Desarrollo de una herramienta de simulación térmica de edificios y control jerárquico del confort

Abstract

Con la llegada del cambio climático, la necesidad del ahorro en el consumo de energía es un problema que preocupa cada día más a la sociedad. Aproximadamente un 40% de este consumo es por causas derivadas de la utilización de edificios. Sin embargo, este ahorro de energía debe realizarse siempre cuidando no dañar el confort térmico de las personas que residen o trabajan en su interior, pues influiría en su productividad. Además, en muchas ocasiones esta condición de confort solo puede alcanzarse mediante el uso de medidas activas como son los sistemas de climatización, lo cual conlleva el desarrollo de estrategias de control adecuadas. Este proyecto presenta el modelado y control del confort térmico en una vivienda real situada en Almería mediante técnicas de co-simulación. Más concretamente, se ha implementado un sistema de control jerárquico, basado en un optimizador del índice PMV diseñado en Matlab y simulado junto al modelo mediante técnicas de co-simulación. También se detalla el proceso de modelado de la vivienda objeto realizado previamente, gracias a las herramientas OpenStudio y SketchUp. Gracias al proyecto desarrollado, se ha obtenido una interfaz en la que probar cualquier sistema de control para una vivienda mediante la co-simulación. Además, como caso práctico se ha diseñado e implementado un optimizador del índice PMV para el control de confort, obteniendo resultados dentro de la zona de confort.

Mainly due to the climate change, the need for savings in energy consumption is a problem that worries society every day. Approximately 40% of this consumption is due to the use of buildings. However, this energy saving must always be carried out taking care not to damage the thermal comfort of the people residing inside buildings, as it would affect on their productivity. In addition, sometimes this comfort condition can only be achieved through the use of active measures such as air conditioning systems, which involves the development of appropriate control strategies. This bachelor thesis presents the implementation of thermal comfort controller for a real apartment located in Almería. More in detail, a hierarchical control system has been implemented, based on a PMV (Predicted Mean Vote) index optimizer designed in Matlab and simulated together with the apartment model by means of cosimulation techniques. The modeling process of the apartment previously carried out is also detailed, thanks to the OpenStudio and SketchUp tools. Thanks to the developed thesis, a co-simulation interface has been obtained. The developed interface allows to test any control system for a house. Furthermore, as a practical case of use, a PMV index optimizer has been designed and implemented for control comfort, obtaining results within the comfort zone.