臺灣博碩士論文加值系統

中央空調系統中冰水主機耗能佔空調系統整體耗能約50~60%，空調系統設計者於規畫建築物空調系統時需先針對建物的使用特性及環境條件蒐集資料分析檢討，計算空調負載需求，建立冰水主機系統最佳運行方案，以達最佳化運轉條件避免建築物能源浪費。
本文依台灣地區北、中、南部三區氣象條件以電腦模擬數據說明定頻及變頻離心式冰水主機於部分負載條件及不同冷卻水進水溫度時的運行狀況及效能，提供空調系統設計者於規畫建築物空調系統時冰水主機不同條件狀況參考，以全方位的建物負載特性及環境條件考量，搭配最佳合理的主機運轉條件，才能達到最佳的運轉效果，達成系統節能的目標。結果顯示變頻離心式冰水主機在較低冷卻水進水溫度及部分負載時搭配冷卻水溫下降具有較大節能潛力，變頻離心式冰水主機滿載條件時降低冷卻水進水溫度至18℃時與定頻離心式冰水主機比較，可多出12%節能效果，於75%負載條件時可多出24%節能效果，於50%負載條時可多出31%節能效果。

This study respectively simulated the operation efficiencies of constant and varied frequency centrifugal chillers with the same refrigerant capacity under the influence of different part load conditions and different inlet temperatures of cooling waters according to the climate conditions in Taiwan. The simulated results reveal that the operation of the varied frequency chiller can reach better efficiencies under the conditions of lower inlet temperature of the cooling water and part load operation. In comparison with the constant frequency chiller, while the inlet cooling water is 18℃ and full load operation, 12% energy saving can be reached for the varied frequency chiller. While the inlet cooling water is also 18℃ and the chillers operation under 75% and 50% part loads, the 24% and 31% energy saving effect can be reached respectively in the simulation. The results can be useful references for the HVAC designer for considering the chiller operation conditions and the environmental climate conditions on the chiller efficiency in order to reach a suitable operation conditions and the goal of energy saving.

中文摘要…………………………………………………………… I
Abstract…………………………………………………………III
致謝…………………………………………………………………IV
目錄…………………………………………………………………VI
表目錄……………………………………………………………VIII
圖目錄………………………………………………………………X
第一章 緒論……………………………………………………1
1-1 前言………………………………………………………1
1-2 研究動機與目的…………………………………………1
1-3 能源議題…………………………………………………5
1-4 空調冰水主機運轉最佳化………………………………7
1-5 空調系統運轉耗能分析…………………………………8
1-6 文獻回顧…………………………………………………9
第二章 離心式冰水主機介紹…………………………………12
2-1 制冷技術………………………………………………………12
2-2 蒸氣壓縮式制冷機組的分類與比較…………………………12
2-3 冷媒蒸氣壓縮制冷系統原理…………………………………15
2-4 AHRI規範及測試標準…………………………………………19
2-5 離心式冰水主機原理介紹……………………………………21
2-6 離心式冰水主機內部構造及說明……………………………25
2-7 離心式冰水主機容量調節方式………………………………28
2-8 離心式冰水主機節能機會及方向分析………………………31
第三章 研究方法與使用軟體………………………………………33
3-1 研究方法………………………………………………………33
3-2 離心式冰水主機選機軟體(Chiller Builder)介紹………35
3-3 冰水主機系統最佳化規劃軟體C.S.O.(Chiller System Optimizer)介紹…42
第四章 結果與討論…………………………………………………54
4-1 台灣地區氣象條件與冷卻水溫度……………………………54
4-2 300RT定頻/變頻離心式冰水主機效能分析比較……………64
4-3 500RT定頻/變頻離心式冰水主機效能分析比較……………71
4-4 1000RT定頻/變頻離心式冰水主機效能分析比較…………77
4-5 電費計算比較分析……………………………………………83
第五章 結論…………………………………………………………105
參考文獻………………………………………………………………107

[1] 王振暉、岳海兵、呎東青、崔海亭，『離心式冷水機組變頻調速的節能效果分析』，流體機械，2007年第35卷第6期。pp80~85
[2] 劉中哲、陳景富、洪財旺、江時昌、鍾震騏，『廣域高效率離心式冰水機系統技術』，冷凍空調&能源科技，2009年10月。pp34~42
[3] 李魁鵬、陳福文、陳項輪、郭志宏、紹文鶴，『變頻螺旋式冰水機節能效益之研究』，電機月刊第十九卷第一期，2009年元月。pp136~148
[4] 陳輝俊、陳希立，空調系統最佳化設計與節能技術，CH-4空調設備耗能分析 台科大圖書股份有限公司。pp109~144
[5] 劉青龍，『變頻離心式冰水主機之節能分析』，國立台北科技大學冷凍空調工程系碩士論文，93年。
[6] 劉中哲、劉家宏，『變頻螺旋式冰水機於一次側變流量系統之節能應用』，冷凍與空調，2007年10月，pp37~43
[7] 胡耀祖、楊秉純、劉中哲，『我國空調用冰水機效率管制現況及未來』，電機月刊第十五卷第五期，2005年5月。pp152~159
[8] 鍾金龍，『離心式冰水主機變頻控制應用』，電機月刊第十三卷第一期，2003年元月，pp188~199
[9] 王子奇，『冰水系統最佳化設計』，華岡工程學報第二十一期，2007年6月，pp129~136
[10] 許倍郡，『台灣地區典型綜合大樓之節能分析』，國立中山大學機械與機電工程學系碩士論文，2004年6月
[11] 彭柏翰、官信良、蔡尤溪，『空調用電需量管理目標控制及建立預測模式』，冷凍空調 & 能源科技，2010年8月，pp52~61
[12] 『建築能源管利(BEMS)節能手冊』，財團法人台灣綠色生產力基金會，97年10月
[13] 董天祿主編，『離心式 / 螺旋式制冷機組及應用』，機械工業出版社
[14] 『綠建築解說與評估手冊』，內政部建築研究所，2007年更新版
[15] 『空調系統設計手冊』，中華民國冷凍空調技師公會全國聯合會，99年6月。
[16] Thomas Hartman,“All-Variable Speed Centrifugal Chiller Plants”ASHRAE Journal,September 2001.ASHRAE Journal.pp43~53
[17] W.Ryan Geister,“A Closer Look At Chiller Ratings”ASHRAE Journal,December 2009.ASHRAE Journal.pp22~30
[18] AHRI Standard 550/590-2003,Performance Rating of Water – Chilling Package Using the Vapor Compression Cycle.
[19] ASHRAE Standard 90.1-2007,Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings
[20] Carrier Corporation ,Commercial HVAC Chiller Equipment – Water-Cooled Chillers