Estudio comparativo de unidades de tratamiento de aire para quirfanos con mezcla versus intercambiador de calor sujeto a control experto. Carlos Alberto Mansilla Gutirrez UNIVERSIDAD DE CONCEPCINFACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA

Profesor Patrocinante:Sr. Juan Pablo Segovia V.Pamela Guevara A.Mario Medina C.

Motivacin:

Es importante el control de humedad y temperatura para el caso de operaciones de alta complejidad .

El 75% de la energa a nivel mundial es gastada por los HVAC.

Equipos que mantienen los valores de humedad, temperatura y limpieza de una zona trmica dada.UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AIRE*

Creacin de un control difuso que permita aprovechar las condiciones ambientales para aumentar eficiencia energtica a travs de prediccin de carga trmica . HIPTESIS DE TRABAJO*

Comparar eficiencia energtica a travs del menor uso de actuadores en una UTA con intercambiador de calor versus una con recirculacin de aire . Implementar ecuaciones que permitan modelar la dinmica del sistema .OBJETIVOS*Aplicacin de estimacin de carga trmica para eficiencia energtica .

UTA CON RECIRCULACIN DE AIRE*

UTA CON INTERCAMBIADOR DE CALOR*

*UTA CON INTERCAMBIADOR DE CALOR

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Caja mezcladora de aireBalance de energa y masa entre las corrientes de aire exterior y de retorno.

HumidificadorBalance de energa y masa entre la corriente de aire y el vapor*

CARTA PSICROMTRICA*

CARTAS PSICROMTRICAS-INVIERNO*

HISTOGRAMAS DE RAZN DE HUMEDAD INVIERNO *

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GRFICO DISTRIBUCIN HUMEDAD RELATIVA-INVIERNO*

CARTAS PSICROMTRICAS-VERANO*

CARTAS PSICROMTRICAS-VERANO*

HISTOGRAMAS DE RAZN DE HUMEDAD VERANO*

HISTOGRAMAS DE TEMPERATUA VERANO*

GRFICO DISTRIBUCIN HUMEDAD RELATIVAVERANO*

COMPARACIN UTA CON RECIRCULACIN VERSUSINTERCAMBIADOR DE CALOR-INVIERNO*Con intercambiador de calorCon caja de mezcla

COMPARACIN UTA CON RECIRCULACIN VERSUSINTERCAMBIADOR DE CALOR-VERANO*Con caja de mezclaCon intercambiador de calor

DIAGRAMAS DE CONTROL*1) Ventilador de impulsin 2) ventilador Extractor 3) sensor de humedad relativa 4)sensor de temperatura 5) filtro de aire 6) batera de calor 7) batera de fro 8) Humidificador 9) humedad relativa zona 10)temperatura zona 11) controlador difuso

DIAGRAMAS DE CONTROL*

FUSIFICACIN*El control est basado en mantener los valores deseados de temperatura y humedad relativa en la zona trmica .Se trabaja con 4 funciones de pertenencia , dos de ellas asociadas a set points variables en funcin de la temperatura y humedad relativa requeridas a la salida del intercambiador.

FUSIFICACIN*El control est basado en mantener los valores deseados de temperatura y humedad relativa en la zona trmica .Se trabaja con 4 funciones de pertenencia , dos de ellas asociadas a set points variables en funcin de la temperatura y humedad relativa requeridas a la salida del intercambiador.

FUSIFICACIN*

Motor de Inferencia*

TZHRZTintHr-intFrioSecadoCalorVaporBBBBNNPPBBBANNPZBBABNNZPBBAANNZZBABBNNPNBABAPPPNBAABNNZNBAAAPPZNABBBNNNPABBANNNZABABPPNPABAAPPNZAABBZZNNAABAZPNNAAABPZNNAAAAPPNN

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*Mtodo con estimacin de carga trmicaMtodo sin estimacin de carga trmica

*Mtodo sin estimacin de carga trmicaMtodo con estimacin de carga trmica

Porcentaje de energa con respecto a mtodo sin estimacin de carga trmica56%

*Mtodo sin estimacin de carga trmicaMtodo con estimacin de carga trmica

*Mtodo sin estimacin de carga trmicaMtodo con estimacin de carga trmica

Porcentaje de energa con respecto a mtodo sin estimacin de carga trmica28 %

*Mtodo sin estimacin de carga trmicaMtodo con estimacin de carga trmica

*Mtodo sin estimacin de carga trmicaMtodo con estimacin de carga trmica

Porcentaje de energa con respecto a metodo sin estimacin de carga trmica7.36%

Del modelo bsico: se cumple con las reglas de transferencia de calor y propiedades psicomtricas del aire.

De la implementacin del intercambiador de calor: ecuaciones desarrolladas son efectivas.De la comparacin entre el modelo simulado con intercambiador de calor y con realimentacin de aire: el modelo con realimentacin de aire tiene un menor porcentaje de apertura de sus actuadores.De la comparacin entre el mtodo con estimacin de carga trmica, versus uno sin estimacin: se obtiene una ventaja en la medida que las condiciones ambientales sean propicias .*

1.- Se propone como trabajo futuro desarrollar un estudio acabado con algoritmos que permitan identificar con mayor cercana la carga trmica.

2.- Agregar un mayor nmero de reglas. 3.- Controlar la velocidad de los ventiladores de impulsin y extraccin de aire *

Gracias por su atencin *

Anexo*

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Constante-100 < T 00 < T < 200C1-5.6745 e3-5.8002 e3C26.3925 e01.3914 e0C3-9.6778 e-3-4.8640 e-2C46.2215 e-74.1764 e-5C52.0747 e-9-1.4452 e-8C6-9.4840 e-13000C74.1635 e06.4559 e0

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Constantes de ecuacin psicomtrica para clculo de Tdp.*

C16.54C214.526C30.7389C40.09486C50.4569

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