Klimatik Odada Yapılan Bir Soğutma Testi Sırasında Otobüs Yolcuları Termal Konfor Değişiminin Araştırılması

Bu çalışmada, otobüs yolcuları için bir soğutma testi sırasındaki ısıl konfor değişimi teorik ve deneysel olarak ele alınmıştır. Otobüs klimatik oda içinde 7 saat boyunca 40℃ 'ye ısıtılmış ve AC ünitesi test başlangıcında açılmıştır. Ortam koşullarının yolcuların termal konforu ve fizyolojisi üzerindeki etkilerini gözlemlemek için sıcaklıklar, hava nemi ve hava hızları belirli noktalarda ölçülmüştür. İnsan vücudunun esas olarak gövde ve deri bölümlerinden oluşan tek bir parça olduğu varsayılmıştır. Isıl şartlardaki değişimlerin hesaplanmasında Gagge tarafından geliştirilmiş olan Geçici Enerji Dengesi Modeli kullanılmıştır. Soğutma testi sırasında otobüsün iç ortamı ile yolcular arasındaki geçici ısı ve kütle transferi matematiksel bir model ile hesaplanmıştır. Hızlı geçici koşulların, insan ergonomisi açısından önemli faktörler olan vücuttan duyulur veya gizli ısı transferi, vücut ve deri sıcaklıkları, termal rahatsızlık ve termal duyu üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu çalışmada amaç, bir otobüs AC sistemi soğutma performansının yolcuların termal konforu açısından değerlendirilebilmesi için bir test ve termal konfor hesaplama metodolojisi ortaya koymaktır.

Investigation of thermal comfort for bus passengers during a cooling test inside a climatic chamber

In this current work, thermal comfort for a cooling process inside a bus was described in a combined theoretical and experimentalform. The bus was heated to 40℃ for 7 hours within climatic chamber and AC unit was turned on at the beginning of the test.Temperatures, humidity of air and air velocities were measured at certain points to observe effects of ambient conditions onpassengers’ thermal comfort and physiology. Human body was assumed to be one complete piece which is composed of mainlycore and skin compartments. Transient Energy Balance Model by Gagge was used for calculation of changes in thermal conditions.Transient heat and mass transfer between bus interior environment and passenger bodies during cooling period were calculated bya mathematical model. Effects of fast transient conditions on either sensible or latent heat transfer from body, temperatures of coreand skin, thermal discomfort and thermal sensation which are all factors for human ergonomics were investigated in detail. Theaim in this study is to describe a testing and thermal comfort calculation methodology for assessment of thermal comfort of a busAC system’s cooling performance.

PDF

___

[1] Alahmer A, Mayyas A, Mayyas A.A, Omar M.A, Shan D., “Vehicular thermal comfort models; a comprehensive review”, Applied Thermal Engineering, 31: 995-1002, (2011).
[2] Alahmer A, Omar M, Mayyas A.R, Qattawi A., “Analysis of vehicular cabins’ thermal sensation and comfort state, under relative humidity and temperature control, using Berkeley and Fanger models”, Building and Environment, 48: 146-163, (2012).
[3] Doherty T.J, Arens E., “Evaluation of the physiological bases of thermal comfort models”, ASHRAE Transaction, 94 (Part 1): 1371-1385, (1988).
[4] Gagge A.P, Stolwijk J.A.J, Nishi Y., “An effective temperature scale based on a simple model of human physiological regulatory response”, ASHRAE Transaction, 77(1): 247-262, (1971).
[5] Guan Y, Hosni M.H, Jones B.W, Gielda T.P., “Investigation of human thermal comfort under highly transient conditions for automotive applications- Part 1: Experimental design and human subject testing implementation”, ASHRAE Transaction, 109: 885-897, (2003a).
[6] Guan Y, Hosni M.H, Jones B.W, Gielda T.P., “Investigation of human thermal comfort under highly transient conditions for automotive applications-Part 2: Thermal sensation modeling”, ASHRAE Transaction, 109: 898-907, (2003b).
[7] Jones B.W., “Capabilities and limitations of thermal models for use in thermal comfort models”, Energy Building, 34: 653-659, (2002).
[8] Kaynakli O, Unver U, Kilic M., “Simulation of thermal comfort heating and cooling periods in an automobile compartment”, Proceedings of the Automotive Technologies Congress, 24-26 June, Bursa, Turkey: 127- 135 (in Turkish), (2002).
[9] Kaynakli O, Unver U, Kilic M., “Calculation of thermal comfort zones with the ambient parameters”, Proceedings of the First International Exergy, Energy and Environment Symposium, 13-17 July, Izmir, Turkey: 769-773, (2003a).
[10] Kaynakli O, Unver U, Kilic M., “Evaluating thermal environments for sitting and standing posture”, Int. Com. Heat and Mass Transfer, 30 (8): 1179-1188, (2003b).
[11] Kaynakli, O., Pulat, E., Kilic, M., “Thermal comfort during heating and cooling periods in an automobile”, Heat and Mass Transfer, 41: 449-458, (2004).
[12] Kaynakli O, Kilic M., “An investigation of thermal comfort inside an automobile during the heating period”, Applied Ergonomics, 36: 301-312, (2005).
[13] Kilic M, Akyol S.M., “The effects of using different ventilation modes during heating periods of an automobile”, J. of Thermal Science and Technology, 29- 1: 25-36, (2009).
[14] Pala U, Oz H.R., “An investigation of thermal comfort inside a bus during heating period within a climatic chamber”, Applied Ergonomics, 48: 164-176, (2015).
[15] Parsons K.C., “Human Thermal Environments”, Taylor & Francis Ltd., London, UK., (1993).
[16] Parsons K.C., “Environmental ergonomics: a review of principles, methods and models”, Applied Ergonomics, 31: 581-594, (2000).
[17] Velt K.B, Daanen H.A.M., “Optimal bus temperature for thermal comfort during a cool day”, Applied Ergonomics, 62: 72-76, (2017)