Nápady a objevy

28. října 2015

Vědci pracují na klimatizaci, která nepoužívá čísla, ale pocity

Odborníci z Energetického ústavu. Zleva: Miloš Fojtlín, Jan Pokorný a Jan Fišer | Autor: Kateřina Konečná

Cestou do Prahy sleduji film a vyřizuji e-maily. Sedím přitom v autě. Nic nezvyklého. Ovšem v tom autě sedím sama. Nesmysl? Nyní ano, ale za deset, patnáct let nejspíš ne. Robotické řízení je trend, kterým se zaobírají mnohé automobilky. A také odborníci z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Řeší totiž jeden z důsledků této očekávané revoluce – změnu systému klimatizace. „To, že si člověk třeba otočí sedačku proti směru jízdy, zcela mění požadavky na klimatizaci,“ vysvětlil Jan Fišer z Energetického ústavu fakulty. Uvažuje se proto například o zaplavovacím větrání, kdy do auta přichází vzduch přesně opačně, než je tomu nyní, tedy malou rychlostí a z velké plochy. „Mohl by se tam dostat například perforací po celém stropě. Další cestou je takzvané sálavé vytápění ze stropu, v létě pak chlazení,“ doplnil Fišer s tím, že samozřejmostí je i kontaktní vytápění a chlazení v sedačkách.

Brněnští vědci se prostředím v kabinách aut začali podrobně zabývat před deseti lety jako jedni z prvních ve střední Evropě. I díky tomu dnes patří mezi výzkumnou špičku v této oblasti a spolupracují s prestižními automobilkami. Nyní například chystají nový koncept klimatizace bez použití čísel. Řidič by nenastavoval požadovanou teplotu, ale pocit, kterého chce dosáhnout. „To je aktuální především v létě, kdy mají mnozí lidé tendenci se podchlazovat. Co udělá rychlé střídání teplot s naším organismem, všichni dobře víme,“ připomněl Fišerův kolega Miloš Fojtlín. Auto by neměřilo jen teplotu a vlhkost, ale pomocí dodatečných senzorů i takzvanou ekvivalentní teplotu, což je přepočítávaná veličina. Systém se kromě celkové teploty zaměří i na jednotlivé části těla řidiče, například na hrudník, hlavu, a nohy. „Ideálně bychom měřili teplotu u každé části zvlášť. Pomohlo by to omezit například podchlazování rukou v blízkosti ofukovačů,“ řekl Fojtlín. Zdůraznil, že se tím nejen zvýší tepelný komfort, ale také sníží spotřeba paliva. „Pokud čidlo signalizuje, že u hlavy už je tepla dost, může energii směřovat jinam, například k nohám,“ řekl. Takto doposud žádný systém nefunguje. Ve většině aut pracují jen s celkovou teplotou v kabině. „Přitom ani to není přesné, protože v okolí člověka je teplota jiná než u stropu nebo u podlahy,“ uvedl Jan Pokorný, který na výzkumech spolupracuje a specializuje se na simulace.

Právě snížení spotřeby je jeden z trendů, kterým vývoj klimatizace směřuje. Důležité je to zejména pro elektromobily. „Třeba vytápěním sedaček se může teplota vzduchu v kabině snížit o tři stupně, čímž se ušetří až pětina energie,“ zdůraznil Fišer. Dalším z trendů je větší komunikace s posádkou, aby ji systém například upozornil, že je v autě vzhledem k venkovní teplotě moc teplo nebo zima. „Toto všechno má zmírnit dopady jednání takzvaných neznalých uživatelů, kteří si v parném létě nastaví osmnáct stupňů,“ dodal.

K tomu, aby systém automatické klimatizace věděl, jaké hodnoty nastavit, pomáhají data získaná při experimentech. I ta pocházejí z laboratoří brněnské techniky. „Máme tepelného manekýna Newtona, který simuluje teplotní rozložení na člověku a vyhodnocuje jeho celkový tepelný komfort. Velmi nám usnadňuje práci, na rozdíl od živých osob ho můžeme vystavit extrémním podmínkám a hlavně, můžeme s ním testovat několik hodin denně,“ vysvětlil Pokorný. Newton zajistí vědcům také objektivní výsledky nezkreslené například únavou či různými zdravotními komplikacemi. Ke zkoumání využívají vědci i klimatickou komoru, kde nasimulují jakékoliv počasí a podnebí na zemi. Ve velké nerezové garáži mohou navolit teploty od minus čtyřiceti do plus osmdesáti stupňů Celsia a zkombinovat je prakticky s libovolnou vlhkostí a solárním zářením.

Spolupráci se světovými automobilkami si vědci velmi chválí. Nejen kvůli finanční podpoře výzkumu. „Tyto firmy mají takzvaný tah na branku, takže třeba za pět let vidíme výsledky našeho výzkumu aplikované v praxi. Na rozdíl od klimatizace v letadlech nebo budovách, na kterých taky pracujeme, je v automobilovém průmyslu inovativní cyklus mnohem rychlejší. Pro nás je to samozřejmě povzbudivé, vidět, že nezkoumáme do šuplíku,“ konstatoval Fišer.

Kateřina Konečná

TémataFakulta strojního inženýrství zaměstnanci

Související články:
Padák na dronu vystřelí do sekundy. Na unikátu pracovali vědci z Leteckého ústavu VUT
Jaký znak je pro ložisko? Odpověď najdou neslyšící v technickém slovníku
Umí robotům dodat zrak či cit. Systémy z VUT využívají zejména automobilky
Grafen - mladý a nedočkavý favorit
Teorie bez praxe nestačí, tvrdí zaměstnanci MechLabu