞれ特定するための情報は、予め記憶部32に記憶されていてもよいし、測定開始時にユーザにより入力されてもよい。後者の場合、具体的な時刻(時分)が入力されてもよいし、安定時間taからの経過時間(Δt1,Δt2)が入力されてもよい。あるいは、測定開始時からの経過時間(ta+Δt1,ta+Δt2)が入力されてもよい。
Information for specifying each of the prediction formula creation timing and the confirmation timing may be stored in the
再び図3を参照して、推定装置13の結果処理部44は、推定部43による推定結果(対象物80の熱貫流率U0)を記憶部32に記憶する処理を行う。この際、対象物80を識別するための識別情報と、熱貫流率の推定データとを関連付けて、記憶部32に記憶させることが望ましい。また、結果処理部44は、推定結果をユーザに報知するために、推定結果を表示部34に表示する処理を行う。なお、記憶部32は、基準板21の熱貫流率U1の記憶用のメモリと、推定結果の記憶用のメモリとを、個別に含んでいてもよい。
Referring to FIG. 3 again, the
なお、本実施の形態では、上記した計測処理部41、予測処理部42、推定部43、および結果処理部44の機能は、制御部31がソフトウェアを実行することで実現されるものとしたが、これらのうちの少なくとも1つについては、ハードウェアにより実現されてもよい。
In the present embodiment, the functions of the
(動作について)
次に、熱貫流率推定システム1の動作について説明する。当該システム1の動作は、制御部31が、記憶部32に記憶されたプログラムを読み出して熱貫流率測定処理を実行することで実現される。
(About operation)
Next, the operation of the heat transmissibility estimation system 1 will be described. Operation | movement of the said system 1 is implement | achieved when the
図11は、本実施の形態における熱貫流率測定処理を示すフローチャートである。なお、図11に示す処理は、装置本体11が対象物80の屋内面に接触した状態で、操作部33を介してユーザから測定開始の指示が入力された場合に開始されるものとする。
FIG. 11 is a flowchart showing the heat transmissivity measurement process in the present embodiment. The process illustrated in FIG. 11 is started when a measurement start instruction is input from the user via the
図11を参照して、はじめに、計測処理部41は、加熱制御部37を介してヒータ22の加熱処理を開始するとともに(ステップS2)、加熱処理に並行して、上記した各位置の温度計測を開始する(ステップS4)。つまり、計測処理部41は、ヒータ22の加熱中、温度センサ24,25,12からの検知信号に基づいて、ヒータ温度Th、対象面温度Ts、および、対象物80の屋外側温度Tgを計測する。推定装置13に入力された各温度センサからの検知信号は、デジタル信号に変換されて制御部31に出力される。なお、上述のように、対象物80の屋外側温度Tgは、対象物80の加熱状態に関わらず一定とみなせるため、当該温度の計測タイミングは問わない。
Referring to FIG. 11, first,
加熱制御部37は、ヒータ温度Thが設定温度となるように、ヒータ22の一定温度制御を行う。設定温度は、予め記憶部32に記憶されていてもよい。
The heating control unit 37 performs constant temperature control of the
続いて、予測処理部42は、安定温度予測処理を実行する(ステップS6)。安定温度予測処理については、図12にサブルーチンを挙げて説明する。
Subsequently, the
図12を参照して、予測処理部42は、処理期間中、時系列に得られる各点の温度データをたとえば内部メモリに一時記憶する(ステップS22)。変数iを測定開始からの経過時間とすると、時間iに計測されたヒータ温度Thiおよび対象表面温度Tsiが順次保存される。
With reference to FIG. 12, the
予測処理部42は、まず、ヒータ温度が安定したか否かを判断する(ステップS24)。具体的には、たとえば、時間iにおいて、前10点のヒータ温度のデータの平均値と、前100点のヒータ温度のデータの平均値とが略同じになった場合に、ヒータ温度が安定したと判断する。
First, the
ヒータ温度が安定したと判断した場合(ステップS24にてYES)、そのときの時間iを「x0」、対象表面温度Tsiを「y0」として保存する(ステップS26にてNO、ステップS28)。なお、ヒータ温度の安定の有無は、ヒータ温度Thiの変動だけを検出するのではなく、対象表面温度Tsiの勾配が安定したか否かも検出される。したがって、対象表面温度y0にはセンサ誤差がないとみなすことができる。 When it is determined that the heater temperature is stable (YES in step S24), the time i at that time is stored as “x 0 ” and the target surface temperature Tsi is stored as “y 0 ” (NO in step S26, step S28). . Whether the heater temperature is stable or not is detected not only by detecting the fluctuation of the heater temperature Thi but also by detecting whether the gradient of the target surface temperature Tsi is stable. Therefore, it can be considered that there is no sensor error on the target surface temperature y 0.
その後、予測処理部42は、予測式作成タイミングとなったか否かを判断する(ステップS30)。予測式作成タイミングか否かは、記憶部32に記憶された情報または操作部33を介して入力された情報に基づいて判断される。
After that, the
経過時間iが予測式作成タイミングを示していれば(ステップS30にてYES)、現在の経過時間iから、保存したx0時間を引いた時間Δt1を「x1」とし、そのときの対象表面温度Tsiを「y1」として保存する(ステップS32)。 If the elapsed time i is long indicates a prediction expression creation timing (YES at step S30), the current elapsed time i, the time Δt1 minus x 0 hours saved as "x 1", the target surface at this time The temperature Tsi is stored as “y 1 ” (step S32).
続いて、予測処理部42は、未知数aを任意の数値(0<a<1)に設定し(ステップS34)、上記式(7)に基づき、未知数aの仮定値および保存したx1,y1に基づき、暫定収束値b*を算出する(ステップS35)。
Subsequently, the
暫定収束値b*が求まると、予測処理部42は、その後の対象面温度の予測式を、上記式(8)のように設定する(ステップS36)。未知数aの仮定値がたとえば0.90の場合、予測方程式は、「y=−(b*−y0)(0.9)x+b*」として表される。
When the provisional convergence value b * is obtained, the
予測式が作成されると、ステップS22に戻る。ステップS22では、時間iにおける各点温度データを追加保存し、(上記した各種の判断の後に、)確認タイミングとなったか否かが判断される(ステップS38)。確認タイミングか否かについても、記憶部32に記憶された情報または操作部33を介して入力された情報に基づいて判断される。
When the prediction formula is created, the process returns to step S22. In step S22, each point temperature data at time i is additionally stored, and it is determined whether or not the confirmation timing has come (after the above-described various determinations) (step S38). Whether or not it is a confirmation timing is also determined based on information stored in the
確認タイミングであると判断された場合(ステップS38にてYES)、現在の経過時間iから、保存したx0時間を引いた時間Δt2を「x2」とし、そのときの対象表面温度Tsiを「y2」として保存する(ステップS40)。 If it is determined that the confirmation timing (YES at step S38), the current elapsed time i, the time Δt2 minus the saved x 0 hours and "x 2", the target surface temperature Tsi of the time " It is stored as “y 2 ” (step S40).
次に、予測処理部42は、実測値y2が、ステップS36で作成した予測式の「x」に、x2の値を代入して得られる予測値「−(b*−y0)ax2+b*」と同じか否かを判断する(ステップS42)。具体的には、実測値と予測値とが、小数点第3位以上一致していれば、これらは同じであると判断する。なお、実測値と予測値とが、小数点第2位以上一致していれば、これらは同じであると判断してもよい。
Next, the
実測値と予測値とが異なっていれば(ステップS42にてNO)、予測式の未知数aの仮定値を変更し、暫定収束値b*を更新する(ステップS44)。具体的には、実測値と予測値との大小関係に応じて、予測値が実測値に近付くように、未知数aを変更する。つまり、実測値が予測値よりも小さい場合に、未知数aの仮定値を元の仮定値よりも小さく変更し、実測値が予測値よりも大きい場合には、未知数aの仮定値を元の仮定値よりも大きく変更する。未知数aの値の変更は、たとえば、まず、0.1単位で行い、小数点第1位の数字が確定した後に、小数点第2位の数字を変更する。 If the actually measured value and the predicted value are different (NO in step S42), the assumed value of the unknown a in the prediction formula is changed, and the provisional convergence value b * is updated (step S44). Specifically, the unknown number a is changed so that the predicted value approaches the actual measured value according to the magnitude relationship between the actual measured value and the predicted value. That is, when the measured value is smaller than the predicted value, the assumed value of the unknown a is changed to be smaller than the original assumed value, and when the measured value is larger than the predicted value, the assumed value of the unknown a is changed to the original assumption. Change larger than the value. The value of the unknown a is changed, for example, in units of 0.1, and after the first decimal place number is determined, the second decimal place number is changed.
実測値と予測値とが同じと判定されるまで、未知数aの仮定値の変更および暫定収束値b*の算出が繰り返される(ステップS42,44)。実測値と予測値とが同じと判定された場合(ステップS42にてYES)、予測処理部42は、実測値と同じと判定された予測値の算出に用いた最新の暫定収束値b*を収束値b(候補)として判定する。これにより、収束値bが出力される(ステップS46)。
Until it is determined that the actually measured value and the predicted value are the same, the assumed value of the unknown a is changed and the provisional convergence value b * is calculated (steps S42 and S44). When it is determined that the actual measurement value and the predicted value are the same (YES in step S42), the
次に、図13を参照して、予測処理部42は、収束値b(候補)についての異常判定処理を実行する。具体的には、図14のグラフに示されるように、予測処理部42は、確認タイミングx2よりも所定時間前の時点x2’における実測値y2’と、x2時点よりも所定時間後の時点x2’’における実測値y2’’とを取得する。そして、実測値y2’から収束値b’を計算するとともに、実測値y2’’から収束値b’’を計算する(ステップS48)。これらの収束値b’,b’’の計算に用いられる未知数aの値は、判定対象の収束値bの算出に用いられた値と同じである。
Next, referring to FIG. 13, the
次に、予測処理部42は、収束値の候補値bと、ここで計算した収束値b’,b’’との平均値Baveを算出する(ステップS50)。収束値の候補値bが平均値Baveと略一致した場合(ステップS52にてYES)、収束値の候補値bは正しいと判断し、収束値bを予測値として決定する(ステップS54)。なお、収束値の候補値bと平均値Baveとが、たとえば小数点第2位以上一致していれば、これらは略一致していると判断する。
Next, the
収束値の候補値bが平均値Baveと一致しない場合(ステップS52にてNO)、収束値の候補値bは異常であると判断し、収束値bの再計算を実行する(ステップS56)。収束値bの再計算が行われると、上記ステップS46に戻り、上記処理を繰り返す。なお、本実施の形態では、確認タイミング付近の3点の実測値y2,y2’,y2’’に基づいて、収束値bの異常の有無を判定したが、限定的ではなく、4点以上の実測値’に基づいて収束値bの異常の有無を判断してもよい。 If convergence value candidate value b does not match average value Bave (NO in step S52), it is determined that convergence value candidate value b is abnormal, and recalculation of convergence value b is executed (step S56). When the recalculation of the convergence value b is performed, the process returns to step S46 and the above process is repeated. In this embodiment, actual measurement values of three points y 2, y 2 in the vicinity of confirmation timing ', y 2' based on 'has been determined the presence or absence of an abnormality of convergence value b, but is not limited to a 4 The presence / absence of an abnormality in the convergence value b may be determined based on an 'measured value over a point'.
収束値bの再計算処理の一例について、図15のフローチャートを参照して説明する。予測処理部42は、予測式作成タイミングを前または後にずらして「x1」の値を変更し、そのときの実測値を「y1」に変更する(ステップS60)。これにより、式(7)に基づき暫定収束値b*を再計算し、予測式(8)を再作成する(ステップS62)。具体的には、図12のステップS34〜S36と同様の処理が行われる。なお、暫定収束値b*の計算に用いられる未知数aの仮定値は、直前の異常判定対象の収束値b(候補)の算出に用いられた数値と同じであってもよい。
An example of the recalculation process of the convergence value b will be described with reference to the flowchart of FIG. The
変更前の予測式作成タイミングを「xp1」、そのときの実測値を「yp1」と表わした場合において、実測値yp1に誤差があった場合に再作成された予測式(8)のグラフの一例が図16に示されている。 When the prediction formula creation timing before the change is expressed as “x p1 ” and the actual measurement value at that time is expressed as “y p1 ”, the prediction formula (8) re-created when the actual measurement value y p1 has an error An example of the graph is shown in FIG.
その後、確認タイミング(x2)おける実測値y2が、再作成した予測式から得られる予測値と同じとなる未知数aを判定し、暫定収束値b*を更新する(ステップS64)。これにより、再作成した予測式に応じた暫定収束値b*が、新たな収束値b(候補)として再度出力される(図12のステップS46)。 Thereafter, the unknown value a in which the actually measured value y 2 at the confirmation timing (x 2 ) is the same as the predicted value obtained from the re-created prediction formula is determined, and the provisional convergence value b * is updated (step S64). Thereby, the provisional convergence value b * corresponding to the re-created prediction formula is output again as a new convergence value b (candidate) (step S46 in FIG. 12).
このような再計算処理は、特に、最初の予測式作成タイミングにおける実測値y1に誤差があった場合に有効である。 Such a recalculation process is particularly effective when there is an error in the actual measurement value y1 at the first prediction formula creation timing.
なお、二度目の異常判定処理(図13のステップS48,S50,S52)においても、収束値bの候補が異常と判断された場合には、確認タイミングにおける実測値y2に誤差があったと仮定して、再計算処理を実行してもよい。 Incidentally, assume that also in the second time of the abnormality determination processing (step S48, S50, S52 in FIG. 13), if the candidate of the convergence value b is determined to be abnormal, there is an error in the measured value y 2 at the confirmation timing Then, the recalculation process may be executed.
この場合の再計算処理の例が、図17のフローチャートに示される。図17を参照して、予測処理部42は、確認タイミングを前または後にずらして「x2」の値を変更し、そのときの実測値を「y2」に変更する(ステップS70)。次に、変更後の実測値y2が、変更後の「x2」を代入して得られる予測値と同じになる未知数aを判定し、暫定収束値b*を更新する(ステップS72)。具体的には、図12のステップS42,S44と同様の処理が行われる。更新後の暫定収束値b*が、新たな収束値b(候補)として再度出力される(図12のステップS46)。
An example of the recalculation process in this case is shown in the flowchart of FIG. Referring to FIG. 17,
変更前の確認タイミングを「xp2」、そのときの実測値を「yp2」と表わした場合において、実測値yp2に誤差があった場合に、未知数aおよび暫定収束値b*が更新された予測式のグラフの一例が図18に示されている。 When the confirmation timing before the change is expressed as “x p2 ” and the actual measurement value at that time is expressed as “y p2 ”, if there is an error in the actual measurement value y p2 , the unknown a and the provisional convergence value b * are updated. An example of the prediction formula graph is shown in FIG.
なお、予測式作成タイミングおよび確認タイミングにおける実測値は、それぞれ、移動平均処理が行われることによって、計測値の極端なばらつきが抑えられていることが望ましい。また、測定開始時においても、一定時間(たとえば5分程度)継続して実測値の移動平均処理を行うことにより、滑らかな曲線を得ておくことが望ましい。 Note that it is desirable that the measured values at the prediction formula creation timing and the confirmation timing are each subjected to moving average processing so that extreme variations in measured values are suppressed. In addition, it is desirable to obtain a smooth curve by performing a moving average process of measured values continuously for a certain period of time (for example, about 5 minutes) even at the start of measurement.
再び図11を参照して、安定温度予測処理が終わると、推定部43は、記憶部32から基準板21の熱貫流率U1を示す数値データを読み出して(ステップS8)、対象物80の熱貫流率U0を推定する(ステップS10)。具体的には、記憶部32から上記式(4)で示される算出式も読み出し、読み出した算出式に、ヒータ22の設定温度(Th)と、上記予測処理で求められた収束値(Ts)と、対象物80の屋外側温度(Tg)と、ステップS8で読み出した数値(U1)とを代入することにより、対象物80の熱貫流率の推定値(U0)を算出する。なお、式(4)の文字U1に予め基準板21の熱貫流率が代入された算出式を、記憶部32に予め記憶させておいてもよい。ステップS8の処理(U1値の読み出し)は、本測定処理の開始時に行われてもよい。
Referring again to FIG. 11, the stable temperature prediction processing is completed, the
対象物80の熱貫流率(U0)が推定されると、結果処理部44は、推定結果(U0)を表示部34に表示するとともに、記憶部32に記録する(ステップS12)。このように、対象物80の熱貫流率を記録することで、対象物80の面積を入力すれば、対象物80から逃げる熱量を求めることもできる。また、建物において、断熱性能の評価対象となる全ての面部材について、熱貫流率推定処理が終わると、記憶部32に記憶された面部材ごとの熱貫流率と、それらの面積とを参照して、建物全体の外皮平均熱貫流率や熱損失係数を推定することもできる。
When the thermal conductivity (U 0 ) of the
上述のように、本実施の形態によれば、試験装置10によって室内空間側から対象物80に強制的に熱を与えるため、実際の内外温度差が小さい時期であっても、対象物80の熱貫流率の推定を行うことができる。また、試験装置10の基準板21の面積は対象物80の面積よりも十分に小さく、対象物80の一部分のみを加熱するだけでよいため、従来よりも、短時間で断熱性能を評価することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、熱貫流率を推定するために用いる機材としては、試験装置10を対象物80に設置するだけでよいため、システム構成を簡易にすることができる。
Moreover, as equipment used for estimating the heat transmissibility, it is only necessary to install the
また、熱流計により熱流を計測する場合、真値との誤差が生じやすいが、本実施の形態では、対象物80に熱が伝えられた状態において各位置の温度を計測するだけでよいため、誤差を少なくすることができる。
Further, when measuring the heat flow with a heat flow meter, an error from the true value is likely to occur, but in the present embodiment, it is only necessary to measure the temperature at each position in a state where heat is transmitted to the
さらに、本実施の形態では、ヒータ22の加熱開始後、早期の段階で、基準板21の表面側の安定温度(収束値)を予測可能である。そのため、熱容量の大きい対象物80を評価対象とする場合でも、測定時間を短時間(理想的には、1時間以下)に抑えることができる。したがって、本実施の形態のシステム1は、入居中の実物件にも適用することが可能である。
Furthermore, in the present embodiment, the stable temperature (convergence value) on the surface side of the
また、本実施の形態のような対象面の安定温度の予測方法によれば、収束値の候補が異常値か否かの判定ができるため、精度良く対象面の安定温度を予測することができる。また、予測式作成タイミングおよび確認タイミングの一方を変更するだけで、収束値を再計算できるため、処理負荷を抑えることができる。なお、予測式作成タイミングおよび確認タイミングの双方を変更してもよい。 In addition, according to the method for predicting the stable temperature of the target surface as in the present embodiment, it is possible to determine whether or not the convergence value candidate is an abnormal value, so that the stable temperature of the target surface can be accurately predicted. . Further, since the convergence value can be recalculated by changing only one of the prediction formula creation timing and the confirmation timing, the processing load can be suppressed. Note that both the prediction formula creation timing and the confirmation timing may be changed.
なお、収束値の異常判定処理において、所定回数、収束値が異常と判断された場合には、判定対象となった収束値の最大値と最小値とから、幅をもった予測値を得てもよい。この場合、推定部43は、予測処理部42から得られた最大予測値と最小予測値とに基づいて、対象物80の推定U値の最大値および最小値を計算してもよい。つまり、結果処理部44において、熱貫流率の推定範囲が出力されてもよい。
In the convergence value abnormality determination process, if the convergence value is determined to be abnormal a predetermined number of times, a predicted value having a width is obtained from the maximum value and the minimum value of the convergence value to be determined. Also good. In this case, the
あるいは、収束値の異常判定処理は必須ではない。その場合、確認タイミング付近の実測値から算出される収束値の統計値を、対象面の安定温度として判定してもよい。具体的には、図13のステップS50で算出したBave(収束値の候補と、確認タイミング前後の実測値から算出される収束値との平均)を、対象面の安定温度として判定してもよい。 Alternatively, convergence value abnormality determination processing is not essential. In that case, the statistical value of the convergence value calculated from the actual measurement value near the confirmation timing may be determined as the stable temperature of the target surface. Specifically, Bave (average of convergence value candidates and convergence values calculated from actually measured values before and after the confirmation timing) calculated in step S50 in FIG. 13 may be determined as the stable temperature of the target surface. .
また、本実施の形態では、ヒータ22を一定温度制御して対象物80を加熱し、上昇過程の表面側温度に対し、上記予測処理を行った。しかし、表面側温度を、一旦急上昇させ、その後の下降過程における表面側温度に対し、予測処理を行うことも可能である。その場合、上記式(5)で示された近似式に代えて、次式(9)で示される近似式を用いればよい。
Further, in the present embodiment, the
y=Cax+b (ただし、0<a<1) ・・・式(9)
この場合、上昇過程の場合に用いた近似式(6)は、次式(10)の方程式に置き換えられる。ただし、この方程式(10)は、近似式(6)の未知数aの範囲を、「−1<a<0」とすることと同義である。
y = Ca x + b (where 0 <a <1) (9)
In this case, the approximate expression (6) used in the case of the ascending process is replaced with an equation of the following expression (10). However, this equation (10) is synonymous with setting the range of the unknown a in the approximate expression (6) to “−1 <a <0”.
y=(b−y0)ax+b ・・・(10)
なお、基準板21の表面側温度を急上昇させるためのシステム構成は、次の変形例に示すような構成であってもよい。
y = (b−y 0 ) a x + b (10)
The system configuration for rapidly increasing the surface side temperature of the
(変形例)
図19および図20を参照して、本実施の形態の変形例における熱貫流率推定システム1は、上記実施の形態で示した装置本体11に代えて、装置本体11Aを含んでいる。
(Modification)
Referring to FIG. 19 and FIG. 20, the thermal transmissivity estimation system 1 in the modification of the present embodiment includes an apparatus
図19に示されるように、装置本体11Aは、上記した基準板21、ヒータ(以下「メインヒータ」という)22、断熱部材23、および温度センサ24,25に加え、基準板21の表面21aに重ねられたサブヒータ26を有している。つまり、本変形例では、対象物80に熱を伝える発熱部材として、メインヒータ22に加え、サブヒータ26がさらに設けられる。
As shown in FIG. 19, the apparatus
サブヒータ26は、メインヒータ22と同様に、面状の発熱体により構成されている。この場合、基準板21の表面側温度、すなわち対象物80の屋内面温度を検知する温度センサ25は、サブヒータ26の表面に設けられる。なお、サブヒータ26の面積は、メインヒータ22の面積よりも小さくてもよい。
Similar to the
図20に示されるように、サブヒータ26は、推定装置13の加熱制御部37Aによって制御される。加熱制御部37Aは、加熱開始からの特定期間のみ、サブヒータ26を運転する。つまり、特定期間は、メインヒータ22およびサブヒータ26の双方を運転し、特定期間の後は、メインヒータ22のみを運転する。これにより、加熱初期の特定期間における対象物80の加熱強度が、その後の対象物80の加熱強度よりも大きくなるように、発熱部材の出力が制御される。
As shown in FIG. 20, the sub-heater 26 is controlled by the heating control unit 37 </ b> A of the
なお、「特定期間」は、発熱部材の運転開始(加熱開始)から特定時までの期間を表わす。また、「特定時」は、たとえば、測定開始前に設定された設定時間であり、典型的には、記憶部32に予め記憶された時間(所定時間)である。設定時間は、たとえば30分以下である。なお、設定時間は、予め記憶部32に記憶された時間でなくてもよく、たとえば、測定開始時にユーザが入力した時間であってもよい。あるいは、「特定時」は、対象面温度Tsが閾値に達した時であってもよい。
The “specific period” represents a period from the start of operation of the heat generating member (heating start) to the specific time. The “specific time” is, for example, a set time set before the start of measurement, and is typically a time (predetermined time) stored in advance in the
加熱制御部37Aの動作は、計測処理部41Aによって制御される。なお、加熱制御部37Aは、メインヒータ22のON/OFFを制御するメイン加熱制御部と、サブヒータ26のON/OFFを制御するサブ加熱制御部とを個別に含んでいてもよい。
The operation of the
図21に示されるように、装置本体11Aの表面にサブヒータ26が配置されるため、基準板21の表面21aは、対象物80の屋内面に当接せず近接した状態で配置される。この場合、サブヒータ26によって対象物80を直接加熱することができるため、メインヒータ22は一定温度制御したままでも、対象面温度を急上昇させることができる。サブヒータ26の出力は、一定出力であってよい。
As shown in FIG. 21, since the sub-heater 26 is arranged on the surface of the apparatus
なお、図22に示されるように、サブヒータ26の表面にも、均熱板70を設けてもよい。均熱板70は硬い材質であるため、均熱板70の表面全体を対象物80の屋内面に密着させるためには、温度センサ25をサブヒータ26の裏面側に設けてもよい。その場合、基準板21の表面とサブヒータ26との間に均熱板70をさらに設けて、温度センサ25を基準板21の表面と均熱板70との間に配置してもよい。温度センサ25は、柔らかい材質の基準板21の表面に埋め込まれる。なお、メインヒータ22側の温度センサ24を基準板21の裏面と均熱板70との間に配置する場合も同様に、温度センサ24は、基準板21の裏面に埋め込まれる。
As shown in FIG. 22, a soaking
なお、本実施の形態およびその変形例では、加熱制御部37(37A)は、メインヒータ22の一定温度制御を行うこととしたが、メインヒータ22の出力を一定出力としてもよい。このような加熱制御が行われたとしても、対象面温度Tsよりもヒータ温度Thの方が先に安定する場合、ヒータ温度Thが安定したと判断された段階で、対象面温度Tsの安定値を予測可能である。したがって、双方の温度が安定するのを待つよりも、測定時間を短縮することができる。このように、対象面の安定温度TSsは、ヒータ温度Thが安定した状態であれば、発熱部材の加熱制御方法に関わらず予測可能である。
In the present embodiment and its modification, the heating control unit 37 (37A) performs the constant temperature control of the
以上説明したように、本発明の実施の形態および変形例によれば、簡単かつ短時間で、対象物80の熱貫流率を精度良く推定することができる。したがって、既存の建物全体の断熱性能も容易に評価できるため、本システム1を利用することで、リフォーム事業を活性化することもできる。
As described above, according to the embodiment and the modification of the present invention, it is possible to accurately estimate the heat flow rate of the
なお、上記熱貫流率推定方法をプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、CD−ROMなどの光学媒体やメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない(non-transitory)記録媒体にて記録させて提供することができる。この場合、推定装置13は、記録媒体(図示せず)からプログラムやデータを読み出し/書き込み可能な駆動装置(図示せず)をさらに備えているものとする。また、通信部35によるネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
In addition, the said heat transmissibility estimation method can also be provided as a program. Such a program can be recorded and provided on an optical medium such as a CD-ROM or a computer-readable non-transitory recording medium such as a memory card. In this case, it is assumed that the
また、本実施の形態およびその変形例では、試験装置10の装置本体11(11A)に電気的に接続された推定装置13において、対象物80の熱貫流率の推定が行われた。しかしながら、図3に示した予測処理部42、推定部43、および結果処理部44の機能を含む推定装置が、試験装置10とは非接続の他のコンピュータにより実現されてもよい。このようなコンピュータは、たとえば一般的なパーソナルコンピュータまたは携帯端末であってよい。この場合、推定装置の記憶部には、基準板21の熱貫流率U0だけでなく、対象物80の熱貫流率の推定に必要な各点の温度データも記憶されているものとする。
Moreover, in this Embodiment and its modification, estimation of the heat transmissivity of the
この場合、試験装置10の装置本体11に電気的に接続され、現場での試験に用いられる装置(以下「制御装置」という)には、加熱制御部37(37A)と、加熱制御部37の制御や各位置の温度の計測を行う計測処理部41(41A)との機能が含まれていればよい。
In this case, a device that is electrically connected to the apparatus
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 熱貫流率推定システム、10 試験装置、11,11A 装置本体、12,24,25 温度センサ、13 推定装置、21 基準板、22 ヒータ(メインヒータ)、23 断熱部材、26 サブヒータ、31 制御部、32 記憶部、33 操作部、34 表示部、35 通信部、36 電源部、37,37A 加熱制御部、41,41A 計測処理部、42 予測処理部、43 推定部、44 結果処理部、70 均熱板、80 対象物(面部材)、100 筐体、101 仕切り板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal conductivity estimation system, 10 Test apparatus, 11, 11A apparatus main body, 12, 24, 25 Temperature sensor, 13 Estimation apparatus, 21 Reference plate, 22 Heater (main heater), 23 Heat insulation member, 26 Sub heater, 31
Claims (7)
前記面部材の屋内面に当接または近接する表面と、その反対側に位置する裏面とを有する板状部材と、
前記板状部材の裏面側に設けられ、前記面部材の屋内面を加熱するヒータと、
前記板状部材の表面側に設けられ、前記面部材の屋内面温度を検知する第1の温度センサと、
前記ヒータの加熱による前記面部材の屋内面温度の変化過程において、前記板状部材の裏面側温度が一定の状態で前記第1の温度センサから得られる実測値に基づいて、近似曲線の収束値を算出することによって、前記面部材の屋内面の安定温度を予測する予測処理手段と、
前記予測処理手段により予測された前記安定温度と、前記面部材の屋外側温度と、前記板状部材の裏面側温度と、前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定する推定手段とを備え、
前記予測処理手段は、
前記面部材の屋内面温度の変化過程における特定時点を前記近似曲線のx=0とし、前記特定時点における実測値をy0とした場合に、
y=−(b−y0)ax+b、または、
y=(b−y0)ax+b
として表される方程式の未知数aを1未満の任意の値に仮定し、未知数aの仮定値と、前記特定時点よりも後の第1時点における実測値とに基づいて、前記収束値としての未知数bの暫定値を算出する算出手段と、
前記第1時点よりも後の第2時点における実測値と、前記算出手段により算出された前記暫定値に基づく前記第2時点における予測値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、実測値と同じと判断された予測値の算出に用いた前記暫定値を、前記収束値として判定する判定手段とを含む、熱貫流率推定システム。 As an index representing the heat insulation performance of a surface member located between an indoor space and an outdoor space of a building, a system for estimating the heat transmissivity of the surface member,
A plate-like member having a surface in contact with or close to the indoor surface of the surface member and a back surface located on the opposite side;
A heater that is provided on the back side of the plate-like member and heats the indoor surface of the surface member;
A first temperature sensor provided on the surface side of the plate-like member for detecting an indoor surface temperature of the surface member;
In the process of changing the indoor surface temperature of the surface member due to the heating of the heater, the convergence value of the approximate curve based on the actual measurement value obtained from the first temperature sensor in a state where the back surface temperature of the plate member is constant. Predicting processing means for predicting a stable temperature of the indoor surface of the surface member by calculating
Based on the stable temperature predicted by the prediction processing means, the outdoor side temperature of the surface member, the back surface temperature of the plate member, and the thermal conductivity of the plate member, the heat of the surface member. An estimation means for estimating the transmissivity,
The prediction processing means includes
When the specific point in the process of changing the indoor surface temperature of the surface member is x = 0 of the approximate curve, and the measured value at the specific point is y0,
y = − (b−y 0 ) a x + b, or
y = (b−y 0 ) a x + b
Assuming that the unknown a in the equation expressed as is an arbitrary value less than 1, the unknown as the convergence value based on the assumed value of the unknown a and the measured value at the first time after the specific time a calculating means for calculating a provisional value of b;
A comparison unit that compares an actual measurement value at a second time point after the first time point with a predicted value at the second time point based on the provisional value calculated by the calculation unit;
A heat transmissivity estimation system comprising: determination means for determining, as the convergence value, the provisional value used for calculation of a predicted value determined to be the same as an actual measurement value as a result of comparison by the comparison means.
前記判定手段により判定された前記収束値が異常値か否かを判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段により異常値と判定された場合に、前記第1時点および前記第2時点の少なくとも一方を変更することによって、前記収束値を再計算する再計算手段とをさらに含む、請求項1または2に記載の熱貫流率推定システム。 The prediction processing means includes
Abnormality determination means for determining whether the convergence value determined by the determination means is an abnormal value;
2. A recalculation unit that recalculates the convergence value by changing at least one of the first time point and the second time point when the abnormality determination unit determines that the value is an abnormal value. Or the heat transmissivity estimation system according to 2.
前記板状部材の裏面側温度が設定温度となるように、前記ヒータの一定温度制御を行う加熱制御手段とをさらに備え、
前記特定時点は、前記板状部材の裏面側温度が一定温度に安定した時点に相当する、請求項1〜3のいずれかに記載の熱貫流率推定システム。 A second temperature sensor that is provided on the back side of the plate-like member and detects the back-side temperature of the plate-like member;
A heating control means for performing a constant temperature control of the heater so that the back surface side temperature of the plate-like member becomes a set temperature;
The heat transmissivity estimation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the specific time corresponds to a time when a back surface temperature of the plate-like member is stabilized at a constant temperature.
前記加熱制御手段は、前記面部材の屋内面温度が急上昇するように、加熱開始からの特定期間のみ前記サブヒータを運転する、請求項4に記載の熱貫流率推定システム。 In order to directly transfer heat to the surface member, the plate member further includes a sub-heater provided on the surface side,
The heat transmissivity estimation system according to claim 4, wherein the heating control means operates the sub-heater only for a specific period from the start of heating so that the indoor surface temperature of the surface member rapidly increases.
前記面部材の屋外側温度と、前記面部材の屋内面に当接または近接するように配置される板状部材の裏面側温度と、前記板状部材の熱貫流率とを記憶する記憶手段と、
前記面部材の屋内面温度の変化過程において、前記板状部材の裏面側温度が一定の状態のときに得られる前記面部材の屋内面温度の実測値に基づいて、近似曲線の収束値を算出することによって、前記面部材の屋内面の安定温度を予測する予測処理手段と、
前記予測処理手段により予測された前記安定温度と、前記記憶手段に記憶された前記面部材の屋外側温度と、前記板状部材の裏面側温度と、前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定する推定手段とを備え、
前記予測処理手段は、
前記面部材の屋内面温度の変化過程における特定時点を前記近似曲線のx=0とし、前記特定時点における実測値をy0とした場合に、
y=−(b−y0)ax+b、または、
y=(b−y0)ax+b
として表される方程式の未知数aを1未満の任意の値に仮定し、未知数aの仮定値と、前記特定時点よりも後の第1時点における実測値とに基づいて、前記収束値としての未知数bの暫定値を算出する算出手段と、
前記第1時点よりも後の第2時点における実測値と、前記算出手段により算出された前記暫定値に基づく前記第2時点における予測値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、実測値と同じと判断された予測値の算出に用いた前記暫定値を、前記収束値として判定する判定手段とを含む、熱貫流率推定装置。 As an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building, an estimation device for estimating the heat permeability of the surface member,
Storage means for storing the outdoor side temperature of the surface member, the back surface side temperature of the plate-like member arranged so as to be in contact with or close to the indoor surface of the surface member, and the thermal conductivity of the plate-like member ,
In the process of changing the indoor surface temperature of the surface member, the convergence value of the approximate curve is calculated based on the measured indoor surface temperature of the surface member obtained when the back surface temperature of the plate-like member is constant. Prediction processing means for predicting a stable temperature of the indoor surface of the surface member,
Based on the stable temperature predicted by the prediction processing means, the outdoor temperature of the surface member stored in the storage means, the back surface temperature of the plate member, and the thermal conductivity of the plate member. And an estimating means for estimating the heat transmissivity of the surface member,
The prediction processing means includes
When the specific point in the process of changing the indoor surface temperature of the surface member is x = 0 of the approximate curve, and the measured value at the specific point is y0,
y = − (b−y 0 ) a x + b, or
y = (b−y 0 ) a x + b
Assuming that the unknown a in the equation expressed as is an arbitrary value less than 1, the unknown as the convergence value based on the assumed value of the unknown a and the measured value at the first time after the specific time a calculating means for calculating a provisional value of b;
A comparison unit that compares an actual measurement value at a second time point after the first time point with a predicted value at the second time point based on the provisional value calculated by the calculation unit;
A heat transmissivity estimation device, comprising: a determination unit that determines, as the convergence value, the provisional value used to calculate a predicted value determined to be the same as an actual measurement value as a result of comparison by the comparison unit.
前記コンピュータは、前記面部材の屋外側温度と、前記面部材の屋内面に当接または近接するように配置される板状部材の裏面側温度と、前記板状部材の熱貫流率とを記憶する記憶手段を含み、
前記面部材の屋内面温度の変化過程において、前記板状部材の裏面側温度が一定の状態のときに得られる前記面部材の屋内面温度の実測値に基づいて、近似曲線の収束値を算出することによって、前記面部材の屋内面の安定温度を予測する予測ステップと、
前記予測ステップにおいて予測された前記安定温度と、前記記憶手段に記憶された前記面部材の屋外側温度と、前記板状部材の裏面側温度と、前記板状部材の熱貫流率とに基づいて、前記面部材の熱貫流率を推定する推定ステップとを備え、
前記予測ステップは、
前記面部材の屋内面温度の変化過程における特定時点を前記近似曲線のx=0とし、前記特定時点における実測値をy0とした場合に、
y=−(b−y0)ax+b、または、
y=(b−y0)ax+b
として表される方程式の未知数aを1未満の任意の値に仮定するステップと、
未知数aの仮定値と、前記特定時点よりも後の第1時点における実測値とに基づいて、前記収束値としての未知数bの暫定値を算出するステップと、
前記第1時点よりも後の第2時点における実測値と、算出された前記暫定値に基づく前記第2時点における予測値とを比較するステップと、
比較の結果、実測値と同じと判断された予測値の算出に用いた前記暫定値を、前記収束値として判定するステップとを含む、熱貫流率推定プログラム。 A program executed by a computer to estimate the thermal conductivity of the surface member as an index representing the heat insulation performance of the surface member located between the indoor space and the outdoor space of the building,
The computer stores the outdoor-side temperature of the surface member, the back-side temperature of the plate-like member disposed so as to be in contact with or close to the indoor surface of the surface member, and the thermal conductivity of the plate-like member. Storage means for
In the process of changing the indoor surface temperature of the surface member, the convergence value of the approximate curve is calculated based on the measured indoor surface temperature of the surface member obtained when the back surface temperature of the plate-like member is constant. A prediction step for predicting a stable temperature of the indoor surface of the surface member,
Based on the stable temperature predicted in the prediction step, the outdoor temperature of the surface member stored in the storage means, the back surface temperature of the plate member, and the thermal conductivity of the plate member. An estimation step for estimating a heat transmissivity of the surface member,
The prediction step includes
The particular point in the change process of the indoor surface temperature of the surface member and x = 0 of the approximate curve, the measured value at the specific point in time when the y0,
y = − (b−y 0 ) a x + b, or
y = (b−y 0 ) a x + b
Assuming an unknown a of the equation expressed as
A method and assumptions unknowns a, based on the actual measurement values in the first time point later than the point in time, calculates a provisional value of the unknown b as the convergence value,
Comparing an actual measurement value at a second time point after the first time point with a predicted value at the second time point based on the calculated provisional value;
Comparison of results, the provisional value used to calculate the same as the determined predicted and measured values, and a step of determining as the convergence value, heat transmission coefficient estimation program.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015176392A JP6283637B2 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015176392A JP6283637B2 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017053668A JP2017053668A (en) | 2017-03-16 |
JP6283637B2 true JP6283637B2 (en) | 2018-02-21 |
Family
ID=58320715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015176392A Expired - Fee Related JP6283637B2 (en) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6283637B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108518804B (en) * | 2018-03-21 | 2021-06-25 | 武汉物联远科技有限公司 | Method and system for predicting temperature and humidity environment of machine room |
KR102334361B1 (en) * | 2019-10-25 | 2021-12-03 | 한국전력공사 | Heat permeability diagnostic device and control method thereof |
TWI716240B (en) * | 2019-12-27 | 2021-01-11 | 長聖儀器股份有限公司 | Thermal diffusivity performance measuring system and method |
CN114646664B (en) * | 2022-05-20 | 2022-08-12 | 领合(南通)新型建材科技有限公司 | Novel composite door and window profile heat insulation performance quality monitoring method and system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5315868A (en) * | 1976-07-28 | 1978-02-14 | Toshiba Corp | Temperature measuring device |
JPS58225325A (en) * | 1982-06-24 | 1983-12-27 | Terumo Corp | Electronic clinical thermometer |
JPH02291950A (en) * | 1989-05-02 | 1990-12-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Thermal conductivity measuring method |
JP2010122163A (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Citizen Systems Japan Co Ltd | Electronic thermometer |
JP5841485B2 (en) * | 2012-04-13 | 2016-01-13 | 株式会社インテグラル | Heat loss coefficient estimation device, heat loss coefficient estimation method, and program |
JP6040691B2 (en) * | 2012-10-02 | 2016-12-07 | 株式会社大林組 | Energy saving performance evaluation system, energy saving performance evaluation method, and energy saving performance evaluation program |
-
2015
- 2015-09-08 JP JP2015176392A patent/JP6283637B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017053668A (en) | 2017-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6283637B2 (en) | Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation device, and thermal transmissivity estimation program | |
KR102042882B1 (en) | Portable electronic device | |
JP6339465B2 (en) | Thermal transmissivity estimation system, thermal transmissivity estimation method and program, and thermal transmissivity test apparatus | |
JP2024102852A (en) | Apparatus, systems, and methods for non-invasive thermal interrogation | |
JP5509402B2 (en) | Heat loss coefficient estimation device, heat loss coefficient estimation method, and program | |
CN104729748B (en) | Method for determining the environment temperature of mobile device | |
JP6599026B2 (en) | Hot water storage water heater | |
CN105245686A (en) | Method of operating a mobile device, computer program product and mobile device | |
CN105686618A (en) | Device and method for determining food type and heating control system and method | |
JP6652429B2 (en) | Insulation performance inspection device | |
CN103917935A (en) | Method for controlling a heat-generating element | |
US11578886B2 (en) | Temperature compensation for low-voltage thermostats | |
KR102040182B1 (en) | Method and apparatus for measuring sap flow rate using single probe | |
US7831525B2 (en) | Automated energy transfer calculation and compensation | |
JP2009254104A (en) | Conductor monitor for power receiving and distributing equipment | |
JP6022623B2 (en) | Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus | |
JP6022624B2 (en) | Thermal conductivity estimation system, method and program, and thermal conductivity test apparatus | |
KR20190110685A (en) | Method and apparatus for measuring sap flow rate with temperature compensation | |
JP6440413B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
TWI792273B (en) | Non-contact detection apparatus for thermal conductive pipes and method thereof | |
CN115307768B (en) | NTC detection time compensation algorithm | |
JP2013247023A (en) | Temperature estimation device and temperature estimation method | |
CN110553746B (en) | Method and circuit for detecting the temperature of an electrical/electronic component | |
JP4723300B2 (en) | Floor heating device, temperature control method thereof, and control program for floor heating device | |
KR102049674B1 (en) | Method for failure prediction of pcr thermal cycler and apparatus therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170818 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6283637 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |