現今全球面臨能源短缺與溫室效應之危機，發展節能、低污染、高效率、輕量化的行動載具已經是汽車工業的共識與未來發展趨勢。因此隨著科技進步發展，汽車設計越來越輕巧、方便、自動化，因此小型車將是未來一大趨勢，但為了減輕車體重量和減少能源耗能，現今研發之小型車之空調系統往往被犧牲掉，這樣一來駕駛在開車時的舒適性將會大大降低。所以本研究特別研發出一種特殊之空調系統來供輕量型電動車使用，利用小型製冷單元來供應輕量型電動車上所需之冷氣，並搭配座椅與外罩，使冷氣能快速充滿在人體周圍，並經由STAR-CCM+計算流體理學軟體設計空調罩內空氣流場來達到最佳之效果，且因冷氣是在空調罩內流動，空調空間非常小因此所需消耗的能源較少，將可把空調之重量減輕和減少車輛因為空調的負載，達到節能減重的效果。

Owing to the twin global crises of energy shortage and global warming, there is a general consensus regarding the future development trend for auto industry, namely to develop energy-saving, low-pollution, high-efficiency lightweight vehicles. Therefore, as the scientific technology develops, the design of autos designed will make cars lighter, more convenient and automated; in the future, small cars will become the major trend. However, in order to reduce the car weight and energy consumption, present research and development almost always disregard the air conditioning system of small cars, so that the driving comfort will be greatly reduced. In view of this, this study has specifically developed a special air conditioning system for small light electric vehicles. A compact refrigeration unit is used to supply cool air for light electric vehicles. Along with the special seat and outer cover, cool air can quickly surround the human body. The airflow field inside the air-conditioning cover is designed by hydromechanics software through STAR-CCM+ calculation in order to yield the best performance. Besides, since the cool air flows inside the air-conditioning cover, with quite small amount, the air conditioner will consume little energy. Namely reducing the weight of the air conditioner and the car’s load, may achieve both energy conservation and total weight reduction.

目次
中文摘要................................................i
英文摘要................................................ii
致謝....................................................iii
目次....................................................iv
表目錄..................................................vi
圖目錄..................................................vii
第一章 諸論..............................................1
1.1前言.................................................1
1.2 研究目的與方法........................................3
1.3 文獻回顧..............................................5
1.4 論文架構..............................................10
第二章 冷凍空調理論.........................................11
2.1 車輛空調負載與空調冷凍能力...............................11
2.2 電動車空調負載分析......................................16
2.3 熱舒適性理論............................................17
第三章 CFD模擬理論...........................................25
3.1 STAR-CCM+軟體簡介.......................................25
3.2 物理模型建立.............................................27
3.3 分析與模擬方法...........................................31
3.3.1 模型網格建立...........................................32
3.3.2 邊界條件之設定.........................................34
第四章 實驗設備與方法.........................................37
4.1 實驗設備諸元.............................................37
4.1.1 車用可調整型座椅........................................38
4.1.2 迷你型冷氣系統..................................40
4.1.3 GPD-3010HD直流電源供應器........................41
4.1.4 AVM440風速計...........................................42
4.1.5 SwemaAir 40 風速計.....................................44
4.1.6 TES-1306 數位式溫度計...................................45
4.1.7 MV200記錄器............................................46
4.1.8 熱電偶線...............................................47
4.1.9 熱舒適度量測儀..........................................48
4.2 實驗方法.................................................49
4.3 量測程序.................................................51
4.4 確定環境條件是否符合規範...................................52
第五章 結果與討論.............................................53
5.1 電動車空調系統量測之結果與討論..............................57
5.2 數值模擬分析之結果與討論...................................47
5.2.1 流動模擬與分析..................................61
5.2.2 溫度模擬與分析..................................65
5.3 電動車空調系統量測與數值模擬之結果與討論.....................69
5.4 熱舒適度量測..............................................70
5.5 紅外線熱顯像儀拍攝.........................................75
第六章 結論...................................................76
6.1 結論.....................................................76
6.2 未來展望..................................................78
參考文獻......................................................79
符號彙編......................................................81
作者簡介......................................................84

參考文獻
[1] http://www.me.ntu.edu.tw/academics/seminar/98-1/%E5%8F%B0%E5%A4%
A7%E6%A9%9F%E6%A2%B0_%E9%9B%BB%E5%8B%95%E8%BB%8A%E5%B0%88%E9%A1%
8C%E5%A0%B1%E5%91%8A_20100412.pdf
[2] 曹永偉，”人體溫熱感覺指標「不舒適指數」之探討”，電機月刊第161 期，
pp.126~130，2004年5月。
[3] 林博煦、施駿達，”電動空調驅動馬達設計及空調系統效能比較”，中華民國
第十四屆車輛工程學術研討會，財團法人車輛研究測試中心， 2009年。
[4] 石育岑、林克衛，”汽車使用電動輔助空調之效益評估” ，財團法人車輛研
究測試中心，2008年。
[5] 盧昭暉、施駿達、林博煦、沈志秋、劉士誠，”車輛電動空調系統效能之模
擬研究”，中華民國第十四屆車輛工程學術研討會，2009年。
[6] 魏志銘，”電動車空調系統之耗能及電能管理之研究”，國立台北科技大學
車輛工程系碩士班，2009年。
[7] 梁勝明、陳驊、劉昶賢，”建立一套準確方法以預測汽車座艙內乘客熱舒適
性之研究”，遠東學報第二十六卷第三期。
[8] http://www.9229.co.jp/index.html
[9] 林昆德，”汽車座椅之空調裝置”，79212324，中華民國新型專利，1991年。
[10] 簡進益，”機車空調裝置”，M184781，中華民國新型專利，2002年。
[11] 張烔堡、黃志達，台灣地區車輛最大空調負載與冷凍能力研究，車輛工程
學刊，第四期，頁19-36，民96。
[12] 中央氣象局網站”http://www.cwb.gov.tw/”.
[13] ”ASHRAE Handbook-Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy”, American Society of Heating Refrigerating and Air-
ConditionEngineers, GA, 1992.
[14] Fanger, P.O., “The New Comfort Equation for Indoor Air Quality”,
ASHRAE JOURNAL, Vol. 31, PP.33-38 1989.
[15] Ergonomics of the thermal environment Analytical determination
and interpretation of thermal comfort using calculation of the
PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria,
ISO7730, 2005.
[16] ”Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy,
ANS/ASHRAE Standard 55-2004.
[17] Launder, B. E. and Spalding, A. D., “Mathematical Models of
Turbulence”, Academic, pp. 90-100, 1972.
[18] 巫善睿，”汽車室內空調之熱舒適性分析”，國立成功大學機械工程學系碩士
論文，2007年。
[19] 曹永偉，”舒適空調條件下皮膚表面溫度與氣候間之相關性”，電機月刊第13
卷，pp.272~276，2003。
[20] 曹永偉，”相異風速、活動量下人體皮膚表面溫度與室溫間之相關性”，聖約
翰學報第23 期，pp.23~38，2006。
[21] 蔡昆志、李信宏、楊正財、彭國勝，”熱舒適量測一致性比對與誤差評估”，
中國機械工程學會第二十六屆學術研討會，2009年。
[22] 盧昭暉、沈志秋、劉士誠，” 車廂空調系統負在分析”，中華民國第十四屆
車輛工程學術研討會，2009年。
[23] ”Ergonomics of the thermal environment Instruments for
measuring physical Quantities”, ISO 7726,1998
[23] Maher Hamdi and Gerard Lachiver and Francois Michaud, ”A new
predictive thermal sensation index of human response”, Energy
and Buildings 29 PP.167~178, 1999.
[24] Olesen B. W. and Parsons K. C. ”Introduction to thermal comfort
standards and to the proposed new version of EN ISO 7730,
Energy and Buildings 34, PP.537~548, 2002.