中央空调系统冰水主机节能方法与趋势

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1、中央空調系統冰水主機節能方法與趨勢分類：節能環保2008/09/1519:15張永宗（國立台北科技大學能源與冷凍空調工程系教授）全球暖化造成氣候異常，聯合國跨國氣候變化小組（1PCC）預估，本世紀末全球氣溫將上升1.8至4度，海水位將上升0.6公尺。這將使得冰河融化、消失（如南美智利的庫利斯冰河，包括亞洲、非洲及北極圈格陵闌的冰河），部分海島國家將被海水淹沒，全球雨量改變，洪水、豪雨、旱涝交替出現,嚴重威脅人類的生存。溫室效應有八成是二氧化碳所造成,正是全球暖化的元兇，未來聯合國勢必嚴格限制二氧化碳的排放，以減緩暖化速度，

2、如何降低二氧化碳的排放將是各國政府未來施政重點。二氧化碳全球暖化元兇目前我國發電方式有75%以上屬火力發參，每發1度電即製造0.67公斤的二氧化碳。而空調用電量將近占夏季用電量30%，空調系統中又以冰水主機耗能爲最大部分，約占系統耗蠻量的60%，因此提高冰水主機的能源效率，不僅可節約用蠻，減少業者的電費支出，同時可減少二氧化碳排放。以擁有10部1,250冷凍噸冰水主機的電了廠爲例，其主機•年電費約7,000萬元，若能節省10%用參，-•年就可省700萬元，亦即約可減少276萬公斤二氧化碳，而全省有上百家蠻子廠，其可減少的二

3、氧化碳量相當可觀的。本蒐搜集各種提升空調主機運轄效率的方法，從設備改善、系統架構及運轉策略三方面分析，提供業界參考。（一）提高冷卻水水質：在各種相關參數不變下，若冷凝器管壁有0.3m/m厚的污垢，將使冰水主機耗電率增加12%，由此可知冷卻水的汙垢造成相當高的電力消耗，因此冷卻水質的提升將是主機節能的重點。由於加藥處理起步早，效果較明顯有效，是目前最被廣泛使用的方式。但是化學品處理法都會面臨水中化學品不斷濃縮，超過可接受的'濃縮倍數後，•定要將冷卻水排放並補充新水。基於現今環保觀念逐;斬增強，環保處理方式乃應運而生，市面上也

4、有一些案例。冷卻水質主機節能重點（二）冷凍油添加劑：傳統的機械式冷凍系統，隨著運轉時間的增加，冷凍油品質劣化使得潤滑變差，導致魁縮機內部機械摩擦損失變大。冷凍系統內傳導熱能的內部組件如蒸發器、冷凝器等，經過•段時間運磚後，由於冷凍油或雜質沈澱於內部組件管路，導致熱傳效果降低，消耗耄力增加。爲克服這些問題，國內廠商引進•穫新的極化冷凍油添加劑，利用極化分了嵌入於鋼管表面分子之間，使鋼管與冷媒熱交換面積增大，增加其熱交換率，並增加冷凍油的潤滑，降低壓縮機各機件的摩擦消耗，提高主機效率。（三）變頻技術的應用：由於感應電動機具有構

5、造簡單、堅固耐用、速率穩定、償格低廉、故障少、容易操作及保養方便等優點,廣泛應用於各行業的設儼中。其耗電量與轎速的三次方成正比，亦即轉速減半消耗功率將降爲八分之-0又空調系統是以最大尖峰負载作設計考量，大多在部分負載下運鱒，因此，若採用變頻技術控制必可節省相當可觀的電力。（四）一次/二次冰水系統（decouple系統）：此架構之一次側（冰水機側）運轉時的阻力小，使一次側冰水流量得以非常穩定，並保證蒸發器流量隨時維持在供應裔所要求的2.AGPM/RT，護蒸發器有良好的熱交換和避免流量變化所導致的蒸發器凍結。穩定的流量亦使冰水

6、主機可以利用冰水溫度做容量控制，達到最佳化運轄。且一次側的揚程小，一次泵浦馬力數可以隆低，減少電能的耗損。由於空調負載隨季節、時間有很大的變動，且人都在部份負載狀況，若二次側（負戟側）泵浦採變頻方式，亦可節省非常可觀的電力。（五）區域空調系統：係指將大型區域建築物群的空調系統加以整合規劃，把供應空調所需的冰水主機集中於•主機房中，利用共通管溝輸送冰水至各使用地區。由於系統經過整合，各區空調需求的差異可獲得互補，故可提高設備利用率，隆低冰水主機容量。在傳統的中央空調系統中，如辦公大樓，飯店，嘗院等，其總冷凍容量並不是很大，機

7、組數量少，業者大多使用簡單的控制方式，不考慮主機的最佳運轉策略。但在區域空調架構下其總冷凍容量大if畐提高，可運用最佳運縛策略，使每部主機依其不同的特性作最高效率的運磚，降低電力消耗。（六）最佳冰水水溫：在菜•空調負戟下，若將冰水出水溫度調高，冰水主機用寰量將減力、，但二次泵浦因要送較多水量到負载側以滿足需求'故其用寰量增加，二者的總和爲•凹形曲線且有一最低點，此最低點即爲最佳冰水出水溫度的設定點。此設定點會隨著負载及外氣溫度的變化而不同，但目前空調系統皆將冰水水溫設爲定値，並非最好方式。冷卻水塔考最主機運轉（七）最佳冷卻

8、水水溫：從一般的經驗知道，冷卻水溫度每降低1°C冰水主機可省電1.5〜2.0%，冷卻水入口溫度應在符合冰水主機特性及外氣濕球溫度的限制下，盡可能地降低來節約冰水主機用電。但在較低的冷卻水溫下冰水主機耗電降低，冷卻水塔耗電卻上升，合計二者耗讒存在一最佳運轉效率點。也就是說，冷卻水塔應與冰水主機的遛轉一倂考