Визначення продуктивності нагнітаючих вентиляторів системи автоматичної вентиляції кузова автомобіля

Abstract

Усім водіям і пасажирам відома проблема нагрівання повітря та елементів салону автомобіля, коли він знаходиться на відкритій парковці в літню пору року. Влітку в сонячну погоду автомобіль та його салон можуть нагріватись більш ніж на 30 °С, в порівнянні з температурою навколишнього середовища. В таких температурних режимах транспортування людей неможливе, так як людина може отримати тепловий удар, що призведе до втрати працездатності або летального випадку. Зазвичай такі проблеми вирішуються встановленням в автомобілі додаткових систем клімат-контролю. Щоби забезпечити необхідні показники температури в салоні автомобіля застосовують системи кондиціонування повітря. Однак найвагомішим недоліком таких систем є те, що всі вони працюють лише із запущеним двигуном внутрішнього згорання і абсолютно не дієздатні, коли автомобіль знаходиться на парковці. Доки автомобіль перебуває на парковці, його двигун вимкнений і система кондиціонування не може забезпечити вентиляцію і підтримання комфортної температури. Для вирішення такої проблеми, автори розробили незалежну від двигуна внутрішнього згорання автоматичну систему вентиляції кузова, що працює на сонячних батареях. Для забезпечення ефективності роботи такої системи, повітря, що виводиться з салону не повинно встигати нагріватися до температур не комфортних для людини. Це має забезпечуватись необхідною продуктивністю вентиляторів, що відводять нагріте повітря із салону. Розроблено математичну модель для розрахунку продуктивності нагнітаючих вентиляторів системи автоматичної вентиляції кузовів автомобілів будь-якої конструкції. На основі поданої моделі проведено розрахунки для визначення продуктивності вентиляторів для вентиляції кузова типу КУНГ. Визначено, що продуктивність вентиляторів залежить головним чином від площ поверхонь кузова та географічного розташування.

All drivers and passengers are aware of the heating air and car elements in the car’s cabin when it is on the open car park in the summer season. In summertime, when the weather is sunny, the car and its cabin can be heated by more than 30 °С, compared to ambient temperatures. In such temperature modes, transportation of people is not possible, as a person can get a heat stroke, which will result in loss of working capacity or a fatal case. Usually such problems are solved by installing additional climate control systems in the car. To provide the necessary temperature indicators in the car cabin, air conditioning systems are used. However, the most important disadvantage of such systems is that they all work only when the engine is started and absolutely not capable when the car is in the parking lot.

While the car is parked, its engine is off and the air conditioning system cannot provide ventilation and maintain a comfortable temperature. To solve this problem, the authors developed an autonomous solar-powered cabin ventilation system independent of the engine. To ensure the effectiveness of such a system, the air coming out of the cabin should not be able to heat up to temperatures not comfortable for humans. This should be ensured by the necessary performance of the fans, which remove the heated air from the cabin. A mathematical model for calculating the performance of inlet fans in the system of automatic cabin ventilation is devised in the article. The shape of the cabin can be of any construction. On the basis of the presented model, the calculations to determine the performance of ventilators were performed for ventilation KUNG type cabin. It has been determined that the performance of the fans depends mainly on the area of the cabin surfaces and the geographical location.

Всем водителям и пассажирам известная проблема нагрева воздуха и элементов салона автомобиля, когда он находится на открытой парковке в летнее время года. В летнее время в солнечную погоду автомобиль и его салон может нагреваться более чем на 30 ° С, по сравнению с температурой окружающей среды. В таких темпе-ратурних режимах транспортировка людей невозможна, так как человек может получить тепловой удар, что приведет к потере работоспособности или летальному исходу. Обычно такие проблемы решаются установкой в автомобиле дополнительных систем климатконтроля. Чтобы обеспечить необходимые показатели температуры в салоне автомобиля применяют системы кондиционирования воздуха. Однако основным недостатком таких сис-тем является то, что все они работают только при запущенном двигателе внутреннего сгорания и совершенно не дееспособные, когда автомобиль находится на парковке.

Пока автомобиль находится на парковке, его двигатель выключен и система кондиционирования не может обеспечить вентиляцию и поддержание комфортной температуры. Для решения такой проблемы, авторы разработали независимую от двигателя внутреннего сгорания автоматическую систему вентиляции кузова, которая работает на солнечных батареях. Для обеспечения эффективности работы такой системы, воздух, который выводится из салона не должн успевать нагреваться до температур не комфортных для человека. Это должно обеспечиваться необходимой производительностью вентиляторов, которые отводят нагретый воздух из салона. В статье разработана математическая модель для расчета производительности нагнетающих вентиляторов системы автоматической вентиляции кузовов автомобилей любой конструкции. На основе представленной модели проведены расчеты для определения производительности вентиляторов для вентиляции кузова типа КУНГ. Определено, что производительность вентиляторов зависит главным образом от площадей поверхностей кузова и географического расположения.