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產品應用
高效能空調系統節能方案
高效能空調系統節能方案
中央空調冰水式系統其耗電量最大的設備即為水側系統(包含冰水主機、冰水泵、冷卻水泵及冷卻水塔)，一般而言，水側系統的用電量約佔空調全系統用電的5~6成，而中央空調系統的性能係綜合冰水主機、水泵、冷卻水塔等設備的相互配合運轉控制。空調系統的負載並不是固定不變的，建築會因為不同的氣候、日照及內部發熱源的多寡，隨時變動而產生25~100%不等的製冷需求，以往傳統空調系統以固定速度驅動壓縮機、水泵及風機運轉的控制方式，無法因應熱負載變動調整製冷能力，因而造成非常多的能源浪費，因此變頻控制在現今的空調系統已成為不可或缺的關鍵技術。
一、冰水泵變頻控制
當建築所需之空調冷卻負載低時，部份二通閥將關閉或減小開度，以降低進入送風機冰水盤管之冰水量，藉由差壓感測器測到冰水幹管內，因部分二通閥關閉或減小開度，所造成之壓力差回授信號到變頻器來控制冰水泵之轉速，如此系統可因空調負載降低，控制冰水幹管較低的水流量及伴隨較低的水流動阻抗，而獲得冰水泵之節能效果。
差壓測量應位於最遠端的熱交換器或熱交換器最大差壓需求的地方，當差壓量測點越靠近泵，則泵可調整之範圍越小，節能效益越低。
二、 冷卻水塔風扇變頻節能控制
一般而言，冷卻水進水溫度每降低1°C，可降低冰水主機耗電1.5~2.0%，但外氣濕球溫度會影響冷卻水塔最低水溫能力。在外氣濕球溫度的限制下，過高的風扇轉速並不能有效的降低冷卻水溫度，反增加風扇耗能，使能源效率不佳。
我們根據外氣濕球溫度來調變控制目標溫度，並由冷卻水塔出水溫度回饋至變頻器，PID控制調降冷卻水塔風扇轉速，根據相似定律，水塔的風扇耗電量也會因降速的三次方減少，達到節能之目的。
三、 冷卻水泵變頻節能控制
冰水主機熱交換器的冷卻水出水與回水的溫差來進行冷卻水泵變頻控制，以實現降速節能的目的。
溫差大，應提升冷卻水泵的轉速，增大冷卻水的循環速度；溫差小，可以降低冷卻水泵的轉速，減緩冷卻水的循環速度。
寧茂三廠空調節能改善實例
寧茂針對三廠空調之水側系統，前後分別針對硬體(管路揚升損失)與軟體(冰水/冷卻水循環控制邏輯)進行改善，其項目有:
一、管路揚程損失改善
傳統冰水管路會配置逆止閥來阻擋冰水出水後，逆流至未開機的冰水主機中，但逆止閥往往會造成部小的揚程損失，且難以完全阻擋冰水滲透回流，而造成冰水溫度額外的損失，故改用電子式蝶閥進行精準控制。
二、冰水泵變頻控制
針對冰水循環以壓差信號作冰水區域泵變頻控制；
控制目標:提供末端熱負載需求之壓差。
三、冷卻水泵/風扇變頻控制
A. 冷卻水泵之轉速以出/回水溫度之溫差信號控制；控制目標:溫差4~5°C。
B. 水塔風扇之轉速以大氣濕球/回水溫度之溫差信號控制；控制目標:溫差2~3°C。
四、能耗監控系統
導入工研院能效監控系統，搭配超音波流量計計算冰水系統精確能耗指標，以便即時觀察空調系統運作之情況，並作長期趨勢分析。
年度平均氣溫升高，但實際耗電量減少24996.34kWH，約26.6%。
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