Otomobil ön koltukları için pasif havalandırma yöntemi ile soğutma performansının iyileştirilmesi
Improving cooling performance of vehicle front seats by passive ventilation method
Yazar: OSMAN SÜMER
Danışman: PROF. DR. RUKİYE ERTAN
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Malzemeler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, standart pazar segmentindeki otomobiller için doğal taşınımla ısı transferini daha efektif hale getiren koltuk havalandırması özelliği üzerine yoğunlaşılmıştır. KANO metodolojisi yaklaşımı ile örneklemler belirlenmiş ve elde edilen verilere yönelik koltuk konforu için kalite algısı ölçülebilir ve yorumlanabilir hale getirilmiştir. Elde edilen sonuçlara binaen DFSS (6 sigma) yöntemi ile koltuk soğutma performansını etkileyen kriterler belirlenerek alternatif tasarımlar elde edilmiştir. Bu alternatif tasarımlar KİT-2-3-4-5-6-7 modülleri olarak oluşturulmuştur. Mevcut durum ise KİT-1 olarak isimlendirilmiştir. Bu tasarımlarla aynı sınır koşullarına sahip 3 D sanal simülasyon ortamında hazırlanmış ve sıcaklık düşüş performanslarına göre kıyaslamalar yapılmıştır.
Proje başlangıcında detaylı bir literatür çalışması yapılmış ve araç dahilinde koltuk soğutma yöntemleri incelenmiştir. Geliştirilmesi planlanan pasif havalandırmalı koltuk sistemi taşıt iklimlendirme sistemi tarafından şartlandırılan iç ortam havasını kullanıyor olup mevcut tasarım ile kıyaslandığında koltuk özelinde etkin bir soğutma sağlayabileceği öngörülmüştür. Modellemelerde hem literatürdeki çalışmalar hem de teknik şartnamelerde belirtilen uygun koşullar referans alınmış ve sayısal yöntemlerle desteklenmiş bir çalışma elde edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen en iyi performansa sahip tasarımlar termal konfor açısından irdelenmiştir.
Yapılan çalışmada, yolcu koltuğu oturak kısmında, KİT-2 modülü, KİT-1'e (mevcut durum) göre sıcaklık değişimi kıyaslandığında aynı sürede 4,5 °C daha erken ulaştığı görülmüştür. Son sıcaklıklar arası fark ise 1,9 °C'dir. Yolcu koltuğu sırt kısmında, aynı sürede KİT-4 modülü hedeflenen sıcaklık değerine mevcut duruma göre 3,5 °C daha erken ulaştığı gözlemlenmiştir. Son sıcaklıklar arası fark ise 2 °C'dir. Sürücü koltuğu oturak kısmında, aynı sürede KİT-2 modülü, KİT-1'e (mevcut durum) göre sıcaklık değişimi kıyaslandığında aynı sürede 3,2 °C daha erken ulaştığı görülmüştür. Son sıcaklıklar arası fark ise 2,3 °C'dir. Sürücü koltuğu sırt kısmında, aynı sürede KİT-4 modülü hedeflenen sıcaklık değerine mevcut duruma göre 2,4 °C daha erken ulaştığı gözlemlenmiştir. Son sıcaklıklar arası fark ise 2,2 °C'dir.

Abstract:
In this study, we focused on the seat ventilation feature that makes natural convection heat transfer more effective for vehicles in the standard market segment. With the KANO methodology approach, samples were determined and the quality perception for seat comfort based on the data obtained was made measurable and interpretable. Based on the results obtained, alternative designs were obtained by determining the criteria affecting the seat cooling performance using the DFSS (6 sigma) method. These alternative designs were created as KİT-2-3-4-5-6-7 modules. The current model is named KİT-1. These designs were prepared in a 3D virtual simulation environment with the same boundary conditions and comparisons were made according to their temperature drop performance.
At the beginning of the project, a detailed literature study was conducted and seat cooling methods within the vehicle were examined. The passive ventilated seat system planned to be developed uses the indoor air conditioned by the vehicle air conditioning system, and it is envisaged that it will provide effective seat-specific cooling compared to the current design. In modeling, both the studies in the literature and the appropriate conditions specified in the technical specifications were taken as reference and a study supported by numerical methods was obtained. The best performing designs obtained as a result of these studies were examined in terms of thermal comfort.
In the study, when the temperature change of the KİT-2 module in the passenger seat area was compared to KİT-1 (current situation), it was observed that it reached 4,5 °C earlier in the same period. The difference between the final temperatures is 1,9 °C. It was observed that in the passenger seat backrest, the KIT-4 module reached the target temperature value 3,5 °C earlier than the current situation in the same period. The difference between the final temperatures is 2 °C. When the temperature change of the KİT-2 module in the driver's seat area is compared to KİT-1 (current situation), it is seen that it reaches 3,2 °C earlier in the same period. The difference between the final temperatures is 2,3 °C. It was observed that the KİT-4 module reached the target temperature value 2,4 °C earlier than the current situation in the same period on the back of the driver's seat. The difference between the final temperatures is 2,2 °C.