Kalkulator ekonomizera (decyzja wg entalpii)
Czy teraz opłaca się wpuścić więcej powietrza zewnętrznego? Ze stanów powietrza zewnętrznego, wywiewanego i docelowego za chłodnicą oraz strumienia nawiewu liczy obciążenie chłodnicy przy minimum, 100 % i regulowanym udziale oraz pokazuje obok siebie decyzje trzech metod: entalpii różnicowej, termometru suchego różnicowego i stałego.
Zasada i równania
Ekonomizer szerzej otwiera przepustnicę powietrza zewnętrznego, dopóki powietrze zewnętrzne jest „chłodniejsze” od wywiewanego, i zmniejsza obciążenie chłodnicy. Chłodnica odbiera różnicę entalpii, więc gdy entalpia zewnętrzna jest niższa od wywiewanej, więcej powietrza zewnętrznego się opłaca. Przy mieszaniu entalpia i zawartość wilgoci łączą się liniowo wg masy powietrza suchego.
| Pozycja | Równanie | Uwagi · podstawa |
|---|---|---|
| Strumień masy powietrza suchego | ṁ = V / v_SA | V to strumień nawiewu, v_SA objętość właściwa w stanie docelowym (równ. 28). Trzy tryby używają tego samego ṁ |
| Punkt mieszania | h_M = (1 − x)·h_RA + x·h_OA, W_M = (1 − x)·W_RA + x·W_OA | x = udział powietrza zewnętrznego (masa powietrza suchego). Mieszanie adiabatyczne wg udziału masy |
| Obciążenie chłodnicy | Q = ṁ · (h_in − h(t_SA, min(W_in, W_SA))) | Chłodnica nie nawilża: gdy wlot jest suchszy niż cel, zawartość wilgoci na wylocie = wlotowej (tylko jawne). Ujemne = 0 (wymaga grzania) |
| Regulowany udział (C) | t_M(x_C) = t_SA, x_min ≤ x_C ≤ 1 | Gdy powietrze zewnętrzne jest zimniejsze od celu: udział, przy którym temperatura mieszaniny = nawiewu (metoda Brenta). Jeśli wilgoć nie przekracza celu, obciążenie 0 |
| Decyzja (wyłączenie górnej granicy ASHRAE 90.1) | (h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit) · t_OA ≤ t_RA · t_OA ≤ t_limit | Entalpia różnicowa · termometr suchy różnicowy · stały. Powyżej progu wyłączenie i powrót do minimum |
Porównanie trzech metod
Metody termometru suchego mają prostsze czujniki, ale w wilgotne dni, gdy powietrze zewnętrzne jest chłodne i wilgotne, mogą je wpuścić i zwiększyć obciążenie chłodnicy. ASHRAE 90.1 określa dla stref klimatycznych dopuszczalne metody i granice (wartości poniżej orientacyjne).
| Metoda | Powietrze zewn., gdy | Wilgotne powietrze (np. 24 °C, 90 %) | Czujniki |
|---|---|---|---|
| Entalpia różnicowa + stały termometr suchy | h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit | Wyłączony (liczy ciepło utajone) | Temperatura i wilgotność zewn. i wywiewu (kalibracja wilgotności) |
| Termometr suchy różnicowy | t_OA ≤ t_RA | Włączony (może wnieść wilgoć i zwiększyć obciążenie) | Temperatura zewn. i wywiewu |
| Stały termometr suchy | t_OA ≤ t_limit | Włączony poniżej granicy (bez wilgotności) | Tylko temperatura zewn. (granica wg strefy, np. 24, 21, 18 °C) |
Przykład: wilgotne powietrze w porze deszczowej
Powietrze zewnętrzne 24 °C, 90 %; wywiewane 26 °C, 50 %; cel za chłodnicą 14 °C, 90 %; nawiew 10,000 CMH; minimum zewnętrznego 20 %; stała granica 24 °C; 101.325 kPa. Obie tabele policzono tymi samymi funkcjami co kalkulator na tej stronie.
| Metoda | Powietrze zewn. | Podstawa |
|---|---|---|
| Entalpia różnicowa + stały termometr suchy | Wyłączony (minimum powietrza zewnętrznego) | h_OA 67.27 > h_RA 52.91 kJ/kg(DA) · t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Termometr suchy różnicowy | Włączony (wpuszczać powietrze zewnętrzne) | t_OA 24.0 ≤ t_RA 26.0 °C |
| Stały termometr suchy | Włączony (wpuszczać powietrze zewnętrzne) | t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Tryb | Udział zewn. % | Wlot chłodnicy °C · kJ/kg | Obciążenie kW | RT | kcal/h |
|---|---|---|---|---|---|
| (A) Minimum powietrza zewnętrznego | 20.0 | 25.6 · 55.78 | 64.17 | 18.24 | 55 172 |
| (B) 100 % powietrza zewnętrznego | 100.0 | 24.0 · 67.27 | 102.82 | 29.23 | 88 408 |
| (C) Regulowany udział powietrza zewnętrznego | Nie dotyczy: powietrze zewnętrzne jest cieplejsze niż cel, samo mieszanie nie da temperatury nawiewu. | ||||
Obie metody termometru suchego mówią „włącz”, a metoda entalpii „wyłącz”. Przy 100 % powietrza zewnętrznego obciążenie wynosi 102.82 kW, o 38.65 kW więcej niż 64.17 kW przy minimum. W wilgotny dzień decyzja tylko wg temperatury kosztuje energię.
Ograniczenia
Porównuje jedną chwilę. Nie liczy oszczędności godzinowych ani rocznych, nie zaleca nastaw (temperatura przełączania, histereza), nie obejmuje mocy wentylatorów, przepustnic i wyciągu, bypassu chłodnicy ani odzysku ciepła.
Wylot chłodnicy ma docelową temperaturę suchą, a zawartość wilgoci to mniejsza z wlotowej i docelowej. Rzeczywista chłodnica zmienia wylot z obciążeniem, a suche powietrze zewnętrzne obniża wilgotność w pomieszczeniu i zmienia też powietrze wywiewane.
Błąd czujników wilgotności mocno zmienia decyzję wg entalpii. Gdy entalpie zewnętrzna i wywiewana różnią się o kilka kJ/kg, wybór ma małe znaczenie.
Regulowany udział (C) osiąga temperaturę nawiewu samym mieszaniem, bez dogrzewania. Gdy trzeba osuszać, pokazywane jest tylko obciążenie chłodnicy (utajone); dogrzewania po przechłodzeniu się nie liczy.
Źródła
- ASHRAE Standard 90.1, 6.5.1 wyłączenie ekonomizera przy górnej granicy (high-limit shutoff): metody i nastawy stref zależą od wydania; sprawdź stosowane wydanie
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI), rozdz. 1 Psychrometrics: entalpia (równ. 32), objętość właściwa (równ. 28), mieszanie adiabatyczne
Najczęstsze pytania
Kiedy włączać ekonomizer?
Gdy potrzebne jest chłodzenie, a entalpia zewnętrzna jest niższa niż powietrza wywiewanego. Chłodnica odbiera „entalpia wlotu minus entalpia nawiewu”, więc im więcej powietrza zewnętrznego o niskiej entalpii, tym niższy wlot. Jeśli powietrze zewnętrzne jest nawet zimniejsze od celu, sama regulacja udziału pozwala chłodnicy prawie odpocząć.
Czym różni się sterowanie termometrem suchym od entalpii?
Sterowanie termometrem suchym patrzy tylko na temperaturę, entalpią liczy też wilgoć (ciepło utajone). Powietrze 24 °C i 90 % jest chłodniejsze niż pomieszczenie 26 °C i 50 %, ale ma ok. 14 kJ/kg wyższą entalpię: sterowanie temperaturą je wpuści, entalpią nie. Jak pokazuje przykład na tej stronie, tego dnia wpuszczenie go zwiększa obciążenie chłodnicy.
Jaką stałą granicę termometru suchego przyjąć?
ASHRAE 90.1 podaje granicę dla stref klimatycznych: ok. 24 °C (75 °F) w klimacie suchym i ok. 18~21 °C (65~70 °F) w wilgotnym, im wilgotniej, tym niżej. Domyślne 24 °C narzędzia to tylko wartość orientacyjna; sprawdź tabelę stosowanego wydania. W regionach wilgotnych bezpieczniejsza jest entalpia różnicowa.
Ostatnia aktualizacja: 2026-10-19.