Водяной экономайзер представляет собой поверхностный рекуперативный теплообменник и используется для подогрева питательной воды перед подачей ее в барабан котла за счет теплоты уходящих газов. При этом снижается температура уходящих газов и потери теплоты с ними, но в то же время несколько увеличиваются потери теплоты в окружающую среду и подсосы воздуха в газоходе в районе экономайзера. Присосы воздуха в газоходе не только снижают КПД котла 
, но и вызывают значительное повышение расхода электроэнергии на собственные нужды (на привод дымососа).
Исходными данными для расчета водяного экономайзера являются:
1) температура питательной воды перед экономайзером tпв1, °С, которую считаем равной температуре деаэрированной воды (повышением температуры в питательном насосе ПН пренебрегаем): tпв1 = ts (р2) = t2;
2) температура уходящих газов перед экономайзером: tух1, °С;
3) температура уходящих газов после экономайзера: tух2, С.
Тепловым расчетом экономайзера определяются:
1) температура питательной воды после экономайзера: tпв2, С;
2) площадь теплопередающей поверхности нагрева экономайзера Fэ, м2.
Теплота, отдаваемая газовым потоком (уходящие газы и присосанный извне воздух) питательной воде, называется тепловосприятием экономайзера. Она определяется из уравнения теплового баланса с учетом тепловых потерь
, кДж/кг, (35)
где 
– теплота, отдаваемая газовым потоком;
j – коэффициент сохранения тепла газового потока, который учитывает тепловые потери 
, кДж/кг, в окружающую среду в экономайзере. Они равны
.
Коэффициент сохранения тепла
.
Затем определяется энтальпия питательной воды, выходящей из экономайзера в барабан котла
, кДж/кг, (36)
где 
– энтальпия питательной воды, поступающей из деаэратора после насоса ПН в экономайзер (т.е. увеличением энтальпии при сжатии воды в ПН пренебрегаем), кДж/кг.
Если энтальпия воды после водяного экономайзера меньше энтальпии воды в состоянии насыщения при действующем после насоса давлении р1, т.е. выполняется условие 
, то экономайзер является некипящим. В этом случае температура воды после экономайзера определяется по её энтальпии
.
Если же энтальпия воды после экономайзера больше или равна энтальпии воды в состоянии насыщения при давлении р1, т.е. 
, то водяной экономайзер является кипящим. В этом случае tпв2 = ts (p1) = t1 и применяются только стальные змеевиковые экономайзеры. Паросодержание (степень сухости) воды на выходе кипящего экономайзера
, %.
Затем определяется площадь Fэ поверхности нагрева экономайзера
, м2, (37)
где kэ – коэффициент теплопередачи в экономайзере, кВт/(м2×К);
Dtэ – средний температурный напор теплопередачи, °С.
В ребристых чугунных экономайзерах скорость продуктов сгорания обычно составляет 6…8 м/с. Значение коэффициентов теплопередачи при этих скоростях составляет 0,0155…0,0215 кВт/(м2×К) (см. таблицу А.2).
Средний температурный напор в экономайзере
, °С, (38)
где Dtб – разность температур теплоносителей (уходящие газы – питательная вода) на том конце поверхности, где она наибольшая, °С;
Dtм – разность температур теплоносителей на том конце поверхности нагрева, где она наименьшая, °С.
При любых значениях температур при прочих равных условиях наибольший температурный напор Dtэ достигается при использовании противоточной схемы движения сред и наименьший – при прямотоке, в связи с чем рекомендуется применение противоточной схемы.
Если паросодержание питательной воды на выходе экономайзера лежит в интервале хпв2 = 0…30 %, то температурный напор для экономайзеров рассчитывается по формуле (36), но вместо температуры воды tпв2 на выходе из экономайзера в эту формулу подставляется условная температура воды
, °С, (39)
где 
– количество тепла, затраченное на парообразование в водяном экономайзере, кДж/кг.
После определения площади Fэ поверхности нагрева производится конструктивный расчет экономайзера.
