Die an die Realität angelehnte, vorgestellte Kopplungsmethode der Klimaanlage mit dem Fahrzeuginnenraum und die programmtechnische Umsetzung mit den Softwaretools INKA/TILL und KLAN hat sich in beeindruckender Weise bei der virtuellen Klimatisierungsanalyse bewährt. Die Berechnung zeigt eine hohe Korrelation zu den Messergebnissen. Die Zielsetzung der Abbildung des Gesamtprozesses der Fahrzeugklimatisierung vom Lufteintritt am Vorderwagen über die Temperierung der Kabine bis hin zur Insassenkomfortbewertung wird durch die gekoppelte Simulation erreicht. Durch den in der Schnittstelle eingeführten Faktor für den Frischluftanteil, kann eine Enthalpieregelung über die Außenluft in der Simulation miteinbezogen werden. Dadurch ist es möglich, gewisse Regelmechanismen für die Luftfeuchte im Innenraum zu berücksichtigen. Dies hilft bei der Auslegung der Klimaanlage, da zum einen die Luftfeuchte in der Kabine auf dem für den Passagier angenehmen Niveau von ungefähr 40 % gehalten und zum anderen ein Beschlagen der Scheiben durch zu hohe Luftfeuchten während der Anfangsphase vermieden werden kann. Außerdem trägt diese Regelung des Frischluftanteils auch zur energetischen Optimierung der Klimaanlage und damit zum geringeren Kraftstoffverbrauch bei. Der entscheidende Vorteil dieser Simulationstechnik ist die Anwendung in einer sehr frühen Designphase ohne vorhandenen Prototypen. Zudem liegt der Modellierungs- und Berechnungsaufwand deutlich unter dem einer dreidimensionalen Finiten-Volumen-Simulation. Auch die relativ kurzen Antwortzeiten bedingt durch die vergleichsweise geringen Rechenzeiten bilden einen weiteren Pluspunkt für die eindimensionale Berechnungsmethode. Nicht zu vernachlässigen ist auch der Aspekt kostengünstiger Parameterstudien und Prinzipuntersuchungen. Zukünftig soll die Integration der benötigten Strömungsberechnung stärker automatisiert und die Regelstrategien der Klimaautomatik noch detaillierter abgebildet werden, damit neben der Zeitersparnis und höheren Präzision vor allem die Optimierungspotenziale durch intelligente Regelung voll ausgeschöpft werden können.
Gekoppelte Simulation der Klimaanlage und Fahrgastzelle unter Berücksichtigung variierender Randbedingungszyklen
2002
14 Seiten, 11 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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