Performance and efficiency of different control techniques in an electrical heater

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Gabriel Vinicio Moreano Sánchez
César Daniel Arregui Toro
Camilo Geovanny Tenesaca Asadobay

Abstract

Water heating in the Ecuadorian residential sector has become a space for research and development, due to the attempt to mitigate the current spending of people and at the same time contribute actively to the energy efficiency processes that are gaining strength in the country. This document shows a comparative analysis between different ways of controlling the water temperature for a residential system using an electric heater; the response of a direct phase control AC / AC converter was analyzed, which allows to delay the firing angle of the AC wave and the response of the ON / OFF control that activates or deactivates the heater during a pre-established number of half-cycles of current alternating, for the tests a prototype of electric heater was implemented with a coil of 14 meters based on electrical resistances, with the temperature responses that are generated from each converter, we proceeded to identify the transfer function of each system since both differ in its heat transmission technique and at the same time in its mathematical model, a PID controller was then tuned for each system, obtaining good results of temperature response in both cases but only one was efficient in energy saving.

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Author Biography

Gabriel Vinicio Moreano Sánchez

Nace en Cuenca el 13 de Octubre de 1988, cursa sus estudios primarios y secundarios en la Unidad Educativa San Felipe Neri de la ciudad de Riobamba obteniendo el título de bachiller en ciencia especialidad Físico Matemático, se forma como Ingeniero en Electrónica en Control en la Escuela Politécnica Nacional en Quito obteniendo su título en el año 2015, se traslada a la ciudad de madrid a especializarse en el área de automática obteniendo el Título de Máster Universitario en Automática y Robótica en la Universidad Politécnica de Madrid, posterior obtiene el título de Máster Universitario en Diseño y Gestión de Proyectos Tecnológicos por parte de la Universidad Internacional de la Rioja. Actualmente cursa un programa doctoral en Sistemas de Control en una Universidad Nacional de Educación a Distancia de España y labora como docente en la Escuela Politécnica de Chimborazo.

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