臺灣博碩士論文加值系統

由於離心式冰水機是中央空調系統中單一設備耗電最大的項目，對於建築物節能具有關鍵性的影響。本論文說明以變頻驅動的離心機式冰水機在台灣的氣候條件下操作，其COP值遠優於傳統的定頻機組。本研究過程中使用經ARI認證合格的電腦程式，對350冷凍噸的定頻和變頻離心機組各一台，分別在各種可能的負載、冷卻水進水溫度和冰水出水溫度條件下模擬冰水機的運轉數據，以分析、比較這兩種機型的COP值。研究結果顯示，若供應冰水機的冷卻水溫度從30℃降至20℃時，變頻機組在100%至40%負載之間操作的COP值與定頻機組的差異幅度達到70%。若配合能源管理手段，在低負載且空調空間無需顧慮相對濕度過高的情況，適度提高冰水出水溫度設定點，可更進一步提升冰水機的COP值。本論文的研究結果可提供這些專業人士在選擇離心式冰水機時重要的參考，以期更普遍應用變頻機組作為空調系統有效節能的手段。

Centrifugal chiller is the single largest electrical load in central air-conditioning system. Energy efficiency of a chiller is critical to energy saving performance for a building. This thesis presents that the COP of a variable frequency drive (VFD) centrifugal chiller at operating conditions here in Taiwan is far better than a constant speed drive (CSD) chiller. An ARI certified computer program is used to simulate operation of two 350 tons centrifugal chillers, one is VFD and the other one is constant speed. Analyzed results show that COP of a VFD chiller operates between 100% and 40% load is up to 70% higher than that of the CSD chiller if ECWT drops to 20 ℃ from 30 ℃. COP can be further improved by resetting leaving chilled water temperature if relative humidity is not a concern. The conclusion of this thesis may provide some guidelines for those professionals when they make a selection of centrifugal chillers. Then VFD chillers may be more popularly applied in air-conditioning system design as an effective measure to achieve energy saving requirements.

摘 要 ii
ABSTRACT iii
誌 謝 iv
目 錄 v
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 4
1.3 論文架構 6
第二章 離心式冰水機基本理論 7
2.1 中央空調系統設備 7
2.2 離心式冰水機 8
2.2.1 冷凝器 10
2.2.2 冷媒膨脹裝置 11
2.2.3 冰水器 12
2.2.4 壓縮機馬達入力 13
2.2.5 冰水機的效率 14
2.3 離心式壓縮機 15
2.3.1 壓縮機簡介 15
2.3.2 工作原理 16
2.3.3 操作性能及極限 18
2.4 離心式冰水機容量控制 20
2.4.1機械式容量控制 21
2.4.2變轉速容量控制 21
2.5 驅動壓縮機之馬達 23
2.6馬達起動電流 25
2.7變頻器 26
2.8脈寬調變(PWM)型變頻器 28
2.9功率因數 30
2.10電力系統的諧波與對策 32
2.10.1 產生諧波的原因 33
2.10.2 IEEE 519標準 36
2.10.3 降低諧波影響的對策 38
2.11能源管理措施 39
第三章 研究之裝置與方法 41
3.1 冰水機規格 41
3.2 電腦模擬程式說明 44
3.3 冰水機運轉條件 46
3.3.1 台灣主要城市氣候 46
3.3.2 設計條件 49
3.3.3 非設計條件 49
3.4 冰水機性能模擬方法 50
3.5 冰水機性能數據 51
3.5.1定轉速冰水機(Constant Speed Drive Chiller) 51
3.5.2變轉速冰水機(Variable Speed Drive Chiller) 57
第四章 結果與討論 80
4.1 研究結果 80
4.2 討論 87
第五章 結論與展望 89
5.1 結論 89
5.2 冰水機節能之展望 89

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