|
|
Assesment of the Thermal Environment in Vehicular Cabins
Fojtlín, Miloš ; Khoury, Roch El (oponent) ; Havenith, George (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
People in developed countries spend substantial parts of their lives in indoor environments both during free time and while working. For this reason, there has been increasing interest in the quality of the indoor environment. The main emphasis of past research has been directed towards understanding the fields of human health, productivity, and comfort. One important contributor to all three fields is the thermal aspect of the environment, which is often represented by physical quantities such as air temperature, radiant temperature, air humidity, and air velocity. While weather-independent control of these parameters is possible via heating, ventilation, and air-conditioning systems (HVAC), a major limitation is that these systems are related to substantial energy consumption and carbon footprint. The complexity of thermal management is amplified in vehicular cabins because of their asymmetric and transient nature. Moreover, in electric vehicles, the available energy for microclimate management comes at the cost of driving range, and therefore, new solutions for more effective and human-centred ways of managing the indoor microclimate are sought. One of the promising ways to address these issues is via local conditioning with the vehicle seats or auxiliary radiant panels operating in synergy with an HVAC unit. At the same time, the optimization and research tasks are being shifted towards virtual investigation to mitigate the need for costly and often ethically concerning human studies. To do so, models of human thermo-physiology and thermal sensation/comfort have been developed. Yet, for their reliable applications, many factors regarding high heterogeneity, clothing, the thermal mass of the adjacent surfaces, and active seat conditioning have not been resolved. The aim of this thesis was to develop a methodology to assess human thermal sensation while in a sitting body position, including local conditioning factors such as heated and ventilated seats. A requirement of the method was applicability in both virtual and real indoor spaces. In the latter case, the focus was a thermal-sensation-driven feedback loop allowing for human-centred microclimate management. The validity of the proposed methodology was demonstrated under typical cabin conditions (5–41 °C) and the findings from this PhD project are transferable to a broad variety of engineering fields. In passenger transport and occupational environments with higher heat strain, environmental engineers can benefit from a tool to identify sources of thermal discomfort and potential hazards of fatigue. Furthermore, the methodology can be of great merit to the rapidly developing electric vehicle industry, facilitating emphasis on energy efficient microclimate management. The virtual optimization of the conditioning strategies reduce the need for human studies, allow rapid prototyping, and have great potential to bring energy savings as well as increased driving range. Finally, the know-how presented is also applicable in built environments, where similar conditions apply.
|
|
|
Výzkum systémů pro zajištění kvality prostředí v kabině automobilu
Šíp, Jan ; Kavička, František (oponent) ; Volavý, Jaroslav (oponent) ; Lízal, František (vedoucí práce)
Udržováním kvality vnitřního prostředí, zejména tepelného komfortu a vnitřní kvality vzduchu v kabinách automobilů, předcházíme dopravním nehodám. Tepelný komfort může mít vliv na kognitivní funkce důležité zejména pro řidiče. Mezi ně patří koncentrace, pozornost či rychlost rozhodování. Je známo, že nesprávná teplota v kabině automobilu patří mezi nejčastější faktory způsobující dopravní nehody. Jedním z faktorů vnitřní kvality prostředí je vnitřní kvalita vzduchu. Ta je vlivem silničního provozu negativně ovlivněna výfukovými plyny a částicemi z otěru pneumatik, které se během větrání dostávají do prostoru kabiny. Tomu lze předejít využitím systému recirkulace a opětovné filtrace vzduchu, u kterého se nepřivádí venkovní vzduch, ale jedná se o uzavřený oběh. Nevýhodou systému recirkulace jsou vyšší koncentrace CO2, což může způsobovat nadměrnou únavu. Dizertační práce se zabývá vlivem různých systémů větrání na vnitřní kvalitu prostředí, tj. tepelný komfort a vnitřní kvalitu vzduchu. Dílčím faktorem tepelného komfortu je rychlost proudění vzduchu, která byla v rámci této práce zkoumaná v prostoru za vyústkou. Pro měření proudového pole za automobilovou vyústkou byla použita metoda termoanemometrie. Experimentální výsledky byly doplněny o CFD analýzu. Tepelný komfort v kabině automobilu byl stanoven pomocí CFD, a to pro tři různé systémy větrání (směšovací, podlahové a stropní). Kromě klasického uspořádání interiéru byl předmětem zájmu i flexibilní interiér, u kterého jsou přední sedadla otočeny proti směru jízdy. Kvalita vzduchu pro jednotlivé systémy větrání byla posuzovaná taktéž na základě CFD, konkrétně byl využit index stáří vzduchu. Výzkum proudového pole potvrdil platnost využití empirického vztahu dle Rajaratnama pro určení poklesu osové rychlosti na reálnou automobilovou vyústku. Dále byla ověřena přesnost metod modelování turbulence Reynolds-averaged Navier–Stokes a Large Eddy Simulation, a to na základě všech sledovaných kritérií (úhly směrování, pokles osové rychlosti, rychlostní profily a porovnání intenzity turbulence). Studie tepelného komfortu poukazují na vhodnost použití stropního systému větrání pro letní podmínky, naopak v zimních podmínkách lze doporučit přívod vzduchu podlahovými vyústkami. Z pohledu indexu stáří vzduchu je nejvhodnější stropní větrání pro zimní podmínky. V letních podmínkách jsou hodnoty indexu stáří vzduchu u jednotlivých konceptů větrání velice podobné pro oba typy interiéru.
|
|
|
Strategie tepelného managementu kabiny EV vozidla v horkém a chladném klimatu
Matušková, Lucie ; Charvát, Pavel (oponent) ; Fišer, Jan (vedoucí práce)
Cílem práce je provést experiment za účelem změření teploty, při které je dosaženo optimálního tepelného komfortu. Experiment je proveden v klimakomoře, kde lze zajistit konstantní klimatické podmínky působící na vozidlo. Pro změření tepelného komfortu je použit měřící systém iHVAC. Dále hodnoty porovnat s předcházejícím měření, které probíhalo pro jiné vozidla. Část práce je věnovaná rešerši, která popisuje problematiku tepelného managementu vozidel.
|
|
|
Ventilované ochranné oděvy pro zdravotníky v kontaminovaných prostředích
Štenclová, Kristýna ; Kopečková, Barbora (oponent) ; Fišer, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na experimentální ověření chladicího účinku na člověka ventilací okolního vzduchu pod ochranný oděv. První část práce obsahuje rešerši zabývající se pojmy spojenými s tepelným komfortem a způsoby přenosu tepla. V této části jsou před-staveny dostupné možnosti chlazení člověka pohybujícího se v prostředí o vysoké teplotě. Druhá část je zaměřena na definování hypotéz a popis experimentů, které byly pro tuto práci provedeny. Poslední částí práce jsou samotné výsledky experimentů a jejich porovnání s daty z experimentů z odborné literatury.
|
|
| |
|
|
Tepelný komfort cestujících na zastávkách hromadné dopravy
Junga, Petr ; Počinková, Marcela (oponent) ; Rubinová, Olga (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na hodnocení tepelného komfortu cestujících na zastávkách hromadné dopravy, a to v prostorách přístřešků městské hromadné dopravy (MHD), které jsou nedílnou součástí městského mobiliáře. Toto téma nabývá na důležitosti zejména s ohledem na klimatickou změnu a související, zvyšující se četností extrémních povětrnostních jevů. Součástí práce je teoretická část, zabývající se přístřešky MHD z různých teoretických hledisek. Praktická část práce se zabývá experimentálním měřením vybraných fyzikálních veličin v interiéru a exteriéru jedenácti přístřešků MHD na území města Brna, a to v šesti měsících roku 2020 (chladného i teplého období). Skutečnosti zjištěné experimentálním měřením pro jednotlivé přístřešky jsou vzájemně porovnány a vyhodnoceny, se závěrečným výběrem optimálního modelu technického řešení přístřešku.
|
|
|
Vytápění domova pro seniory
Kouřilová, Klára ; Vyhlídalová, Karolína (oponent) ; Horká, Lucie (vedoucí práce)
Hlavním cílem bakalářské práce je navrhnout systém vytápění domova pro seniory. Teoretická část je zaměřena na zajištění tepelného komfortu a možnosti regulace teploty v objektech. Druhá část práce, výpočtová, se zabývá návrhem otopných těles, dimenzováním navrženého otopného systému, přípravou teplé vody a návrhem zdroje tepla pro řešený objekt. Zdrojem tepla pro vytápění i přípravu teplé vody byl zvolen plynový kondenzační kotel. Třetí část, výkresová, obsahuje projektovou dokumentaci systému vytápění pro provedení stavby.
|
|
|
Assesment of the Thermal Environment in Vehicular Cabins
Fojtlín, Miloš ; Khoury, Roch El (oponent) ; Havenith, George (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
People in developed countries spend substantial parts of their lives in indoor environments both during free time and while working. For this reason, there has been increasing interest in the quality of the indoor environment. The main emphasis of past research has been directed towards understanding the fields of human health, productivity, and comfort. One important contributor to all three fields is the thermal aspect of the environment, which is often represented by physical quantities such as air temperature, radiant temperature, air humidity, and air velocity. While weather-independent control of these parameters is possible via heating, ventilation, and air-conditioning systems (HVAC), a major limitation is that these systems are related to substantial energy consumption and carbon footprint. The complexity of thermal management is amplified in vehicular cabins because of their asymmetric and transient nature. Moreover, in electric vehicles, the available energy for microclimate management comes at the cost of driving range, and therefore, new solutions for more effective and human-centred ways of managing the indoor microclimate are sought. One of the promising ways to address these issues is via local conditioning with the vehicle seats or auxiliary radiant panels operating in synergy with an HVAC unit. At the same time, the optimization and research tasks are being shifted towards virtual investigation to mitigate the need for costly and often ethically concerning human studies. To do so, models of human thermo-physiology and thermal sensation/comfort have been developed. Yet, for their reliable applications, many factors regarding high heterogeneity, clothing, the thermal mass of the adjacent surfaces, and active seat conditioning have not been resolved. The aim of this thesis was to develop a methodology to assess human thermal sensation while in a sitting body position, including local conditioning factors such as heated and ventilated seats. A requirement of the method was applicability in both virtual and real indoor spaces. In the latter case, the focus was a thermal-sensation-driven feedback loop allowing for human-centred microclimate management. The validity of the proposed methodology was demonstrated under typical cabin conditions (5–41 °C) and the findings from this PhD project are transferable to a broad variety of engineering fields. In passenger transport and occupational environments with higher heat strain, environmental engineers can benefit from a tool to identify sources of thermal discomfort and potential hazards of fatigue. Furthermore, the methodology can be of great merit to the rapidly developing electric vehicle industry, facilitating emphasis on energy efficient microclimate management. The virtual optimization of the conditioning strategies reduce the need for human studies, allow rapid prototyping, and have great potential to bring energy savings as well as increased driving range. Finally, the know-how presented is also applicable in built environments, where similar conditions apply.
|
|
|
Propojení tepelného manekýna s termofyziologickým modelem člověka
Doležalová, Veronika ; Toma, Róbert (oponent) ; Pokorný, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na propojení tepelného manekýna s termofyziologickým modelem člověka. Práce obsahuje úvod s problematikou určení tepelného komfortu člověka a možností využití tepelného manekýna na testování tepelného komfortu za určitých podmínek. Předmětem teoretické části diplomové práce je shrnutí současného stavu poznání, princip fungování a příklady použití tepelného manekýna. V praktické části bylo navrženo řízení manekýna pomocí termofyziologického modelu FMTK v režimu řízení teploty a následně byla v klimatické komoře otestována jeho funkčnost na základě porovnání výsledků s experimenty z literatury. Řízení je vhodné pro mírné a chladné prostředí, kdy teplota okolí nepřekračuje teplotu pokožky.
|
|
|
Vytápění bytových domů
Diatel, Jakub ; Horká, Lucie (oponent) ; Počinková, Marcela (vedoucí práce)
Tématem této diplomové práce je vytápění bytových domů, kde byla zaměřena pozornost na tepelný komfort ve vytápěných místnostech. První část se tomuto tématu věnuje v teoretické rovině, kde jsou prezentovány i výsledky CFD simulací týkající se přímého srovnání otopných těles a podlahového vytápění. Druhá část je věnována praktické části na zadané budově. Projekt je řešen ve dvou variantách – vytápění pomocí otopných těles nebo pomocí podlahového vytápění. Ve třetí části je pozornost věnována dvěma experimentům – měření vnitřního prostředí ve dvou místnostech a měření spotřeby plynu bytových domů s různou koncepcí vytápění. Poslední část je věnována modelování střední radiační teploty, kde jsou porovnávány různé způsoby vytápění, které mají vliv na rozložení střední radiační teploty v prostoru. Pro svobodnější vyšetření střední radiační teploty v prostoru byl vyvinut vlastní software.
|
host ::
RSS.