Control en cascada de un intercambiador de calor

Abstract

El papel de los intercambiadores de calor ha adquirido una creciente importancia en los procesos industriales al empezar a ser conscientes de la necesidad de ahorrar energía. En consecuencia se desean obtener procesos más eficientes, no solo en función de un análisis térmico y rendimiento económico de lo invertido, sino también en función del aprovechamiento energético del sistema. Ante esta perspectiva se decidió implementar un sistema de control en cascada para un intercambiador de calor cuya finalidad es regular la temperatura de salida del fluido frío preestablecida por el usuario, con el fin de brindar al estudiante las herramientas necesarias para poner en practica los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas de control automático y automatización. El sistema de control en cascada regula la temperatura del fluido frío del intercambiador de calor manipulando el caudal del fluido caliente. La señal de salida del proceso (temperatura del fluido frío) es comparada con una señal de referencia preestablecida por el usuario (temperatura deseada). Si hay diferencia entre las señales comparadas, se genera un error que ajusta el set point de un controlador secundario (caudal) cuya señal de salida es comparada con la señal de referencia impuesta por el controlador primario (temperatura). A su vez la señal de salida del controlador secundario ajusta la posición de la válvula de control permitiendo corregir rápidamente las variaciones de caudal provocadas por perturbaciones en la presión del fluido caliente.