Svázání fyziologického modelu s modelem tepelného komfortu

Abstract

Disertační práce se zabývá vnitřním prostředím a tepelným komfortem v kabinách automobilů. V Dymole/Modelice byl vytvořen Model tepelné zátěže kabiny pro studium vlivů různých parametrů okolního prostředí na mikroklima uvnitř kabiny. Model byl validován na základě osmi experimentů v klimatické komoře i ve skutečných provozních podmínkách. Hlavním cílem práce bylo vytvořit model pro predikci tepelného komfortu v nehomogenním prostředí, který je použitelný i pro prostředí kabin automobilů. V Dymole/Modelice byl vytvořen Svázaný model tepelného komfortu, který umožňuje vyhodnotit celkový tepelný komfort na základě lokálních parametrů okolního prostředí a osobních faktorů člověka. Model byl validován na 16 různých scénářích převzatých z literatury. Navíc za pomoci programu Theseus-FE byly vytvořeny tři modelové případy reprezentující asymetrickou zátěž od slunečního záření v kabině automobilu. Predikce Svázaného modelu byla porovnána s Fialovým modelem a s výsledky experimentů. Svázaný model predikoval střední teplotu pokožky dostatečně přesně pro klidné aktivity v neutrálním a teplém prostředí. V chladném prostředí byly odchylky střední teploty pokožky od měření větší a predikovaná vnitřní teplota příliš závislá na teplotě okolí. Pro vyšší intenzity vykonávané činnosti byla predikovaná střední teplota pokožky příliš vysoká.

The thesis deals with car cabin environment and thermal comfort inside. A car cabin heat load model was developed in Dymola/Modelica to investigate influence of ambient environmental parameters. The model was validated on the data set of eight test cases measured in a climatic chamber and in a real traffic. The main objective of the thesis was to develop a human thermal comfort model suitable for non-homogenous environments and for a car cabin environment especially. The Coupled model of human physiology and thermal comfort was developed in Dymola/Modelica. The model allows predicting an overall human thermal comfort from local boundary conditions representing ambient and personal factors. The model was validated by 16 test cases taken from experiments in literature. Moreover three test cases were created in Theseus-FE to consider an asymmetrical heat load from Sun rays inside a car cabin. Prediction of the Coupled model was compared with Fiala model and experimental data. The Coupled model predicted mean skin temperature for moderate activities in neutral and warm environment well. In cold environment a predicted core temperature was very affected by ambient temperature and during high activity exercises, the predicted mean skin temperature was too high.