Implementering av passivhusteknik i bilar - Chalmers tekniska ...

I figur 48 kan det utläsas att sidlängden på värmeväxlaren minskar när antalet gap ökar. Då
värmeväxlaren inte kan vara alltför stor med tanke på det begränsade utrymmet i bilen måste alltså
antalet gap vara relativt högt. Den kan dock inte göras alltför kompakt, då gapen inte kan vara hur
små som helst. En minskning av gapstorleken resulterar i ökad medelhastighet på luftflödet samt att
luftflödet kan bli turbulent.
Genom att beräkna vilken gapstorlek, medelhastighet samt vilket tryckfall värmeväxlaren ger upphov
till för olika längder och gapstorlekar optimeras värmeväxlarens storlek. Efter dessa jämförelser väljs
, vilket motsvarar att värmeväxlaren kommer att bestå av gap då övriga
parametrar erhåller acceptabla värden.
Sidlängden på ett gap, , beräknas genom att den totala längden divideras med antalet gap enligt
ekvation 8.
[ ] [8]
Innan beräkningarna gjordes ett antagande om att gapstorleken . En kontroll av detta visar att
sambandet fortfarande gäller, enligt ekvation 9.
En alltför hög medelhastighet kan medföra sämre värmeledning samt bidra till att ljudnivån i kupén
ökar, vilket kan störa bilens passagerare. Därför beräknas medelhastigheten på luftflödet i gapen, ,
enligt ekvation 10.
̇
⁄ [
⁄ ] [10]
Detta anses vara en relativt låg hastighet, vilken därmed inte kommer ha någon betydande påverkan
på ljudnivån i bilkupén. Eftersom värmeväxlaren dessutom kommer vara placerad i motorrummet
anses inte ljudet bli lika märkbart inne i kupén där det finns fläktar som distribuerar luften, vilka
antas ha en högre ljudvolym än den som luftflödet orsakar i värmeväxlaren.
Då ett antagande om att laminär strömning råder gjordes vid beräkningarna behöver Reynoldstalet
beräknas för att kontrollera att det faktiskt är laminär strömning, enligt ekvation 11.
Ett Reynoldstal mindre än 2000 visar att strömningen mellan två parallella plattor är laminär, enligt
White(2009). Då beräkningarna visar att laminär strömning råder kan de antaganden som gjorts
antas vara korrekta. Med laminär strömning kan tryckfallet beräknas enligt ekvation 12.
[
41
[9]
[11]
⁄ ] [12]
Anledningen till att tryckfallet behöver beräknas och inte kan vara alltför stort är att bilens fläktar
inte fungerar vid större tryckfall. Enligt Filip Nielsen är tryckfallet på luftsidan över evaporatorn i
dagens klimatenhet cirka 35 Pa, vid ett luftflöde på 200 kg/h. Det beräknade tryckfallet i detta fall
anses därför ha en rimlig storlek.
En kontroll av systemets robusthet görs för att veta att det även fungerar vid fall som inte anses lika
extrema. En bra utgångspunkt för detta är att välja Stockholms årsmedeltemperatur, vilken är 7.42 °C
(SMHI, 2012). Vid denna temperatur ändras luftens egenskaper, vilket leder till ett ökat tryckfall.