Modelado, análisis y simulación de la dinámica térmica de una vivienda.

Orquín Granada, Patricia
Ramírez Laboreo, Édgar (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2023
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática

Resumen: El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado es construir modelos térmicos dinámicos para predecir los fenómenos de transferencia de calor en edificaciones. Estos modelos son una herramienta útil a la hora de analizar la eficiencia energética y su mejora, además de ser relevantes a la hora de la generación de algoritmos de estimación y control de temperatura. Tras una extensa fase de experimentación sobre una vivienda, se ha planteado un modelo térmico de caja negra del sistema. Estos modelos, basados únicamente en relaciones matemáticas existentes entre datos de entrada y salida, que a priori no consideran la física del sistema, permiten identificar sistemas que presentan un elevado número de parámetros. Tras construir dicho modelo, se ha realizado un segundo modelo incorporando una serie de restricciones con el fin de dotar de algo más de sentido físico a los resultados obtenidos. Para ello, se ha hecho uso de una optimización del sistema mediante el método de los multiplicadores de Lagrange, que permiten encontrar máximos y mínimos de funciones multivariable sujetas a restricciones. Finalmente, se ha planteado un tercer modelo, que incorpora más restricciones, basadas en ecuaciones dinámicas obtenidas tras realizar una analogía existente entre los sistemas térmicos y eléctricos. Para concluir, se ha realizado un proceso de validación con los datos experimentales recogidos, con la intención de comprobar el rendimiento que logran los modelos respecto a la dinámica del sistema real. Este se considera elevado, presentando errores inferiores a 1,5 ℃, en todos los casos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado