Calculadora de economizador (decisão por entalpia)

Decida se mais ar exterior economizaria resfriamento agora. Com os estados exterior, de retorno e alvo de saída e a vazão de insuflamento calcula a carga da serpentina com ar mínimo, 100 % exterior e ar modulado, e mostra lado a lado as decisões por entalpia diferencial, bulbo seco diferencial e bulbo seco fixo.

Princípio e equações

O economizador abre mais o damper de ar exterior enquanto o ar externo está «mais fresco» que o retorno e reduz a carga da serpentina. O que a serpentina retira é uma diferença de entalpia; se a entalpia externa é menor que a do retorno, mais ar exterior ajuda. A mistura combina entalpia e umidade absoluta linearmente pela massa de ar seco.

ItemEquaçãoObservações · base
Vazão mássica de ar secoṁ = V / v_SAV é a vazão de insuflamento, v_SA o volume específico no alvo de saída (eq. 28). Os três modos usam o mesmo ṁ
Ponto de misturah_M = (1 − x)·h_RA + x·h_OA, W_M = (1 − x)·W_RA + x·W_OAx = fração de ar exterior (massa de ar seco). Mistura adiabática pela fração de massa
Carga da serpentinaQ = ṁ · (h_in − h(t_SA, min(W_in, W_SA)))A serpentina não umidifica: se a entrada é mais seca que o alvo, a umidade de saída é a de entrada (só sensível). Negativo = 0 (precisa aquecer)
Ar exterior modulado (C)t_M(x_C) = t_SA, x_min ≤ x_C ≤ 1Com ar exterior mais frio que o alvo, a fração que iguala o bulbo seco da mistura ao de insuflamento (método de Brent). Se a umidade não passa do alvo, carga 0
Decisão (corte por limite alto ASHRAE 90.1)(h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit) · t_OA ≤ t_RA · t_OA ≤ t_limitEntalpia diferencial · bulbo seco diferencial · bulbo seco fixo. Acima do limite desliga e volta ao ar mínimo

Comparação dos três métodos

Os métodos de bulbo seco usam sensores mais simples, mas em dias úmidos com ar exterior fresco e úmido podem admiti-lo e aumentar a carga da serpentina. A ASHRAE 90.1 tabela quais métodos e limites valem em cada zona climática (valores de referência).

MétodoAr exterior quandoAr úmido (ex. 24 °C, 90 %)Sensores
Entalpia diferencial + bulbo seco fixoh_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limitDesligado (conta o latente)Temperatura e umidade externa e retorno (calibrar os de umidade)
Bulbo seco diferencialt_OA ≤ t_RALigado (pode admitir umidade e subir a carga)Temperatura externa e retorno
Bulbo seco fixot_OA ≤ t_limitLigado abaixo do limite (ignora a umidade)Só temperatura externa (limite por zona, ex. 24, 21, 18 °C)

Exemplo: ar exterior úmido na estação chuvosa

Ar exterior 24 °C e 90 %; retorno 26 °C e 50 %; alvo de saída 14 °C e 90 %; insuflamento 10,000 CMH; ar mínimo 20 %; limite fixo 24 °C; 101.325 kPa. As duas tabelas vêm das mesmas funções da calculadora desta página.

MétodoAr exteriorBase
Entalpia diferencial + bulbo seco fixoDesligado (ar exterior mínimo)h_OA 67.27 > h_RA 52.91 kJ/kg(DA) · t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C
Bulbo seco diferencialLigado (admitir ar exterior)t_OA 24.0 ≤ t_RA 26.0 °C
Bulbo seco fixoLigado (admitir ar exterior)t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C
ModoFração AE %Entrada serpentina °C · kJ/kgCarga serpentina kWRTkcal/h
(A) Ar exterior mínimo20.025.6 · 55.7864.1718.2455 172
(B) 100 % ar exterior100.024.0 · 67.27102.8229.2388 408
(C) Ar exterior moduladoNão se aplica: o ar exterior está mais quente que o alvo, a mistura sozinha não chega à temperatura de insuflamento.

Os dois métodos de bulbo seco dizem «ligado», mas o de entalpia diz «desligado». Com 100 % de ar exterior a carga é 102.82 kW, 38.65 kW a mais que os 64.17 kW com ar mínimo. Num dia úmido, decidir só pelo bulbo seco custa energia.

Limites

Compara um único instante. Não estima economia horária ou anual, não recomenda setpoints (temperatura de comutação, histerese) nem inclui potência de ventiladores, dampers ou exaustão, bypass da serpentina ou recuperação de calor.

A saída da serpentina fica no bulbo seco alvo e sua umidade é a menor entre entrada e alvo. Uma serpentina real muda a saída com a carga, e o ar exterior seco baixa a umidade interna, mudando também o retorno.

O erro dos sensores de umidade muda muito a decisão por entalpia. Se as entalpias externa e de retorno diferem poucos kJ/kg, qualquer escolha dá quase o mesmo.

O ar modulado (C) atinge o bulbo seco de insuflamento só misturando e não inclui reaquecimento. Se for preciso desumidificar, só aparece a carga da serpentina (latente); o reaquecimento após sobrerresfriar não é calculado.

Fontes

Perguntas frequentes

Quando o economizador deve operar?

Quando há demanda de resfriamento e a entalpia externa é menor que a do ar de retorno. A serpentina retira «entalpia de entrada menos entalpia de insuflamento», então misturar mais ar exterior de baixa entalpia baixa a entrada. Se o ar exterior está ainda mais frio que o alvo, basta ajustar a fração para a serpentina quase parar.

Qual a diferença entre controle por bulbo seco e por entalpia?

O controle por bulbo seco olha só a temperatura; o de entalpia conta também a umidade (calor latente). Ar a 24 °C e 90 % é mais fresco que um ambiente a 26 °C e 50 %, mas tem cerca de 14 kJ/kg a mais de entalpia: o bulbo seco o admite e a entalpia o bloqueia. Como mostra o exemplo desta página, nesse dia admiti-lo aumenta a carga da serpentina.

Qual limite fixo de bulbo seco usar?

A ASHRAE 90.1 tabela o limite por zona climática: cerca de 24 °C (75 °F) em climas secos e de 18 a 21 °C (65 a 70 °F) em úmidos, mais baixo quanto mais úmido. O padrão de 24 °C da ferramenta é só referência; consulte a tabela da edição que aplicar. Em regiões úmidas a entalpia diferencial é mais segura.

Última atualização em 2026-10-19.