Noves eines de simulació per a l’optimització energètica de sistemes de climatització aeronàutics

Anàlisi del nivell de comprensió dels EPC, confiança percebuda i impacte sobre les preferències i valors residencials
desembre 31, 2019
S’han assajat els dispositius WAVY drifters per a millorar els sistemes actuals d’observació i monitoratge de l’oceà
desembre 31, 2019
2019

El Centre de Transferència de Calor (CTTC UPC) ha coordinat MALET, un projecte europeu que té com a objectiu desenvolupar i implementar eines de simulació, en l’entorn Modelica, per a l’optimització energètica de sistemes de climatització en avions (ECS), tant pel que fa a rendiment com a aspectes de control.


 

Aquestes eines, però, tenen un sentit més ampli quan pensem en les activitats de recerca de la indústria aeronàutica europea, en particular, en l’àmbit del projecte europeu Clean Sky. Aquest programa té, entre altres línies de recerca, la tasca d’electrificar l’aeronau al màxim possible, seguint el concepte «more electrical aircraft». Aquesta actuació té un impacte trencador en el disseny dels equips de climatització, ja que la font energètica principal passa de ser pneumàtica (compressors del motor de l’avió) a elèctrica.

Les plataformes de simulació desenvolupades a MALET són, precisament, una eina clau per simular i optimitzar aquests nous dissenys, ja que combinen l’estudi de diferents subsistemes termofluídics (cicles d’aire, refrigerant, líquid) amb els elèctrics (motors, inversors, convertidors).

Com a acció per augmentar l’eficiència del nou sistema, s’ha posat una atenció especial en la integració d’un sistema de fred per compressió de vapor (VCS) en el sistema de fred convencional per cicle d’aire utilitzat convencionalment als avions. El nou sistema VCS és especialment complex, ja que integra processos de canvi de fase, altament no lineals i, per tant, de més difícil resolució per part dels mètodes de càlcul integrats a Modelica.

Per a optimitzar tot un sistema, i possiblement pel que fa a la integració de l’avió complet, es requereix una simulació estacionària i transitòria amb temps de càlcul extremament reduïts. Aquest aspecte ha estat determinant per al projecte, que s’ha orientat a desenvolupar nous models que combinen representativitat física amb molta rapidesa.

CTTC UPC ha liderat i ha desenvolupat tots els aspectes referents a la part tèrmica del projecte, i s’ha coordinat amb la Universitat de Nottingham pel que fa als aspectes elèctrics.