Numerical study of passive HVAC solutions

Abstract

The aim of this project is to identify and study different passivesolutions (conventional and innovative) for car cabin Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC). A car cabin thermal model will be numerically developed altogether with different HVAC solutions using lumped and one-dimensional system-level simulation techniques. Subsequently, a thermal study will be made in order to study the temperature difference over time when a car is parked under a solar radiation exposure IT = 1105 W/m2 and an exterior ambient temperature Text= 45ºC. With this analysis, it will be possible to analyze which of the methods are useful to implement to a HVAC car cabin and how temperature evolves over time. Among all passive HVAC solutions explained, window tint, exterior color, thermal insulation, low emissivity material and phase change material are studied. All solutions have been studied together, obtaining a final interior cabin temperature difference of 9,984ºC, which directly reflects on car energy consumption and car occupant comfort, especially when energy saving and environment preservation are becoming a crucial factor for the planetl objetivo de este proyecto es identificar y estudiar diferentes soluciones pasivas (convencionales e innovadoras) para la calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) de la cabina del automóvil. Un modelo térmico de cabina de automóvil se desarrollará numéricamente en conjunto con diferentes soluciones de HVAC utilizando técnicas de simulación a nivel de sistema agrupadas y unidimensionales. Posteriormente, se realizará un estudio térmico para estudiar la diferencia de temperatura a lo largo del tiempo cuando un coche está estacionado bajo una exposición a la radiación solar IT = 1105 W/m2 y una temperatura ambiente exterior Text = 45ºC. Con este análisis, será posible analizar cuáles de los métodos son útiles para implementar en una cabina de automóvil HVAC y cómo evoluciona la temperatura con el tiempo. ntre todas las soluciones pasivas de HVAC explicadas, se estudian el tinte de la ventana, el color exterior, el aislamiento térmico, el material de baja emisividad y el material de cambio de fase. Todas las soluciones se han estudiado conjuntamente, obteniendo una diferencia final de temperatura interior de la cabina de 9,984ºC, que se refleja directamente en el consumo de energía del automóvil y en el confort de los ocupantes del automóvil, especialmente cuando el ahorro de energía y la preservación del medio ambiente se están convirtiendo en un factor crucial para el planetaL'objectiu d'aquest projecte és identificar i estudiar diferents solucions passives (convencionals i innovadores) per a la cabina de l'automòbil Ventilació i Climatització de la Calefacció (climatització). Es desenvoluparà numèricament un model tèrmic de cabina de cotxe juntament amb diferents solucions de climatització mitjançant tècniques de simulació a nivell de sistema monodimensionals i unidimensionals. Posteriorment, es realitzarà un estudi tèrmic per tal d'estudiar la diferència de temperatura al llarg del temps quan un cotxe està estacionat sota una exposició a la radiació solar IT = 1105 W/m2 i una temperatura ambient exterior Text = 45ºC. Amb aquesta anàlisi, serà possible analitzar quins dels mètodes són útils per implementar a una cabina de cotxes de climatització i com evoluciona la temperatura amb el pas del temps. Entre totes les solucions passives de climatització explicades, s'estudia la tonalitat de les finestres, el color exterior, l'aïllament tèrmic, el material de baixa emissivitat i el material de canvi de fase. Totes les solucions s'han estudiat conjuntament, obtenint una diferència final de temperatura interior de cabina de 9,984ºC, que reflecteix directament el consum d'energia del cotxe i el confort dels ocupants dels cotxes, especialment quan l'estalvi energètic i la preservació del medi ambient s'estan convertint en un factor crucial pel planet

    Similar works