Modelación y control de sistema de refrigeración doméstica

Abstract

La tesis se enfoca en el modelado y control de sistemas de aire acondicionado del Laboratorio de Sistemas Automáticos de Control (SAC) de Ingeniería Mecánica Eléctrica UDEP. Se ha desarrollado un modelo matemático basado en balances de energía para analizar detalladamente la temperatura en la sala de tesistas del laboratorio de SAC. El propósito principal fue evaluar el nivel de confort de las personas en dicho espacio y estudiar cómo la temperatura ambiente afecta la temperatura interior. Para validar la precisión del modelo, se recolectó y utilizó data real correspondiente a un período de 12 horas de funcionamiento del equipo de aire acondicionado. Asimismo, se han diseñado dos estrategias de control: una de tipo ON-OFF, ampliamente empleada en edificaciones en el Perú, y otra de tipo PID, la cual es ampliamente reconocida y utilizada en la industria a nivel mundial. En la fase de comparación entre ambas estrategias de control durante un lapso de 12 horas, se llevaron a cabo experimentos con setpoints constantes, así como frente a cambios inesperados, como el incremento de la cantidad de personas en el entorno o la apertura de puertas, situaciones que pueden afectar el ambiente en estudio. Los resultados obtenidos demuestran de manera concluyente que el controlador PID muestra un seguimiento de la temperatura deseada de mayor precisión. Además, se observó que la variable controlada (frecuencia del compresor)presenta una respuesta más suave en comparación con el control ON-OFF, lo que se traduce en un mejor cuidado y funcionamiento del compresor. Este enfoque representa un avance importante en el campo del control de sistemas HVAC&R, permitiendo un funcionamiento más eficiente y un mayor confort para los usuarios.