حاسبة الإيكونومايزر (قرار التحكم بالمحتوى الحراري)
هل إدخال مزيد من الهواء الخارجي يوفر التبريد الآن؟ من حالات الهواء الخارجي والراجع وهدف الخروج من الملف وكمية هواء التغذية يحسب حمل الملف عند الحد الأدنى و100 % ونسبة معدلة، ويعرض قرارات الطرق الثلاث جنبًا إلى جنب: المحتوى الحراري التفاضلي والحرارة الجافة التفاضلية والثابتة.
المبدأ والمعادلات
يفتح الإيكونومايزر دامبر الهواء الخارجي أكثر ما دام الهواء الخارجي «أبرد» من الهواء الراجع فيقل حمل الملف. ما يزيله الملف هو فرق في المحتوى الحراري، لذا إذا كان المحتوى الحراري الخارجي أقل من الراجع فالأفضل إدخال هواء خارجي أكثر. يمتزج المحتوى الحراري ونسبة الرطوبة خطيًا بكتلة الهواء الجاف.
| البند | المعادلة | ملاحظات · الأساس |
|---|---|---|
| التدفق الكتلي للهواء الجاف | ṁ = V / v_SA | V كمية هواء التغذية، وv_SA الحجم النوعي عند حالة الهدف (المعادلة 28). تستخدم الأوضاع الثلاثة نفس ṁ |
| نقطة الخلط | h_M = (1 − x)·h_RA + x·h_OA, W_M = (1 − x)·W_RA + x·W_OA | x = نسبة الهواء الخارجي (بكتلة الهواء الجاف). خلط أديباتي حسب نسبة الكتلة |
| حمل الملف | Q = ṁ · (h_in − h(t_SA, min(W_in, W_SA))) | الملف لا يرطب: إذا كان الداخل أجف من الهدف فنسبة الرطوبة الخارجة = الداخلة (تبريد محسوس فقط). السالب = 0 (يلزم تسخين) |
| النسبة المعدلة (C) | t_M(x_C) = t_SA, x_min ≤ x_C ≤ 1 | إذا كان الهواء الخارجي أبرد من الهدف: النسبة التي تجعل حرارة الخليط الجافة مساوية للتغذية (طريقة برنت). إذا لم تتجاوز الرطوبة الهدف فالحمل 0 |
| القرار (الإيقاف عند الحد الأعلى ASHRAE 90.1) | (h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit) · t_OA ≤ t_RA · t_OA ≤ t_limit | المحتوى الحراري التفاضلي · الحرارة الجافة التفاضلية · الثابتة. عند تجاوز العتبة يتوقف ويعود للحد الأدنى من الهواء الخارجي |
مقارنة الطرق الثلاث
طرق الحرارة الجافة تحتاج حساسات أبسط، لكن في الأيام الرطبة حين يكون الهواء الخارجي باردًا ورطبًا قد تُدخله فيزيد حمل الملف. يحدد ASHRAE 90.1 لكل منطقة مناخية الطرق والحدود المسموح بها (القيم أدناه للاسترشاد).
| الطريقة | الهواء الخارجي عندما | هواء رطب (مثلًا 24 °C و90 %) | الحساسات |
|---|---|---|---|
| المحتوى الحراري التفاضلي + الحرارة الجافة الثابتة | h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit | إيقاف (يحسب الحرارة الكامنة) | حرارة ورطوبة الخارجي والراجع (تحتاج حساسات الرطوبة معايرة) |
| الحرارة الجافة التفاضلية | t_OA ≤ t_RA | تشغيل (قد يُدخل رطوبة ويزيد الحمل) | حرارة الخارجي والراجع |
| الحرارة الجافة الثابتة | t_OA ≤ t_limit | تشغيل تحت الحد (يتجاهل الرطوبة) | حرارة الخارجي فقط (حد حسب المنطقة، مثلًا 24 و21 و18 °C) |
مثال: هواء خارجي رطب في موسم الأمطار
الهواء الخارجي 24 °C و90 %، الراجع 26 °C و50 %، هدف الخروج من الملف 14 °C و90 %، التغذية 10,000 CMH، الحد الأدنى للهواء الخارجي 20 %، الحد الثابت 24 °C، عند 101.325 kPa. الجدولان أدناه محسوبان بنفس دوال الحاسبة في هذه الصفحة.
| الطريقة | الهواء الخارجي | الأساس |
|---|---|---|
| المحتوى الحراري التفاضلي + الحرارة الجافة الثابتة | إيقاف (الحد الأدنى من الهواء الخارجي) | h_OA 67.27 > h_RA 52.91 kJ/kg(DA) · t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| الحرارة الجافة التفاضلية | تشغيل (إدخال الهواء الخارجي) | t_OA 24.0 ≤ t_RA 26.0 °C |
| الحرارة الجافة الثابتة | تشغيل (إدخال الهواء الخارجي) | t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| الوضع | نسبة OA % | دخول الملف °C · kJ/kg | حمل الملف kW | RT | kcal/h |
|---|---|---|---|---|---|
| (A) الحد الأدنى من الهواء الخارجي | 20.0 | 25.6 · 55.78 | 64.17 | 18.24 | 55,172 |
| (B) هواء خارجي 100 % | 100.0 | 24.0 · 67.27 | 102.82 | 29.23 | 88,408 |
| (C) نسبة هواء خارجي معدلة | غير منطبق: الهواء الخارجي أدفأ من هدف التغذية، فلا يصل الخلط وحده إلى حرارة التغذية. | ||||
تقول طريقتا الحرارة الجافة «تشغيل» وتقول طريقة المحتوى الحراري «إيقاف». مع هواء خارجي 100 % يبلغ حمل الملف 102.82 kW، أي 38.65 kW أكثر من 64.17 kW عند الحد الأدنى. في اليوم الرطب يكلف الاعتماد على الحرارة الجافة وحدها طاقة.
الحدود
يقارن لحظة واحدة فقط. لا يقدر التوفير الساعي أو السنوي، ولا يقترح قيم ضبط المتحكم (حرارة التحويل، الهستيرية)، ولا يشمل قدرة المراوح والدامبرات ومراوح الطرد، ولا تجاوز الملف أو استرجاع الحرارة.
تُثبت حرارة الخروج الجافة عند الهدف، وتؤخذ نسبة الرطوبة الأقل بين الداخل والهدف. الملف الحقيقي يتغير خروجه مع الحمل، والهواء الخارجي الجاف يخفض رطوبة الغرفة فيتغير الهواء الراجع أيضًا.
خطأ حساسات الرطوبة يغير قرار المحتوى الحراري كثيرًا. إذا كان الفرق بين المحتوى الحراري الخارجي والراجع بضع kJ/kg فلا يهم الاختيار كثيرًا.
النسبة المعدلة (C) تصل إلى حرارة التغذية الجافة بالخلط وحده دون إعادة تسخين. إذا لزم إزالة الرطوبة يُعرض حمل الملف (الكامن) فقط، ولا يُحسب حمل إعادة التسخين بعد التبريد الزائد.
المصادر
- ASHRAE Standard 90.1، البند 6.5.1 إيقاف الإيكونومايزر عند الحد الأعلى (high-limit shutoff): الطرق المسموح بها وإعدادات المناطق تختلف حسب الإصدار؛ راجع الإصدار المطبق
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI)، الفصل 1 Psychrometrics: المحتوى الحراري (المعادلة 32)، الحجم النوعي (المعادلة 28)، الخلط الأديباتي
الأسئلة الشائعة
متى يجب تشغيل الإيكونومايزر؟
عندما يلزم التبريد ويكون المحتوى الحراري للهواء الخارجي أقل من الهواء الراجع. يزيل الملف «المحتوى الحراري الداخل ناقص المحتوى الحراري للتغذية»، فكلما خُلط هواء خارجي أقل محتوى حراريًا انخفض الداخل. وإذا كان الخارجي أبرد حتى من هدف التغذية فضبط النسبة وحده يكاد يريح الملف.
ما الفرق بين التحكم بالحرارة الجافة والتحكم بالمحتوى الحراري؟
التحكم بالحرارة الجافة ينظر إلى الحرارة فقط، والتحكم بالمحتوى الحراري يحسب الرطوبة (الحرارة الكامنة) أيضًا. هواء 24 °C و90 % أبرد من غرفة 26 °C و50 % لكن محتواه الحراري أعلى بنحو 14 kJ/kg، فيُدخله التحكم بالحرارة الجافة ويمنعه التحكم بالمحتوى الحراري. وكما يبين مثال هذه الصفحة، يزيد إدخاله حمل الملف في ذلك اليوم.
ما الحد الثابت للحرارة الجافة الذي أستخدمه؟
يحدد ASHRAE 90.1 الحد لكل منطقة مناخية في جدول: نحو 24 °C (75 °F) في المناخ الجاف ونحو 18 إلى 21 °C (65 إلى 70 °F) في المناخ الرطب، وكلما زادت الرطوبة انخفض. قيمة 24 °C الافتراضية هنا للاسترشاد فقط؛ راجع جدول الإصدار الذي تطبقه. في المناطق الرطبة تكون طريقة المحتوى الحراري التفاضلي أكثر أمانًا.
آخر تحديث 2026-10-19.