Diseño de un Sistema de Inducción Electromagnética para Calentamiento de Agua Residencial Con Sensado de Temperatura

Abstract

En el presente trabajo de tesis llamado “DISEÑO DE UN SISTEMA DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA PARA CALENTAMIENTO DE AGUA RESIDENCIAL CON SENSADO DE TEMPERATURA”, el objetivo central fue el “diseñar un sistema de calentamiento de agua utilizando el principio de inducción electromagnética, analizando su eficiencia en referencia a sistemas de calentamiento de agua convencionales”. Para abarcar dicho objetivo se inició con la investigación sobre las ventajas y desventajas de algunos sistemas que son utilizados para el calentamiento de agua de uso residencial, analizando cuales de ellos se adapta mejor a los requerimientos antes planteados, se decidió por el sistema de punto eléctrico con modificaciones en su principio de calentamiento de agua, cambiando la niquelina por un circuito de inducción electromagnética. Al diseño se sumó un control de temperatura llegando por defecto a un valor máximo de 30 °C, valor que puede ser variado por el usuario con ayuda de tres pulsadores, cada uno de estos cumple la función de aumentar, reducir e iniciar/pausar el sistema, también se sumó una pantalla para la visualización de temperatura, una electroválvula, un sensor de presencia de usuario y un sensor de líquido, subetapas necesarias para que el sistema trabaje solo cuando exista presencia de agua, y el usuario lo requiera.

Para diseñar y simular el sistema propuesto se utilizaron distintos programas entre los cuales están: Proteus (esquemas del circuito completo y funcionamiento de etapas de control y visualización y diseño en 3D del diseño en físico), CircuitJS1 (visualización de flujo de corriente y voltajes en los componentes de la etapa de potencia y trabajo del oscilador Mazilli), PROTON IDE (programación para la etapa de control y visualización) y el software coil64 (diseño de bobina de inducción).

Por último, se analizó la eficiencia energética, coste y el tiempo que demora en alcanzar la temperatura requerida por el usuario, demostrando en su análisis una eficiencia de 84.4 %, un ahorro anual del 8.17 % del sistema diseñado con respecto al calentador de punto.