技術原理

傳統式空調系統之設計,是選取最嚴苛之氣象條件(例如美國ASHRAE TAC之危險率2.5%或5.0),以計算尖峰空調負載(Peak Cooling Load),再據此選擇空調系統設備容量。但是,事實上一年之中真正在此種氣象條件下運轉之時數並不多,導致系統於大部分的時間皆運轉於部份負載(Partial Load)之情形下,如3.1為某建築之冰水主機運轉時數,可看出主機大抵於30%50%之負荷率狀態下運轉。

 

3.1某建築冰水主機全年負荷率分佈圖

 

 

各種主機在部分負載下,對用電輸入功率修正值非11的直線,若空調系統採取單一主機之設計方式,由3. 2之各主機之性能曲線可看出,當負荷率偏低時,部分之空調主機的輸入功率卻未依比例下降,導致能源耗用量(耗電量)大增。反之,若將之分成兩台(或多台)容量較小之主機,則當負荷率降低時即停轉部份主機,相對地便可提高運轉中的主機之負荷率,避免主機效率的劣化。

3. 2 各主機之標準性能曲線

 

舉例而言,一台200RT主機可供應200RT之冷房尖峰負載,但於部分負載時,如夜間加班時段,負載可能只有60RT,此時負載率將僅有30%,不但主機效率大減,甚至將導致湧浪(Surging)現象,對主機機件造成損害。反之,若改採用二台100RT主機的設計方式,當負載為60RT之時,若關閉其中一台主機,另一台主機的負載率則可提高到60%。如此一來,不但運轉中的主機效率提高,也可彈性地控制主機開啟台數,同時進行維修保養等工作。

一般來說,利用台數控制的省能效果通常發生於負荷率小於50%的情況下,若以負荷率為40%為例,只有一台冷凍機時,耗能約為系統輸入功率的50%,但若為二台冷凍機時,僅須消耗輸入功率的40%的能量,如此便可節省近10%的耗電。若主機的負荷率小於50(大扺發生於春、秋季或夜間加班時刻)的時間愈長,則台數控制之節能效果將愈明顯。

描述: 07_01_04圖3. 3主機台數控制示節能意圖
(資料來源:www.eccj.or.jp/office_bldg/07_01.html)