dizertační práce

Assesment of the Thermal Environment in Vehicular Cabins

Text práce 23.27 MB Teze 3.29 MB

Autor práce: Ing. Miloš Fojtlín, Ph.D.

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc.

Oponenti: Dr. Roch El Khoury, Prof. George Havenith

Abstrakt:

Ľudia žijúci vo vyspelých krajinách trávia väčšinu svojho života vo vnútorných prostrediach budov alebo dopravných prostriedkov. Z tohto dôvodu, záujem o výskum kvality vnútorných prostredím rastie, pričom hlavný dôraz je kladený na oblasti výskumu ľudského zdravia, produktivity a komfortu. Jedným z faktorov ovplyvňujúci kvalitu prostredí je ich tepelný aspekt, ktorý je najčastejšie popísaný teplotou vzduchu, radiačnou teplotou,  vlhkosťou vzduchu a rýchlosťou prúdenia vzdu-chu. Zatiaľ čo tieto parametre je možné riadiť systémom pre vykurovanie, vetranie a klimatizáciu nezávisle na počasí, takéto zariadenia sa podieľajú na vysokej spotrebe energie a značnej uhlíkovej stope. V prostediach kabín áut a dopravných prostriedkov je riadenie parametrov tepelného prostredia komplikované z dôvodu ich asymetrickej a časovo premenlivej povahy. Táto situácia je obzvlášť kritická vo vozidlách na elektrický pohon s vlastnou batériou, kde je energia na úpravu vnútornej mikroklímy čerpaná na úkor dojazdu vozidla. Pre uvedené dôvody sa hľadajú nové, en-ergeticky účinnejšie spôsoby pre úpravu tepelných prostredí a zabezpečenia tepelného komfortu.
Jedným z potenciálnych riešení sú zariadenia dodávajúce človeku teplo alebo chlad lokálne, ako napríklad vyhrievané a vetrané sedadlá a sálavé panely. Vzhľadom na to, že experimentálny výskum vnútorných prostredí je náročný s ohľadom na čas a potrebné vybavenie, trendy výskumu vplyvov takýchto zariadení na človeka  smerujú k optimalizačným úlohám vo virtuálnych prostrediach pomocou modelov ľudksej termofyziológie a tepelného pocitu/komfortu. Avšak pre spoľahlivé výsledky modelovania sú potrebné presné vstupné parametre definujúce prostredie, odev, vplyv povrchov v kontakte s človekom (napríklad sedadlá) a pôsobenie systémov na lokálnu úpravu mikroklímy.
Cieľom tejto dizertačnej práce je vytvorenie metodológie na hodnotenie tepelných prostredí v kabínach automobilov s ohľadom na pozíciu v sede a využitím technológii na lokálnu úpravu tepelných prostredí. Jedným z požiadavkov na takúto metodológiu je jej aplikovateľnosť vo virtuálnych ale aj reálnych prostrediach. V prípade hodnotenia reálnych prostredí, cieľom je vytvorenie demonštrátora, ktorý by bol využiteľný ako spätná väzba pre riadenie systémov pre úpravu mikroklímy na základe požadovaného tepeleného pocitu.
Validita uvedenej metodológie bola demonštrovaná v typických podmienkach kabín automobilov (5–41 °C) a poznatky z tejto práce sú prenesiteľné do širokého spektra inžinierkych aplikácii. V oblasti osobnej dopravy a pracovných prostredí s vyššou tepelnou záťažou je táto metóda užitočná pre identifikáciu možných zdrojov diskomfortu. Navyše je táto metóda vhodná i pre rýchlo rastúci segment elektrických vozidiel, kde je možné sledovať tok energie potrebnej na dosiahnutie určitej úrovne komfortu a riešenie optimalizačných úloh za účelom úspory energie a predĺženie dojazdu. Obdobné aplikácie možno nájsť i v budovách a prostrediach s podobnými charakteristikami.

Klíčová slova:

Modelování; Experiment; Vytápění; Větrání; Sedadlo; Člověk; Thermofyziologie; Fiala model; Equivalentná teplota; Odev; Pozice v sedu; Kabina; Vozidlo; Auto; Energie; HVAC; Tepelný pocit; Tepelný komfort

Termín obhajoby

18.10.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Nadstandardní práce z oboru tepelného komfortu v kabině automobilu.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Konstrukční a procesní inženýrství (D-KPI)

Složení komise

doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Dr. Roch El Khoury (člen)
Prof. George Havenith (člen)
doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc. (člen)
doc. Ing. Vladimír Zmrhal, Ph.D. (člen)
Ing. Matěj Forman, Ph.D. (člen)
Bc. Jan Hrnčíř (člen)
Dr. Kamila Lunerová (člen)
doc. MUDr. Julie Dobrovolná, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. (člen)

viz. posudek v pdf.
Soubor vložený vedoucím Velikost
Posudek vedoucího práce [.pdf] 74.75 kB

Posudek oponenta
Dr. Roch El Khoury

viz. posudek v pdf.
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 170.98 kB

Posudek oponenta
Prof. George Havenith

viz. posudek v pdf.
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 112.91 kB