Hafif ticari tip elektrikli bir aracın kabin içi ısıtma performansının iyileştirilmesi
Improvement of cabin heating performance in a light commercial electric vehicle
- Tez No: 926144
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPASLAN ALKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrikli ısıtıcı, Electric heater
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, hafif ticari bir elektrikli aracın kabin içi ısıtma sistemlerinde enerji verimliliğini artırmayı ve ısıl konfor seviyesini iyileştirmeyi amaçlayan kapsamlı bir araştırmayı içermektedir. Elektrikli araçlarda ısıtma sistemleri, geleneksel içten yanmalı motorlu araçlardan farklı olarak atık ısı kaynaklarının yetersizliği nedeniyle tasarım ve performans açısından özel bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, çalışmada PTC (Pozitif Sıcaklık Katsayılı) ve dizel ısıtıcılar kullanılarak sistemlerin performansına yönelik iyileştirmeler gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, literatürdeki mevcut boşlukları doldurmayı hedefleyen iki farklı tasarım üzerinde durulmuştur. İlk tasarımda, hortum tesisatı adaptör çıkışları üzerinden düzenlenirken, ikinci tasarımda ısıtıcı merkezlerinden doğrudan çıkışlar sağlanmıştır. Bu tasarımların her biri için akış dinamikleri, malzeme seçimi ve enerji verimliliği açısından kapsamlı mühendislik analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar, kontrollü laboratuvar koşullarında gerçekleştirilmiş ve sıcaklık sensörleri yardımıyla farklı test senaryolarında detaylı veriler toplanmıştır. Bu test verileri ışığında PTC ısıtıcıya sahip Faz-2 P3 aracında 1. tasarımda ölçülen sıcaklık değişimleri (ΔT), lokasyonlara göre ortalama %19 daha yüksektir. Dizel ısıtıcıya sahip Faz-2 D5 aracında 2. tasarımdaki sıcaklık değişimleri (ΔT) lokasyonlara göre oranlandığında ortalama %11 daha yüksektir. Ayrıca yeni yapılan tasarımlar ile birlikte tavana yakın konfor bölgelerinde sıcaklıklar düşmektedir ancak kabin tabanına yakın bölgelerde sıcaklık artışı görülmektedir. Bunun nedeni menfezlere giden sıcak havanın tasarım 1 ve tasarım 2 de ek menfezlere ayrılması olmuştur. Tasarımsal düzenlemeler sonucunda, hortum tesisatında yapılan iyileştirmelerin ısı transfer performansını %12 oranında artırdığı görülmüştür. Teorik analizler kapsamında, araç tabanında FRP yerine cam elyaf malzeme kullanımı incelenmiş ve bu değişikliğin ısı tutma kapasitesini %18 oranında artırdığı belirlenmiştir. İzolasyon çözümlerinin sistemlere entegre edilmesiyle enerji kayıpları azaltılmış ve kabin içi sıcaklık kararlılığı sağlanmıştır. Bu iyileştirmeler, özellikle soğuk iklimlerde enerji tüketimini düşürmüş ve ısıl konforu artırmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma, elektrikli araçlarda kabin içi ısıtma sistemlerinin verimliliğini artırmaya yönelik yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Çalışmanın sonuçları, enerji tasarrufu sağlamanın yanı sıra kullanıcı konforunu artırmayı hedefleyen sektörel uygulamalar için yol gösterici niteliktedir. Elde edilen bulgular, elektrikli araçların popülerliği göz önüne alındığında, gelecekteki tasarım süreçlerinde değerlendirilebilecek ve sürdürülebilir çözümler için temel oluşturabilecek kapasitededir.
Özet (Çeviri)
This study encompasses a comprehensive investigation aimed at enhancing the energy efficiency and thermal comfort levels of cabin heating systems in a light commercial electric vehicle. Unlike conventional internal combustion engine vehicles, heating systems in electric vehicles (EVs) hold special importance due to the lack of waste heat sources, posing unique challenges in design and performance. Within this context, improvements were implemented for systems utilizing Positive Temperature Coefficient (PTC) heaters and diesel heaters. The research focuses on addressing existing gaps in the literature by analyzing two distinct design approaches. In the first design, the hose system was arranged through adapter outlets, while in the second design, direct outlets from the heater centers were employed. Comprehensive engineering analyses were performed for each design, examining flow dynamics, material selection, and energy efficiency. Experimental studies were conducted under controlled laboratory conditions, where detailed data were collected using temperature sensors across various test scenarios. According to the test results, temperature variations (ΔT) measured in the Phase-2 P3 vehicle equipped with a PTC heater were, on average, 19% higher in the first design across different locations. In the Phase-2 D5 vehicle with a diesel heater, temperature variations (ΔT) in the second design were, on average, 11% higher at various locations. Additionally, the new designs resulted in reduced temperatures in comfort zones near the roof while increasing temperatures near the cabin floor. This was attributed to the redistribution of hot air to additional vents introduced in both design approaches. The design modifications demonstrated a 12% improvement in heat transfer performance through the enhancements made to the hose system. Within the scope of theoretical analyses, the replacement of FRP with fiberglass material for the vehicle floor was examined, resulting in an 18% increase in heat retention capacity. By integrating insulation solutions into the systems, energy losses were mitigated, and cabin temperature stability was achieved. These improvements notably reduced energy consumption and enhanced thermal comfort, particularly in cold climates. In conclusion, this study presents an innovative approach to improving the efficiency of cabin heating systems in electric vehicles. The findings offer valuable guidance for industry applications aimed at achieving energy savings and enhancing user comfort. Given the rising popularity of electric vehicles, the results obtained hold potential for informing future design processes and providing a foundation for sustainable solutions.
Benzer Tezler
- Pre-eklampsi ve eklampsi vakalarında immünoglobülin düzeylerinin değerlendirilmesi (Klinik ve immünobiolojik araştırma)
Examination des valeurs d'immunoglobulines en cas de la toxemie gravidique
M. MURAT SEMİZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Üst ekstremite periferik sinirlerinin travmatik yaralanmalarında cihaz ve atellemeler
Başlık çevirisi yok
SERAP ALSANCAK
- Hemodiyalize bağımlı kronik böbrek hastalarında gonadotropik hormonlar ile östrojen ve testosteron düzeylerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
HANDAN İLGÜNŞATIROĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıCumhuriyet ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENA ERDAL
- Bazı besiyeri faktörlerinin mısır (Zea mays L.) ve arpa (Hordeum vulgare L.) embriyo kültürleri üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
ATALAY SÖKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
BiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAHMİ BİLALOĞLU
- Türkiye'de üretilen bazı kışlık el örgü ipliklerinin başlıca iplik ve lif özellikleri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEMA YÜCEBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEREN YAZICIOĞLU