Evaluation of Thermal Comfort of a Man According to PMV Mathematical Model

Ing. Jiří PÁLKA

Doctoral thesis

Abstract:

Tato doktorská práce se zabývá vyhodnocováním tepelné pohody člověka podle matematického modelu PMV, který je dán standardy ISO 7730 a ASHREAE 55. Disertační práce obsahuje souhrn teoretických znalostí týkající se tepelné pohody a s ní spojených témat. V úvodní části je řešena problematika měření střední radiační teploty (SRT), která představuje největší problém při vyhodnocování ukazatelů tepelné pohody. Práce se zabývá integrací povrchové teploty celého prostoru a snahou je odstranit problémy vznikající při měření SRT na kulové ploše. V této části řešení jsou využity simulace v prostředí Matlab s využitím všech předností, včetně grafických. V rámci této práce byl model PMV modifikován tak, aby poskytoval přesnější výsledky a byl jednodušeji aplikovatelný. Dále v experimentální části byl připraven softwarový nástroj pro vyhodnocování ukazatelů PMV, PPD a DR a nástroj počítající tyto ukazatele ve zjednodušeném modelu odpovídající reálné místnosti a s tím souvisejících problémů. Další významnou částí této práce je optimalizace, resp. hledání extrému ekonomických nákladů, úspory energie a snížení emisí a to pomocí evolučního algoritmu SOMA. Výsledky disertační práce vyúsťují v návrh dvou typů vyhodnocovacích systémů tepelné pohody - laboratorní verze a embedded verze. V závěru jsou zhodnoceny výsledky této práce a jsou dány návrhy na další pokračování v tomto výzkumu.

Abstract:

This doctoral thesis deals with evaluation of thermal comfort of a man according to PMV mathematical model given by ISO 7730 and ASHRAE 55 standards. The thesis summarizes theoretical knowledge concerning thermal comfort and related themes. At the beginning of the work, the problems concerning mean radiant temperature (MRT), which is the most difficult determinable factor, are solved. The thesis deals with integration of surface temperature of whole space and tries to eliminate problems arisen from MRT measurement on spherical surface. There are used Matlab simulations in this part. Within this work, the PMV model was modified in order to provide more accurate results and be simpler applicable. Further in experimental part, a software tools for thermal comfort indices (PMV, PPD and DR) assessment and also a tool computing these parameters in simplified model of real room with corresponding problems are prepared. Another important part of this work is optimization of economic costs, energy saving and emission reduction with SOMA evolutionary algorithm. The results of thesis led to design two thermal comfort evaluation systems - the laboratory and embedded version. At the end, the results of this work are discussed and suggestions for further research in this filed are given.

Keywords

tepelná pohoda, předpověď středního tepelného pocitu, střední radiační teplota

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2011

Accessible from:: 22. 4. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 29. 11. 2011

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Applied Informatics

Doctoral programme / field:
Chemistry and Process Engineering / Technical Cybernetics