Simulazione dinamica di un sistema HVAC-abitacolo di una vettura a trazione elettrica in regime di condizionamento estivo

L’obiettivo del presente lavoro di tesi è stato quello analizzare in regime di condizionamento estivo gli scambi termici che si verificano all’interno dell’abitacolo di un veicolo elettrico attraverso l’elaborazione di un modello di cabina che tenga conto degli apporti di calore entranti nella stessa al fine di fornire uno strumento di analisi energetica in regime non stazionario. Il condizionamento del veicolo viene effettuato da un sistema di Heating Ventilating and Air Conditioning (HVAC), il quale si occupa del riscaldamento, del raffrescamento e della ventilazione dell’abitacolo del veicolo per garantire il “comfort termico” dei passeggeri. La metodologia utilizzata è quella dell'analisi dei flussi energetici tramite un approccio a parametri concentrati (in ambiente Matlab-Simulink). La base di partenza è un codice realizzato precedentemente, al quale si vuole aggiungere una analisi più approfondita dei carichi dovuti all'irraggiamento solare; questo costituisce il contributo più significativo e critico, in quanto dipende da un numero di grandezze ambientali estremamente variabili nel tempo che occorre analizzare con cura al fine di simulare un modello che sia quanto più possibile preciso e vicino alla realtà. Mediante il seguente modello, è stato possibile determinare dinamicamente la temperatura dell'aria all'interno della cabina, la quale varierà in primo luogo a causa delle condizioni esterne a cui è sottoposta la cabina e a causa del funzionamento del gruppo frigorifero. Il codice è stato applicato a diverse traiettorie e in diversi momenti della giornata, nella località di Bologna: in particolare sono stati considerati quattro percorsi rettilinei in direzione sud, nord, est, ovest e un percorso reale effettuato sui viali di Bologna. La parte più rilevante dell’elaborato di tesi è dedicata alla definizione di un modello dinamico costituito dal gruppo HVAC e abitacolo da condizionare, focalizzando l’attenzione in particolare sulla modellazione della cabina.