ELEKTRİKLİ OTOMOBİLLERDE TERMAL KONFOR ODAKLI OTONOM İKLİMLENDİRMESİSTEMİ TASARIMININ ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Elektrikli otomobillerin yaygınlaşmasının en büyük engellerinden birisi menzil anksiyetesidir. Menzili azaltan en önemli faktörlerin başında da iklimlendirme ünitesi gelmektedir. Bu ünitelerin olması gerekenden daha fazla soğutma yapması enerji kaybına yol açmaktadır. Bu çalışmada iklimlendirme ünitesi kaynaklı oluşan enerji kaybını ortadan kaldırmak adına termal konfor odaklı otonom iklimlendirme ünitesi tasarlanmıştır. Bu otonom iklimlendirme ünitesine ek olarak menfez konumlarının da termal konfora ve enerji tasarrufuna olan katkıları araştırılmıştır. Termal konfor indeksi olarak PMV kullanılmıştır. Bu çalışma deneysel ve sayısal olarak Renault Safrane marka aracın üzerinde gerçekleştirilmiştir. Otonom iklimlendirme sistemi üç farklı menfez konumu ile beraber çalıştırılmıştır. Menfez konumları ile otonom iklimlendirme sisteminin enerji tasarrufuna olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca bu konumlarda geleneksel olarak kabul edilen sabit kompresör ve fan seviyelerinde çalışan iklimlendirme ünitesi de denenmiştir. Yapılan kıyaslamalarda geleneksele göre otonom iklimlendirme sisteminin %83.5 enerji tasarrufu sağladığı görülmüştür. Otonom iklimlendirme sistemi, menfez konumları, kompresör seviyesi ve fan seviyesi parametre olarak kullanılmıştır. Deneylerde aynı sınır şartlarının sağlanması adına yapay ışınım standı kurulmuştur. Sayısal analiz için ANSYS CFX programı kullanılmıştır. Sayısal analiz deneysel çalışma ile doğrulanmıştır. Bu analiz, araç içindeki sıcaklık dağılımları, streamline grafikleri ve toplam kabin sıcaklığı gibi değerlerin alınması için kullanılmıştır. Elde edilen sayısal ve deneysel sonuçlar detaylıca açıklanmış ve incelenmiştir. Çalışmanın sonuçları doğrultusunda elektrikli otomobil üreticilerine çeşitli önerilerde bulunulmuştur.One of the biggest obstacles to the widespread use of electric cars is range anxiety. One of the most important factors that reduces range is the air conditioning unit. These units cooling more than necessary leads to energy loss. In this study, an autonomous air conditioning unit focused on thermal comfort was designed in order to eliminate the energy loss caused by the air conditioning unit. Additionally, the contributions of vent locations to thermal comfort and energy savings were investigated. PMV was used as thermal comfort index. This study was carried out experimentally and numerically on the Renault Safrane brand vehicle. The autonomous air conditioning system was operated with three different vent positions. The effects of vent locations and autonomous air conditioning system on energy saving were investigated. Additionally, the air conditioning unit operating at fixed compressor and fan levels, which are traditionally accepted, was also tested in these positions. In the comparisons made, it was seen that the autonomous air conditioning system provides 83.5% energy savings compared to the traditional system. Autonomous air conditioning system, vent positions, compressor level and fan level were used as parameters. An artificial radiation stand was set up to ensure the same boundary conditions in the experiments. ANSYS CFX program was used for numerical analysis. Numerical analysis was validated by experimental study. This analysis was used to obtain values such as temperature contours, streamline graphics and cabin volume temperature inside the vehicle. The numerical and experimental results obtained are explained and examined in detail. Based on the results of the study, various recommendations have been made to electric vehicle manufacturers.