The transition towards electrification in the bus sector is necessary to achieve the global climate goals and has gained significant traction in recent years. However, there are critical challenges associated with this transition, one of them being the absence of excess heat that traditional combustion engines provided to warm the bus cabin. Consequently, a large portion of the battery’s energy is consumed by the heating system. This thesis aims to address this issue by investigating the optimal indoor bus temperature in relation to thermal comfort and energy efficiency for different outdoor climate conditions. Measurements were conducted in Stockholm city during winter conditions and surveys were administered to passengers in order to assess their thermal comfort for different temperatures. The two methods Predicted Mean Vote (PMV-PPD) and Equivalent temperature (Teq) were used to evaluate thermal comfort and provide a basis for a generalized adapted theoretical model. Previous measurements conducted in Ottawa and Dubai were integrated into the analysis to incorporate different outdoor climate conditions. The results showed that the optimal bus temperature for Stockholm was 17.5 and 19.1°C for outside temperatures of 4 and 8 °C respectively. This indicates that the bus temperature can be lowered in relation to the current standard of 21 degrees. The analysis of Ottawa and Dubai, corresponding to outside temperatures of -14 and 39°C, showed that the optimal temperatures were 16.6 and 23.5 degrees respectively. The potential energy saving from reducing the bus temperature by one degree is 0.36 kWh per kilometer. Moreover, the analysis of time dependency in relation to thermal comfort showed that time has no significant impact on bus trips shorter than 15 minutes. The adapted theoretical model for the PMV-PPD method showed the best results when correlating to actual passenger responses. A sensitivity analysis of the measured parameters showed that fixed values and theoretical correlations could be employed for relative humidity, air velocity, and mean radiant temperature without affecting the output, thus reducing the number of sensors needed for future measurements. The clothing insulation values are highly dependent on geographic location and culture, thus it is not possible to develop an all-encompassing theoretical correlation for the clothing insulation. Further measurements are required in different climatic conditions for a more detailed and accurate analysis. / Elektrifieringen av bussektorn är av ytterst vikt för att uppnå de globala klimatmålen och har fått betydande uppmärksamhet de senaste åren. Omställningen till elbussar medför dock vissa utmaningar, bland annat avsaknaden av överskottsvärme, som traditionellt sett kunnat tillhandahållas från förbränningsmotorer för att värma passagerarkabinen. Stora delar av energiåtgången i bussbatterierna går till följd av detta åt att värma passagerarutrymmet. Denna avhandling avser att hantera denna utmaning genom att undersöka den optimal inomhustemperaturen på bussar i förhållande till termisk komfort och energieffektivitet för olika utomhusklimat. Mätningar utfördes i Stockholm stad under vinterklimat och passagerares termiska komfort undersöktes genom enkäter vid olika temperaturintervall. Den termiska komforten utvärderades med hjälp av de två metoderna Predicted Mean Vote (PMVPPD) och Ekvivalent temperatur (Teq), och en allmän anpassad teoretisk metod utvecklades med dessa som grund. Tidigare mätningar genomförda i Ottawa och Dubai integrerades i analysen för att inkludera olika klimatförhållanden. Resultaten visade att den optimala busstemperaturen för Stockholm var 17.5 och 19.1 °C vid utomhustemperaturer på 4 respektive 8 °C. Detta indikerar att busstemperaturen kan sänkas jämfört med den nuvarande standarden på 21 grader. Analysen av Ottawa och Dubai, motsvarande utomhustemperaturer på -14 respektive 39 °C, visade att temperaturer på 16.6 respektive 23.5 grader var optimala för termisk komfort. Den potentiella energibesparingen genom att sänka bussens temperatur med en grad är 0.36 kWh per grad och kilometer. Vidare visade en analys av tidsberoendet att tiden som passagerarna suttit på bussen inte har en avsevärd inverkan på termisk komfort för bussturer under 15 minuter. Den teoretiskt anpassade modellen för PMV-PPD visade bäst korrelation med passagerarsvaren. En känslighetsanalys av de mätta parametrarna visade att fasta värden och teoretiska korrelationer kan användas för relativ fuktighet, vindhastighet och strålningstemperatur utan att påverka slutresultatet markant, vilket tillåter färre sensorer vid framtida mätningar. Beklädnadsnivån är starkt beroende av geografisk plats och kultur, vilket omöjliggör för framtagning av en heltäckande teoretisk korrelation för beklädnadsnivån. Ytterligare mätningar krävs under olika klimatförhållanden för en mer detaljerad och korrekt analys.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-334889 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Hambraeus, Ellinor, Minotta Cuervo, Maxwell |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:428 |
Page generated in 0.0029 seconds