Calculadora de economizador (decisión por entalpía)
Decida si más aire exterior ahorraría refrigeración ahora. Con los estados exterior, de retorno y objetivo de salida y el caudal de suministro calcula la carga del serpentín con aire mínimo, 100 % exterior y aire modulado, y muestra juntas las decisiones por entalpía diferencial, bulbo seco diferencial y bulbo seco fijo.
Principio y ecuaciones
El economizador abre más la compuerta de aire exterior mientras el exterior está «más fresco» que el retorno y reduce la carga del serpentín. Lo que el serpentín retira es una diferencia de entalpía; si la entalpía exterior es menor que la de retorno, conviene más aire exterior. La mezcla combina entalpía y humedad específica linealmente por masa de aire seco.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| Caudal másico de aire seco | ṁ = V / v_SA | V es el caudal de suministro, v_SA el volumen específico en el objetivo de salida (ec. 28). Los tres modos usan el mismo ṁ |
| Punto de mezcla | h_M = (1 − x)·h_RA + x·h_OA, W_M = (1 − x)·W_RA + x·W_OA | x = fracción de aire exterior (masa de aire seco). Mezcla adiabática por fracción de masa |
| Carga del serpentín | Q = ṁ · (h_in − h(t_SA, min(W_in, W_SA))) | El serpentín no humidifica: si la entrada es más seca que el objetivo, la humedad de salida es la de entrada (solo sensible). Negativo = 0 (requiere calentar) |
| Aire exterior modulado (C) | t_M(x_C) = t_SA, x_min ≤ x_C ≤ 1 | Con aire exterior más frío que el objetivo, la fracción que iguala el bulbo seco de mezcla al de suministro (método de Brent). Si la humedad no supera el objetivo, carga 0 |
| Decisión (corte por límite alto ASHRAE 90.1) | (h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit) · t_OA ≤ t_RA · t_OA ≤ t_limit | Entalpía diferencial · bulbo seco diferencial · bulbo seco fijo. Por encima del umbral se apaga y vuelve al aire mínimo |
Comparación de los tres métodos
Los métodos de bulbo seco usan sensores más simples, pero en días húmedos con aire exterior fresco y húmedo pueden meterlo y subir la carga del serpentín. ASHRAE 90.1 tabula qué métodos y límites aplican en cada zona climática (valores de referencia).
| Método | Aire exterior cuando | Aire húmedo (p. ej. 24 °C, 90 %) | Sensores |
|---|---|---|---|
| Entalpía diferencial + bulbo seco fijo | h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit | Apagado (cuenta el latente) | Temperatura y humedad exterior y retorno (calibrar los de humedad) |
| Bulbo seco diferencial | t_OA ≤ t_RA | Encendido (puede meter humedad y subir la carga) | Temperatura exterior y retorno |
| Bulbo seco fijo | t_OA ≤ t_limit | Encendido bajo el límite (ignora la humedad) | Solo temperatura exterior (límite por zona, p. ej. 24, 21, 18 °C) |
Ejemplo: aire exterior húmedo de temporada de lluvias
Aire exterior 24 °C y 90 %; retorno 26 °C y 50 %; objetivo de salida 14 °C y 90 %; suministro 10,000 CMH; aire mínimo 20 %; límite fijo 24 °C; 101.325 kPa. Las dos tablas salen de las mismas funciones que la calculadora de esta página.
| Método | Aire exterior | Base |
|---|---|---|
| Entalpía diferencial + bulbo seco fijo | Apagado (aire exterior mínimo) | h_OA 67.27 > h_RA 52.91 kJ/kg(DA) · t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Bulbo seco diferencial | Encendido (meter aire exterior) | t_OA 24.0 ≤ t_RA 26.0 °C |
| Bulbo seco fijo | Encendido (meter aire exterior) | t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Modo | Fracción AE % | Entrada serpentín °C · kJ/kg | Carga serpentín kW | RT | kcal/h |
|---|---|---|---|---|---|
| (A) Aire exterior mínimo | 20.0 | 25.6 · 55.78 | 64.17 | 18.24 | 55,172 |
| (B) 100 % aire exterior | 100.0 | 24.0 · 67.27 | 102.82 | 29.23 | 88,408 |
| (C) Aire exterior modulado | No aplica: el aire exterior está más caliente que el objetivo, la mezcla sola no alcanza la temperatura de suministro. | ||||
Los dos métodos de bulbo seco dicen «encendido», pero el de entalpía dice «apagado». Con 100 % de aire exterior la carga es 102.82 kW, 38.65 kW más que los 64.17 kW con aire mínimo. En un día húmedo, decidir solo por bulbo seco cuesta energía.
Límites
Compara un solo instante. No estima ahorros horarios ni anuales, no recomienda consignas (temperatura de conmutación, histéresis) ni incluye potencia de ventiladores, compuertas o extracción, bypass del serpentín ni recuperación de calor.
La salida del serpentín se fija en el bulbo seco objetivo y su humedad es la menor entre entrada y objetivo. Un serpentín real cambia su salida con la carga, y el aire exterior seco baja la humedad interior y cambia también el retorno.
El error de los sensores de humedad cambia mucho la decisión por entalpía. Si la entalpía exterior y la de retorno difieren pocos kJ/kg, cualquier opción da casi lo mismo.
El aire modulado (C) alcanza el bulbo seco de suministro solo mezclando y no incluye recalentamiento. Si hay que deshumidificar, solo se muestra la carga del serpentín (latente); no se calcula el recalentamiento tras sobreenfriar.
Fuentes
- ASHRAE Standard 90.1, 6.5.1 corte por límite alto del economizador (high-limit shutoff): métodos y ajustes por zona varían según la edición; consulte la que aplique
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI), cap. 1 Psychrometrics: entalpía (ec. 32), volumen específico (ec. 28), mezcla adiabática
Preguntas frecuentes
¿Cuándo debe funcionar el economizador?
Cuando hace falta refrigerar y la entalpía exterior es menor que la del aire de retorno. El serpentín retira «entalpía de entrada menos entalpía de suministro», así que mezclar más aire exterior de baja entalpía baja la entrada. Si el exterior está incluso más frío que el objetivo, basta ajustar la fracción para que el serpentín casi descanse.
¿En qué se diferencian el control por bulbo seco y por entalpía?
El control por bulbo seco mira solo la temperatura; el de entalpía también cuenta la humedad (calor latente). Un aire de 24 °C y 90 % está más fresco que un local a 26 °C y 50 %, pero tiene unos 14 kJ/kg más de entalpía: el bulbo seco lo deja entrar y la entalpía lo impide. Como muestra el ejemplo de esta página, ese día meterlo sube la carga del serpentín.
¿Qué límite fijo de bulbo seco uso?
ASHRAE 90.1 tabula el límite por zona climática: unos 24 °C (75 °F) en climas secos y de 18 a 21 °C (65 a 70 °F) en húmedos, más bajo cuanto más húmedo. El valor de 24 °C de la herramienta es solo referencia; consulte la tabla de la edición que aplique. En regiones húmedas la entalpía diferencial es más segura.
Última actualización: 2026-10-19.