Mestrado Profissional em Engenharia Automotiva
Trabalhos de Conclusão de Curso

Avaliação comparativa de condições de conforto térmico em automóveis com ar condicionado utilizando manequim

Comparative Assessment of Thermal Comfort Conditions in Air Conditioning Vehicle Using Manikin

Autor
Gimenez, Rogério Reder -
Orientador
Tribess, Arlindo
Defesa de tese
27 / 10 / 2006
Participantes da Banca
Tribess, Arlindo ; Leite, Brenda Chaves Coelho; Güths, Saulo
Palavras-chave
Engenharia automotiva, Ar condicionado, Conforto térmico, Manequins, Temperatura equivalente, Tecnologia
Keywords
Air conditioning; Thermal comfort; Manikin; Equivalent temperature

Resumo

Cada vez mais as pessoas gastam parte significativa do seu tempo viajando por razões profissionais ou de lazer, aumentando assim a demanda por conforto nos transportes públicos e privados, seja por motivos de segurança, saúde, satisfação dos ocupantes, aumento da mobilidade ou aspectos de marketing.
Os critérios dos consumidores, na escolha e compra de um veículo, também têm mudado e agora não envolvem somente aspectos relacionados ao custo e desempenho do veículo, mas também a aspectos de segurança e conforto.
O ambiente térmico no interior de um automóvel é bastante complexo e não homogêneo. A forma mais adequada para se avaliar simultaneamente os efeitos da temperatura do ar local, trocas de calor por radiação do corpo, velocidades do ar e a radiação solar em um veículo é por meio do uso de manequins. A influência destas variações nas condições de conforto térmico em cada segmento do manequim é avaliada utilizando-se o conceito de temperatura equivalente, cujo procedimento de determinação é baseado na norma ISO 14505-2: 2004.
No presente trabalho foi realizado estudo utilizando manequim com sensores aquecidos na avaliação de condições de conforto térmico em automóveis com ar condicionado. Os ensaios foram realizados em três automóveis (veículo A, veículo B e veículo C), modelos standard com sistema de ar condicionado, para avaliação de condições de conforto térmico em condições de verão (resfriamento) com o veículo parado ao sol em marcha lenta. No veículo B também foram realizados testes com o veículo em movimento para velocidades de 50 e 100 km/h.
Nos ensaios realizados com os veículos estacionados ao sol pode-se verificar que existe uma grande diferença no nível de conforto térmico nos veículos avaliados. Nos testes com o veículo em movimento foi possível verificar a influência do aumento da velocidade do ar externo na melhora das condições de conforto térmico decorrente do resfriamento das superfícies externas do veículo.
O veículo A foi o que apresentou as melhores condições de conforto térmico para as condições de verão (resfriamento) avaliadas; função de uma distribuição interna do ar mais homogênea e de uma menor temperatura de insuflamento do ar no habitáculo, que resultaram em mais regiões do corpo próximo à condição de neutralidade térmica.


Abstract
Lately more people spend significant time traveling for professional motives or leisure, increasing the demand for comfort in public and private transportation, either for reasons of safety, health, occupants’ satisfaction, mobility increase or marketing aspects. The consumer’s criteria in the choice and purchase of a vehicle also have changed and now they do not involve only aspects related to the cost and vehicle performance, but also with safety and comfort aspects. The thermal environment inside an automobile is quite complex and not homogeneous. The method that is more suitable to evaluate simultaneously the effects of air temperature, radiation heat exchanges, air speeds and the solar radiation in a vehicle is by means of the use of manikins. The influence of variations in thermal comfort conditions in each segment of the manikin is evaluated using the equivalent temperature concept, whose determination procedure is based on ISO 14505-2:2004. In the present work a manikin with heated sensors was used in the evaluation of thermal comfort conditions in automobiles with air-conditioning system. The experiments were accomplished in three standard automobiles (vehicle A, vehicle B and vehicle C), with air-conditioning system, for evaluation of thermal comfort in summer conditions (cooling), with the vehicle stopped in idling under the sun. In vehicle B tests with the vehicle at speeds of 50km/h and 100km/h were also carried out. In the experiments carried out with the vehicles stopped under the sun it could be verified that it exists a great difference in the vehicles’ thermal comfort level. In the tests with the vehicle in movement it was possible to verify the influence of the increase of the external air speed in the improvement of thermal comfort conditions due to the cooling of the external surfaces of the vehicle. Owing to a most homogeneous internal air distribution and lower air conditioning inlet temperature, vehicle A presented the best thermal comfort conditions in all the tests, which more bodies’ regions next to the condition of thermal neutrality.