本研究以節能減費為方向，剖析外氣空調箱各元件之特性（如空氣過濾網、風車、冷卻除濕盤管、加熱盤管、空氣洗滌器、加濕器及止逆風門等），釐清理論冷卻除濕之條件，探討正確除濕之方法，比較冷卻除濕與化學除濕之差異與適用性。並依外氣空調箱之元件特性，研討外氣空調箱之能源使用現況，從中分析出可能與可行之節能方式，內容包括：以熱交換盤管回收排氣之冷能、以熱交換盤管或熱管對外氣空調箱冷卻除濕盤管前後進行熱交換、雙冰水溫度系統在外氣空調箱之應用、外氣空調箱串聯冰水管路之應用、鼓風式與抽風式外氣空調箱之耗能比較、風車最佳運轉點之選定、冷卻除濕回溫再冷卻除濕之相互能源耗損、冷卻除濕盤管冷凝水再蒸發之防止、化學除濕與冷卻除濕耗能之比較、降低冬季加濕預熱溫度之要領、充分利用熱回收冰水主機之要領、提高氣狀污染物移除效率之要領、空氣洗滌器兼加濕之限制、減少潔淨空氣洩漏之要領、及減少潔淨空氣釋放之要領。
研究中參考美國冷凍空調工程師學會（ASHRAE）出版之ASHRAE Handbook 1993 Fundamentals及1997 Fundamentals之濕空氣性質經驗方程式及參數，進行理論數值推導研究，比較兩種版本之差異，並釐清正確之單位，鍵入Excel計算軟體中，測試飽和濕空氣之性質是否與理論吻合，再以ASHRAE、Trane公司與Carrier公司之濕空氣性質圖作驗證。並以質量平衡與能量平衡為統御方程式，建立各種配置之外氣空調箱耗能計算模式，廣泛探討出外氣空調箱可能與可行之節能方式。
最後以外氣空調箱計算模式，參考新竹地區之氣象資料，計算分析各種節能模式之外氣空調箱耗能，藉以找出有效可行之節能方式。

Based on the purpose of energy saving and waste reduction, the characteristics of the MAU components, including air filter, fan, cooling dehumidification coil, heating coil, air Washer, humidifier and back draft damper, are described detailed in this thesis to clarify the requirements of the theoretical cooling dehumidification process, discuss the possible methods of cooling dehumidification and compare the differences and suitability between the cooling and the chemical dehumidification. The energy budgets of MAU are also discussed according to the characteristics of MAU described previously. The possible methods of the energy saving include recovering the cooling capacity of exhaust air by heat exchange coil, heat exchange with cooling coil by installing heat exchange coil or heat pipe, the application of double chilling water system, series connection of chilling water for MAU, the comparisons of blowing and drawing draft, selecting of the best running point of fan, inter-energy consuming conducted by reheating coil after cooling dehumidify process, preventing the evaporation of condensing water from cooling coil, the comparisons of chemical dehumidify and cooling dehumidify, reducing pre-heating temperature of humidification in winter, the key points of sufficient use of heat recovery chiller, how to increase the efficiency of air borne contamination removal, the restriction of using air washer as a humidifier, reducing the leakage of clean air and reducing the release of clean air.
The experienced equations and parameters of the air psychrometry published in the ASHRAE Handbook of 1993 and 1997 Fundamentals are refered. The differences between these two versions are compared. The accuracy units are clarified. The Excel Program is developed to calculate the properties of the saturated wet air and the results are compared with the theoretical data and the psychrometric charts published by ASHRAE, Trane Company and Carrier Company. In order to estimate the possible methods of saving energy for MAU, the model including the mass and energy conservation equations are developed. And the possible ways of energy savings are then discussed in detail.
Finally, the annual weather data of Hsin-Chu area is added to the model of MAU to calculate the energy consuming of MAU. The possible methods of energy saving are proposed.

摘要 iii
ABSTRACT iv
誌謝 v
目錄圖目錄 vi
圖目錄 x
表目錄 xiii
符號說明 xv
英文縮寫 xvi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 研究動機 6
1.5 研究方法與步驟 7
第二章 潔淨室外氣空調箱節能方式研究 9
2.1 文獻之研究與分析 9
2.1.1 節能效益保證 9
2.1.2 潔淨室節約能源之可行方法 9
2.1.3 廠務設施之電力分佈 12
2.1.4 外氣空調箱之節能 12
2.1.5 冷卻除濕程序之理論與實際 17
2.1.6 冷卻除濕與化學除濕 18
2.1.7 全熱交換器在電子產業之應用 19
2.1.8 雙冰水溫度系統在電子產業之應用 20
2.2 外氣空調箱元件之研究 22
2.2.1 空氣過濾網 23
2.2.2 風車 25
2.2.3 冷卻除濕盤管 26
2.2.4 加熱盤管 27
2.2.5 氣狀污染物處理 28
2.2.6 加濕器 32
2.2.7 止逆風門 40
2.3 外氣空調箱節能方式之探討與研究 41
2.3.1 降低引入外氣之焓值 41
2.3.2 外氣空調箱之冰水系統設計 46
2.3.3 風車之節能 47
2.3.4 適宜之除濕設計 48
2.3.5 熱回收冰水機之應用 52
2.3.6 氣狀污染物處理之節能 52
2.3.7 外氣之減量措施 54
第三章 濕空氣經驗方程式之推導與驗證 58
3.1 濕空氣之性質 58
3.2 濕空氣經驗方程式之推導 59
3.3 濕空氣性質經驗方程式之驗證 70
3.4 濕空氣性質經驗方程式之分析與比較 81
3.4.1 攝氏零度以下之計算方式 81
3.4.2 攝氏零度以上之計算方式 82
第四章 外氣空調箱數學模式之建立 85
4.1 統御方程式 85
4.1.1 能量平衡方程式 86
4.1.2 質量平衡方程式 89
4.2 數學模式之建立 91
4.2.1 濕空氣性質計算模式 91
4.2.2 外氣空調箱耗能分析架構 94
4.2.3 具回溫之外氣空調箱耗能分析模式 96
4.2.4 鼓風式外氣空調箱之耗能分析模式 98
4.2.5 抽風式外氣空調箱之耗能分析模式 99
4.2.6 盤管前後熱交換之耗能分析模式 101
4.2.7 進排氣熱交換之耗能分析模式 102
4.2.8 化學除濕之耗能分析模式 103
4.2.9 雙冰水溫度外氣空調箱之耗能分析模式 104
4.2.10 冰水管路串聯之耗能分析模式 105
第五章 耗能分析與檢討 107
5.1 冷卻除濕方式 107
5.1.1 電能回溫再熱之耗能分析 107
5.1.2 熱回收熱水再熱之耗能分析 108
5.2 風車之配置 110
5.2.1 電能再熱之耗能分析 110
5.2.2 熱回收熱水再熱之耗能分析 112
5.3 冷卻盤管前後設置熱交換盤管 113
5.3.1 電能再熱之耗能分析 114
5.3.2 熱回收熱水再熱之耗能分析 115
5.4 進排氣規劃熱交換盤管 117
5.5 冷卻除濕與化學除濕 119
5.5.1 電能再熱及還原之耗能分析 119
5.5.2 蒸汽再熱及還原之耗能分析 123
5.6 雙冰水溫度系統之應用 126
5.7 串聯冰水管路之應用 127
結論與建議 129
參考文獻 132
作者簡介 134
附錄A 某光電TFT廠之MAU量測數據 a
附錄B 電子產業雙冰水溫度系統節能分析 e
附錄C 外氣空調箱設計與風車配置特性 f

1. 陳良銅、王文博，「MAU設計與風車配置特性」，冷凍與空調雜誌，第8期，P92~101，APR 2001。
2. 陳良銅、王文博，「電子產業雙冰水溫度系統節能分析」，冷凍與空調雜誌，第7期，P78~90，FEB 2001。
3. 陳良銅，「濕空氣性質方程式之應用研究」，冷凍與空調雜誌，第6期，P143~146，DEC 2000。
4. 楊政諭，「淺談無塵室MAU水洗設備之基本理論」，冷凍與空調，第2期，P171~177，APR 2000。
5. 蔡俊宏、王鈞民，「半導體潔淨室空調系統之控制與分析」， 冷凍與空調雜誌，第1期，P85~89，FEB 2000。
6. 蔡俊宏，「潔淨室的發展趨勢與微環境系統之應用」，中國冷凍空調雜誌，第46期，P80~88，OTC 1999。
7. 王文伯、趙宏耀、傅定儀，「能源節約效益保證做法概述」，中國冷凍空調雜誌，第40期，P77~85，OTC 1998。
8. 王文伯、傅定儀、羅明廉，「半導體製造廠能源利用之查核與分析」，中國冷凍空調雜誌，第40期，P92~97，OTC 1998。
9. 趙宏耀、嚴志偉，「中央空調系統節能連環炮」，中國冷凍空調雜誌，第40期，P98~107，OTC1998。
10. 李文錦，「半導體廠房潔淨室的節能空調設計之探討」，中國冷凍空調雜誌，第35期，P61~69，DEC 1997。
11. 曾鵬樟，「潔淨室除濕空調箱省能探討」，中國冷凍空調雜誌，第35期，P70~82，DEC 1997。
12. 蔡俊宏，「半導體工業之空調設計」，中國冷凍空調雜誌，第35期，P83~87，DEC 1997。
13. 胡石政、陳明坤，「半導體無塵世節約能源之可行方法」，中國冷凍空調雜誌，第35期，P88~93，DEC 1997。
14. 曾鵬樟，「吸附除濕空調系統應用的省能效益探討」，中國冷凍空調雜誌，第19期，P144~152，APR 1995。
15. 陳良銅，「中央空調系統的心臟 ─ 冰水管路系統」，冷凍空調技術雜誌，復刊第1期，P46~65，民國82年6月。
16. 陳良銅，「空氣除濕系統之設計與應用」，中國冷凍空調雜誌，第1期，P50~67，APR 1992。
17. Hyland and Wexler，”Psychrometrics”，ASHRAE Handbook 1997 Fundamentals Chapter 6。
18. J.P.Holman，”Heat Exchangers”，McGraw-Hill Book Company，Heat Transfer Chapter 10，P553~615，1997 8th Edition。
19. Hyland and Wexler，”Psychrometrics”，ASHRAE Handbook 1993 Fundamentals Chapter 6。
20. W.K.Brown，”Make-up Air Systems Energy-saving Opportunities”，ASHRAE Transactions pt 2 Jun 10-13 1990 1990 Publ by ASHRAE P609-615。
21. Dr. Yunus A. Cengel & Dr. Michael A. Boles，”Vapor、Condensation & Air Conditioning”，McGraw-Hill Book Company，Thermodynamics：An Engineering Approach Chapter 13，1989 2nd Edition。
22. W.F.Stoecker & J.W.Jones，”Psychrometry and Wetted-surface Heat Transfer”，McGraw-Hill Book Company，Refrigeration and Air Conditioning Chapter 3，P40~57 2nd Edition。
23. W.F.Stoecker & J.W.Jones，”Cooling and Dehumidifying Coils”，McGraw-Hill Book Company，Refrigeration and Air Conditioning Chapter 8，P147~160 2nd Edition。