Калькулятор экономайзера (решение по энтальпии)
Выгодно ли сейчас подать больше наружного воздуха для охлаждения? По состояниям наружного, рециркуляционного воздуха, целевому состоянию после охладителя и расходу притока рассчитывается нагрузка охладителя при минимуме, 100 % и регулируемой доле наружного воздуха, рядом показаны решения трёх способов: разность энтальпий, разность температур, фиксированный предел.
Принцип и формулы
Экономайзер открывает клапан наружного воздуха шире, пока наружный воздух «прохладнее» рециркуляционного, и снижает нагрузку охладителя. Охладитель отводит разность энтальпий, поэтому если энтальпия наружного воздуха ниже рециркуляционного, выгоднее подавать больше наружного. При смешении энтальпия и влагосодержание смешиваются линейно по массе сухого воздуха.
| Статья | Уравнение | Примечания · основание |
|---|---|---|
| Массовый расход сухого воздуха | ṁ = V / v_SA | V это расход притока, v_SA удельный объём в целевом состоянии (ур. 28). Во всех трёх режимах одно ṁ |
| Точка смеси | h_M = (1 − x)·h_RA + x·h_OA, W_M = (1 − x)·W_RA + x·W_OA | x = доля наружного воздуха (по массе сухого воздуха). Адиабатное смешение по массовым долям |
| Нагрузка охладителя | Q = ṁ · (h_in − h(t_SA, min(W_in, W_SA))) | Охладитель не увлажняет: если вход суше цели, влагосодержание на выходе равно входному (только явное). Отрицательное = 0 (нужен нагрев) |
| Регулируемая доля (C) | t_M(x_C) = t_SA, x_min ≤ x_C ≤ 1 | Если наружный воздух холоднее цели: доля, при которой температура смеси равна притоку (метод Брента). Если влагосодержание не выше цели, нагрузка 0 |
| Решение (отключение по верхнему пределу ASHRAE 90.1) | (h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit) · t_OA ≤ t_RA · t_OA ≤ t_limit | Разность энтальпий · разность температур · фиксированный предел. Выше порога экономайзер выключается, минимум наружного воздуха |
Сравнение трёх способов
Методы по сухому термометру проще по датчикам, но во влажную погоду, когда наружный воздух прохладный и влажный, могут подать его и увеличить нагрузку охладителя. ASHRAE 90.1 задаёт по климатическим зонам допустимые методы и пределы (значения ниже справочные).
| Способ | Наружный воздух, если | Влажный воздух (напр. 24 °C, 90 %) | Датчики |
|---|---|---|---|
| Разность энтальпий + фикс. предел | h_OA ≤ h_RA, t_OA ≤ t_limit | Выкл. (учитывает скрытую) | Температура и влажность наружного и рециркуляционного (калибровка влажности) |
| Разность температур | t_OA ≤ t_RA | Вкл. (может внести влагу и поднять нагрузку) | Температура наружного и рециркуляционного |
| Фиксированный предел | t_OA ≤ t_limit | Вкл. ниже предела (влажность не учитывается) | Только наружная температура (предел по зоне, напр. 24, 21, 18 °C) |
Пример: влажный наружный воздух в сезон дождей
Наружный воздух 24 °C, 90 %; рециркуляционный 26 °C, 50 %; цель после охладителя 14 °C, 90 %; приток 10,000 CMH; минимум наружного 20 %; фиксированный предел 24 °C; 101.325 kPa. Обе таблицы ниже посчитаны теми же функциями, что и калькулятор на этой странице.
| Способ | Наружный воздух | Основание |
|---|---|---|
| Разность энтальпий + фикс. предел | Выкл. (минимум наружного воздуха) | h_OA 67.27 > h_RA 52.91 kJ/kg(DA) · t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Дифференциальный сухой термометр | Вкл. (подавать наружный воздух) | t_OA 24.0 ≤ t_RA 26.0 °C |
| Фиксированный сухой термометр | Вкл. (подавать наружный воздух) | t_OA 24.0 ≤ 24.0 °C |
| Режим | Доля нар. воздуха % | Вход охладителя °C · kJ/kg | Нагрузка kW | RT | kcal/h |
|---|---|---|---|---|---|
| (A) Минимум наружного воздуха | 20.0 | 25.6 · 55.78 | 64.17 | 18.24 | 55 172 |
| (B) 100 % наружного воздуха | 100.0 | 24.0 · 67.27 | 102.82 | 29.23 | 88 408 |
| (C) Регулируемая доля наружного воздуха | Не применимо: наружный воздух теплее целевого притока, одним смешением температуру притока не получить. | ||||
Оба метода по сухому термометру дают «вкл.», а по энтальпии «выкл.». На 100 % наружном воздухе нагрузка 102.82 kW, на 38.65 kW больше, чем 64.17 kW при минимуме. Во влажный день решение только по температуре стоит энергии.
Ограничения
Сравнивается только один момент. Нет почасовой и годовой экономии, рекомендаций уставок (температура переключения, гистерезис), мощности вентиляторов, клапанов и вытяжки, байпаса охладителя и рекуперации.
Выход охладителя фиксирован на целевой температуре, влагосодержание берётся меньшее из входного и целевого. У реального охладителя выход зависит от нагрузки, а сухой наружный воздух снижает влажность помещения и меняет рециркуляционный воздух.
Погрешность датчиков влажности сильно меняет решение по энтальпии. Если энтальпии наружного и рециркуляционного воздуха различаются на несколько кДж/кг, выбор почти не важен.
Регулируемая доля (C) достигает температуры притока только смешением, без догрева. Если нужно осушение, показывается лишь нагрузка охладителя (скрытая); догрев после переохлаждения не рассчитывается.
Источники
- ASHRAE Standard 90.1, 6.5.1 отключение экономайзера по верхнему пределу (high-limit shutoff): способы и настройки по зонам зависят от редакции; сверьтесь с применяемой
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI), гл. 1 Psychrometrics: энтальпия (ур. 32), удельный объём (ур. 28), адиабатное смешение
Частые вопросы
Когда включать экономайзер?
Когда нужно охлаждение и энтальпия наружного воздуха ниже рециркуляционного. Охладитель отводит «энтальпия на входе минус энтальпия притока», поэтому чем больше подмешано наружного воздуха с низкой энтальпией, тем ниже вход. Если наружный воздух даже холоднее цели, одной доли наружного воздуха хватает, чтобы охладитель почти не работал.
Чем отличается управление по сухому термометру от управления по энтальпии?
Управление по сухому термометру смотрит только на температуру, по энтальпии учитывает и влагу (скрытую теплоту). Воздух 24 °C и 90 % прохладнее помещения 26 °C и 50 %, но его энтальпия выше примерно на 14 кДж/кг: управление по температуре его впустит, по энтальпии нет. Как показывает пример на этой странице, в такой день подача наружного воздуха увеличивает нагрузку охладителя.
Какой фиксированный предел по сухому термометру выбрать?
ASHRAE 90.1 задаёт предел по климатическим зонам: около 24 °C (75 °F) в сухом климате и около 18~21 °C (65~70 °F) во влажном, чем влажнее, тем ниже. Значение 24 °C по умолчанию лишь ориентир; проверьте таблицу применяемой редакции. Во влажных регионах надёжнее управление по разности энтальпий.
Обновлено: 2026-10-19.