Diseño y construcción de un modelo de sistema hvac para la observación y control de sistemas de acondicionamiento de aire en recintos presurizados

Abstract

Este documento contiene el proceso de diseño y construcción de un modelo de sistema HVAC en recintos presurizados, que servirá como banco instructivo para la observación y control de sistemas de acondicionamiento de aire de este tipo. El principal objetivo es proporcionar a la industria un instrumento que mejore su función de diseño y simulación de sistemas reales. El modelo construido consta de cuatro subsistemas principales: acondicionamiento de aire, ventilación mecánica, perturbaciones y monitoreo y control. En cada uno de ellos se encuentran procesos tales como estimación de la carga térmica de un local, selección de equipo acondicionador, estimación de la capacidad de enfriamiento de un serpentín, selección de tubo capilar como dispositivo de control de flujo, diseño de ductos por método de pérdida de carga constante, selección de ventiladores, determinación de punto de operación de un ventilador, lectura de sensores de presión con protocolo i2c, lectura de sensores de temperatura analógicos, control PI con señal PWM sobre las revoluciones del ventilador, control ON-OFF sobre el compresor del sistema de enfriamiento. Todo lo anterior garantiza en conjunto la presurización de un local a dos niveles, además de lograr una temperatura de confort al interior del modelo. Mediante escenarios de control, que indican un orden de perturbaciones mecánicas a través de apertura aleatoria de aberturas funcionales (puertas), así como perturbaciones térmicas por aumento de carga térmica al interior del modelo, se ejercerá una acción de control sobre los elementos de retorno de aire y el sistema de encendido-apagado del compresor para garantizar un nivel de presurización especificado, así como una temperatura de confort.