Implementering av passivhusteknik i bilar - Chalmers tekniska ...

1. Inledning
Uppvärmningen av kupén i dagens bilar utnyttjar den spillvärme som en konventionell
förbränningsmotor alstrar. I takt med den ökade verkningsgraden hos motorerna minskar tillgången
på överflödig värme. Reduceringen av värmeenergin resulterar i att denna värmekälla måste ersättas
av en alternativ energikälla för att upprätthålla ett behagligt kupéklimat. Särskilt märkbart är detta i
en elbil där tillgången på spillenergi är mycket begränsad.
Då låga framdrivningskostnader är kundvärdeshöjande är det rimligt att anta att verkningsgraden hos
motorerna kommer att öka ytterligare samt att framdrivningsmotståndet kommer att reduceras. En
direkt följd av detta är alltså att den tillgängliga mängden spillvärme kommer minskas radikalt och
därmed kommer tempereringen av kupén att stå för en större del av bilens totala energiförbrukning.
Historiskt sett har tillgången på spillvärme varit relativ hög, vilket har resulterat i att bilens
värmeläckage inte har varit något betydande problem. Följaktligen har bilindustrin inte lagt några
omfattande resurser på att öka bilens isolerande egenskaper för att reducera energibehovet. I
fastigheter kan det externa energibehovet minskas med hjälp av passivhusteknik, där husets
värmeförluster reduceras genom exempelvis isolering samt tillvaratagning av spillvärme och
solinstrålning.
Gruppens arbete är att undersöka möjligheten att implementera denna teknik i bilar och därmed
analysera hur kupén i framtidens bilar kan klimatiseras på ett energieffektivare sätt.
1.1 Projektets problem
Projektet ska generera ett lösningsförslag på hur den befintliga energin kan hushållas för att förbättra
kupétempereringen i personbilar, som följd av att dagens och morgondagens motorer genererar lite
eller ingen spillvärme. Bristen av spillvärme i kombination med bilens dåligt isolerande egenskaper
resulterar i en alltför energikrävande temperering av kupén.
En av svårigheterna är det varierande utomhusklimatet med skiftande temperatur och luftfuktighet.
Kupéklimatet bör därför kunna regleras för nedkylning, uppvärmning samt avfuktning.
Ytterligare ett problem är att bilens läckande kupé leder till att en stor del av den energi som tillförs
via tempereringen går om intet. En viktig uppgift blir att lokalisera dessa läckor för att sedan om
möjligt minimera förlusterna av värme respektive kyla i kupén.
Kupén kan även vara tempererad vid fel tidpunkt vilket leder till ineffektiv användning av
energiresurserna. Exempelvis då bilen startas dröjer det en stund innan den blir varm och då bilen
parkeras är den fortsatt varm trots att ingen passagerare befinner sig i den.
Fukt transporteras in i kupén på olika sätt, både genom utandning och kroppens transpiration, men
framförallt genom vatten och snö som följer med kläder och skor när passagerarna kliver in i bilen.
Det huvudsakliga problemet med fukt är att det kan uppstå kondensutfällning på fönsterrutorna
vilket försämrar förarens sikt.
Då en lösning på ovanstående problem innebär förändringar av bilens konstruktion och
materialanvändning är det viktigt att säkerheten beaktas. I säkerhet inkluderas inte bara
krocksäkerhet utan även aspekter som brandsäkerhet, sikt och hur lätt det är att ta sig ut ur bilen.
Dessutom får inte konstruktionens vikt öka drastiskt då lösningen måste vara både ekonomiskt och
miljömässigt försvarbar.
1