Wiele lat temu sądziłem, że zadaniem klimatyzacji jest zapewnienie kierowcy i pasażerom przyjemnych warunków podróży. Dziś wiem, że komfort kierowcy jest równoznaczny z większym bezpieczeństwem. Dlaczego? O tym w artykule.
Z punktu widzenia technicznego kierowca w samochodzie jest regulatorem w wielu różnych układach regulacji. Na podstawie otrzymywanych informacji, również od własnych „czujników”, np. oczy, uszy, podejmuje on decyzje o np. skręcaniu, hamowaniu lub przyspieszaniu. Aby ilość błędnych decyzji, które mogą powodować zagrożenie, była jak najmniejsza, jak najmniej czynników powinno wpływać na niego niekorzystnie, np. odczuwana przez niego temperatura. Firma Behr ocenia, że w kabinie ciężarówki (fot.1) bez klimatyzacji przy temperaturze zewnętrznej 35OC w okolicy piersi i głowy kierowcy panuje temperatura 25OC. W tej temperaturze jego zdolność do koncentracji i refleks odpowiadają zachowaniu się kierowcy o zawartości 0,5 promila alkoholu we krwi.
Temperatura i jej odczuwanie
To, jak czujemy się w powietrzu o określonej temperaturze, nie jest mierzalne. Oczywiście temperaturę można zmierzyć, ale jeśli powietrze zamiast być w spoczynku, będzie na nas dmuchać, ocenimy, że ma ono niższą temperaturę, niż wynika to z pomiaru. Tak działają wentylatory – nie obniżają temperatury powietrza, a tylko wprawiają go w ruch. Na odczuwanie temperatury przez człowieka wpływa też wilgotność. Lepiej znosimy upał, gdy powietrze ma mniejszą wilgotność. Gorzej czujemy się w klimacie tzw. tropikalnym, o dużej wilgotności.
Aby poznać zachowania człowieka prowadzącego samochód, którego kabinę wypełnia powietrze o różnych wartościach temperatury i wilgotności, firma Mercedes prowadzi od wielu lat badania w kalifornijskiej Dolinie Śmierci (fot. 2).
To, czy kierowca lub pasażer czuje się dobrze lub nie, gdy odczuwa określone temperatury różnych części swojego ciała, jest sprawą indywidualną. Na podstawie badań ochotników określono, które części ciała i ich temperatura ma podstawowe znaczenie dla poczucia tzw. komfortu termicznego lub jego braku. Części te na fot. 3 są oznaczone cyframi od 1 do 8.
Dla ok. 80 do 90% osób temperatury te są podobne. Określono więc tzw. pożądany zakres temperatury (PZT) istotny dla poczucia komfortu części ciała człowieka. Gdy odczuwana temperatura jest niższa, większość z nas czuje chłód, a gdy jest wyższa, czujemy, że jest za ciepło. Głowa i górne części ciała powinny mieć niższą temperaturę niż dolne. Ponadto pożądane zakresy temperatur dla głowy i stóp są węższe niż dla innych partii ciała. Jeśli nie ma możliwości zróżnicowania temperatur dla różnych części ciała – jest ona taka sama dla całego ciała, to pożądany zakres temperatury pokazuje pierwsza od góry linijka wykresu na fot. 3. Dla 10 do 20% osób temperatury części ciała lub jego całości, dające poczucie komfortu, są inne niż należące do zakresu pożądanego.
(Źródło: Daimler)
Wyniki badań przedstawionych na fot. 3 są weryfikowane praktycznie w badaniach drogowych: reakcji organizmu kierowcy, zdolności do podejmowania prawidłowych decyzji i refleksu – patrz fot. 4.
Klimatyzacja w samochodzie
Jej zadaniem jest stworzenie osobom jadącym w przedziale pasażerskim komfortu termicznego. Będzie on wyższy, jeśli klimatyzacja umożliwi uzyskanie różnych temperatur ciała w jego różnych punktach. Nie jest to łatwe, gdyż na odczuwanie temperatury przez człowieka wpływa temperatura powietrza, szybkość, z którą opływa ciało oraz jego wilgotność. Ponadto w słoneczne dni pasażerowie samochodu są ogrzewani światłem słonecznym, wpadającym przez szyby samochodu oraz przez elementy nadwozia uprzednio nagrzane słońcem.
Wykres prezentuje pożądane zakresy temperatur (PZT) poszczególnych części ciała człowieka (nr od 1 do 8). Pierwsza od góry linijka wykresu pokazuje pożądany zakres temperatury dla całego ciała człowieka (źródło: DaimlerChrysler Hightech Report 1/2007).
Aby uzyskać pożądane zakresy temperatur dla różnych punktów ciała, powietrze napływa do kabiny przez 3 grupy dysz, skierowanych w dolną i środkową strefę przedziału pasażerskiego oraz na szyby. Temperatura powietrza napływającego do poszczególnych stref przedziału pasażerskiego również powinna być różna.
Prędkość powietrza wypływającego przez dysze nie powinna być za duża, gdyż większość osób odbiera „przeciągi” jako nieprzyjemne. Jednak, gdy słońce świecące przez szybę, z jednego kierunku, nadmiernie ogrzewa niektóre partie ciała, np. pasażera, a układ klimatyzacji ma czujniki, które umieją to wykryć, to przez zwiększenie prędkości opływu powietrza wokół nagrzewanej partii ciała można obniżyć odczuwaną wartość temperatury tej części ciała.
Problemem w układach klimatyzacji jest wilgotność powietrza, czyli zawartość w nim pary wodnej. Przeciętnie wynosi ona ok. 30%. Taka wilgotność powietrza według meteorologów jest w klimacie pustynnym. Część osób przy tak niskiej wilgotności odczuwa podrażnienie śluzówek nosa, suchość warg i gałek oczu. Powodem niskiej wilgotności jest schładzanie powietrza przez parownik do temperatury ok. 3OC. Optymalną jest wilgotność ok. 40%, co jednak ogranicza temperaturę chłodzonego powietrza od 7 do 10OC, z wyjątkiem sytuacji, gdy konieczne jest wykorzystywanie maksymalnej mocy chłodzącej.
Komentarze (0)