On Mayo 12, 2016

Desarrollo de un sistema de control inteligente para automatizar una unidad de enfriamiento avanzada activada con energía solar y biomasa (biogás)

Investigador/es: Adolfo Heriberto Ruelas Puente

Desarrollo de un sistema de control inteligente para automatizar una unidad de enfriamiento avanzada activada con energía solar y biomasa (biogás)

En este trabajo se presenta el desarrollo teórico y experimental de un sistema de control para unidad de enfriamiento activada con energía solar y biogás, el objetivo es automatizar el servicio de acondicionamiento térmico de espacios de forma segura y consumiendo el mínimo de energía. En el proyecto se contempla la propuesta de un circuito hidráulico que permite operar la unidad de enfriamiento en tres diferentes formas: 1. Con energía solar, 2. Con el sistema de almacenamiento de frío y 3. Con biogás. El control del flujo de agua que pasa a través de la manejadora de aire, se hace por medio de una válvula de 3 vías, con el fin de mantener la temperatura de confort en el espacio a climatizar. El estudio teórico fue realizado mediante la simulación dinámica del sistema de enfriamiento en el entorno de TRNSYS v.16, que permitió evaluar las estrategias de control: Todo-Nada, If-Else, Retroalimentación Iterativa y el clásico proporcional, integral y derivativo, para seleccionar el controlador con mejor desempeño. En el campo de colectores solares se utilizó un sistema de control para el seguimiento solar de un cilindro parabólico, el controlador se basa en un sistema a lazo cerrado mediante sensores fotoeléctricos, que incluye un innovador cálculo de histéresis de acuerdo a la intensidad de radiación. Para efectuar el estudio experimental, se desarrolló el controlador del sistema de aire acondicionado solar y el controlador del sistema de seguimiento solar, además de la construcción e instrumentación de la configuración hidráulica propuesta y la instalación del sistema de climatización solar. El controlador para el seguimiento solar no presento ningún problema durante el tiempo de operación. El cálculo de las bandas del controlador de histéresis permitió un seguimiento continuo sin verse afectado por nublados o variación en la intensidad de radiación. El estudio experimental del controlador del sistema de aire acondicionado solar aplicado en el sistema de climatización solar, demostró que fue capaz de mantener temperatura del espacio a climatizar en el punto de consigna. Además que la configuración del sistema hidráulico permitió satisfacer los objetivos de control establecidos, para operar el sistema en los diferentes modos de operación consumiendo el mínimo de energía. Las principales contribuciones del proyecto, fue el desarrollo del controlador del sistema de aire acondicionado solar y el controlador del sistema de seguimiento solar, además de su implementación en un micro controlador de bajo costo de 32 bits, empotrado en circuito impreso para conseguir un sistema de control consistente que pueda operar de forma automática, segura y continua.

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