Implementación de un sistema de control digital directo para la optimización de la eficiencia energética de una instalación de aire acondicionado por fan coils e intercambiadores enterrados

Abstract

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[ES] El objeto principal del presente proyecto es proporcionar las herramientas necesarias para controlar la instalación de aire acondicionado por fan coils e intercambiadores enterrados del Departamento de Termodinámica Aplicada mediante un sistema de Control Digital Directo operado desde un ordenador. Para ello es necesario por un lado instalar los equipos capaces de variar el funcionamiento de la instalación, y por otro desarrollar las herramientas de software necesarias que permitan la comunicación a través de un PC con dichos dispositivos.

Así mismo también será objeto del presente proyecto la estimación del ahorro energético que podría conseguirse en la instalación gracias al sistema de control mencionado. Para ello se dispondrá de software específico de simulación así como del histórico de datos registrados de la instalación pudiendo obtener un modelo teórico y su posterior validación. Una vez obtenido el modelo se calculará una posible estrategia de control, como primera aproximación a la que será la estrategia definitiva, que permita estimar el ahorro energético que podría conseguirse.

Por último también puede decirse que es objeto del presente proyecto el profundizar en la comprensión de la influencia de los distintos elementos puestos en juego en el funcionamiento de una instalación tan novedosa como la estudiada. No hay que olvidar que trabaja con un intercambiador geotérmico y con una unidad enfriadora experimental que utiliza R290 (propano) como refrigerante, lo cual hace que sea una instalación muy interesante desde el punto de vista técnico.

Para alcanzar los objetivos con éxito, hay que cumplir una serie de directrices, que son:

Fiabilidad: Cuando se dispone de una instalación, con el fin de llevar a cabo unos ensayos destinados a la investigación, lo deseable es que dicha instalación funcione correctamente, ya que en caso contrario sumaríamos problemas a los ya inherentes al mero hecho de investigar. Además la presencia de un mal comportamiento en la instalación, nos dificultaría mucho la interpretación de los resultados de los ensayos, con la consecuente pérdida de tiempo. Para conseguir un alto nivel de fiabilidad en la instalación, se cuidará la correcta regulación de sus elementos, así como el correcto montaje de los nuevos dispositivos que pudieran necesitarse.

Precisión: Otro factor importante a la hora de realizar una serie de ensayos como los que se pretenden realizar dentro del presente proyecto es la precisión, ya no en este proyecto sino en todos los proyectos de este tipo. Para obtener un elevado grado de precisión, necesario para la obtención de medidas satisfactorias, se debe tener especial cuidado en la selección y montaje de los distintos elementos de medida de parámetros y variables de funcionamiento, además será un factor determinante el calibrado de los equipos de medida e instrumentación que se incorpora en este tipo de proyectos.

Disponibilidad de medidas: Otro factor importante a tener en cuenta, es disponer de un sistema de registro de medidas efectivo y cómodo a la hora de consultarlo, para ello se dispone de un sistema un monitorizado de la instalación totalmente exterior a la sala de máquinas con el fin de disponer de un histórico de datos de la instalación.

Repetividad: El hecho de poder controlar las condiciones del ensayo y lograr una estabilidad en los puntos de funcionamiento es muy importante a la hora de llevar a cabo cualquier tipo de ensayos, ya que es la única forma de garantizar la repetividad de las mismas y la constancia de los resultados. Frecuentemente al realizar ensayos se varía una sola magnitud, manteniendo constantes todas las demás, con el fin de comparar posteriormente los resultados obtenidos. Esto sería realmente complicado si no fuera posible cada vez reproducir las condiciones iniciales.

Controlabilidad: No sólo es importante conocer en todo momento la situación y valor de los distintos parámetros por medio de la instrumentación necesaria, además es necesario tener un control sobre los parámetros que intervienen en el ensayo, esto es posible gracias a la regulación y automatización de los dispositivos existentes los cuales garantizan ese control en la instalación.

Accesibilidad a los elementos: Debido a la gran variedad de ensayos que se pueden llegar a realizar sobre la instalación, la fácil accesibilidad a los elementos de la misma deberá estar garantizada para asegurar una rápida actuación sobre los diferentes elementos que se quiera modificar en cada uno de los casos.

Mantenimiento: Después de considerar todos los puntos anteriores debe tenerse en cuenta que la instalación necesita un mantenimiento periódico debido al deterioro que se pueda producir por su uso y la cantidad de elementos y sistemas que alberga en ella, para conseguir un correcto funcionamiento a lo largo de su vida útil.