Moderní technologie pro úpravu tepelného prostředí automobilů s alternativními pohony

Abstract

Bakalářská práce je zaměřena na posouzení současného stavu moderních technologií pro úpravu tepelného prostředí v automobilech s alternativními pohony. Stěžejní částí práce je rešerše pokročilých systémů, jejíchž cílem je minimalizace tepelného zatížení posádky a zajištění tepelné pohody v kabině automobilu prostřednictvím různých forem přenosu tepla. Studie pojednává o reverzibilních tepelných čerpadlech, fotovoltaických solárních panelech, Peltierových článcích, infravytápění, heat pipe zařízeních a magnetokalorickém chlazení. Jednotlivé technologie jsou úvodem popsány z hlediska teoretického principu funkce, dále jsou zmíněny přínosy a omezení systému a aplikace technologie ve vozidlech. V závěru práce je pro názornost vytvořen model energetické náročnosti odporového vytápění a reverzibilního a magnetokalorického tepelného čerpadla pro zimní a letní provoz. Rovněž je navrhnuto vylepšení dostupných systémů i potenciální využití prototypních technologií, které mohou výrazně přispět k redukci spotřeby energie při poskytnutí požadovaného tepelného komfortu.

This bachelor thesis is focused on the assessment of the current state of modern technologies in thermal management of passenger vehicles with alternative drivetrain. The main part of the work is based on the research into advanced systems aimed at minimizing the thermal load of the passengers and at ensuring the thermal comfort in the car cabin through various forms of the heat transfer. The study deals with reversible heat pump, photovoltaic solar panels, thermoelectric Peltier device, infrared heating, heat pipe and magnetocaloric cooling. Technologies are described from the point of view of the theoretical principle of operation, further, there are mentioned benefits and limitations of the system and the application of the technology in vehicles. Finally, a calculation of the energy demands of resistance heating as well as reversible and magnetocaloric heat pump for winter and summer operation is created for illustrative purposes. In addition to that, improvements of available systems and the potential use of prototype technologies, that can significantly contribute to reducing energy consumption while providing the required thermal comfort, are proposed at the end of the thesis.