Automatización de la adquisición de datos de un banco de pruebas de aire acondicionado automotriz con la finalidad de medir el flujo másico de refrigerante, y controlar las temperaturas de evaporación y condensación - Cayambe López, Jefferson Esteban (2024)
La carrera de Ingeniería Automotriz de la Facultad de Mecánica tiene bancos simuladores de aire acondicionado automotriz que no permiten realizar estudios de rendimiento del sistema bajo condiciones estacionarias, porque carecen de mecanismos para fijar las temperaturas en el evaporador y condensador e instrumentación para la adquisición de datos en tiempo real. El objetivo del presente trabajo es instrumentar y automatizar un nuevo banco de pruebas del sistema de aire acondicionado automotriz para evaluar su rendimiento bajo diversas condiciones de funcionamiento, con la posibilidad de controlar las temperaturas en los intercambiadores de calor y determinar el flujo másico del refrigerante. Para ello, se utilizaron componentes de medición industrial para adquirir datos de presión y temperatura del refrigerante R-134a en puntos característicos del ciclo. El sistema fue instrumentado con controladores Logo 8, transductores de presión y termorresistencias que tienen una desviación máxima de ±1.46% y ±1.44 K, respectivamente. La temperatura del aire en el evaporador se controló mediante una cámara climática y una resistencia de 1 kW para simular temperaturas del habitáculo entre (22 a 50) °C, mientras que, el control de la temperatura y el accionamiento del segundo ventilador en el condensador se realizó con controladores STC1000. La cámara climática del evaporador permite calcular el flujo másico de refrigerante mediante el método calorimétrico con una incertidumbre máxima de ±4.85%. El banco de pruebas permite evaluar la influencia de la temperatura del habitáculo y del flujo de aire del condensador en el desempeño del sistema de aire acondicionado automotriz y, además, calcular las eficiencias y consumo del compresor, capacidad frigorífica y COP. El coeficiente de rendimiento del sistema mejoró un 21% al activar el segundo ventilador del condensador a una temperatura de habitáculo de 40°C, con una reducción del consumo del compresor de 110 W.