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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許倍郡
研究生(外文):PEI-CHUN HSU
論文名稱:台灣地區典型綜合大樓之節能分析
論文名稱(外文):Energy Diagnostic and Experimental Investigation of a Typical Multi-function Building in Taiwan
指導教授:楊冠雄楊冠雄引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:機械與機電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:空調主機ESCO全尺度量測節能分析
外文關鍵詞:AIR CONDITIONESCO
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據實際建築物耗電量測結果顯示,一般商業建築之空調系統耗電量約在40 %左右,照明系統約30 %,其他動力設備則佔30 %。而空調系統總耗電量之中,空調冷凍主機(Chiller)耗電約佔60 %左右,其他冰水泵浦系統佔20 %,空氣側設備佔20 %。毫無疑問的,冰水主機是HVAC系統中最耗電的機件。因此空調主機之運轉改變為節約能源極重要目標之一。
由於空調系統設計階段,一般皆以最嚴酷氣候條件下進行尖峰空調負載之計算(Peak Cooling Load),以之做為選取系統容量之依據,再配合工程裕度之容量,往往使主機超量設計(Over Size Design)。造成於一年之中,尤其是佔絕大部分運轉時數的春、秋季節(或稱中間季),主機長期運轉於低的部分負載率(Partial Load Factor,簡稱PLF),而導致COP性能劣化,及kW/RT耗電量急遽增高。
本研究之執行,主要為選取一大型之典型中央空調系統進行空調主機在不同負載率(PLF)下之實際耗能量測,紀錄其供應冰水與回水溫度,流量及耗電量。經由能源積算其冷凍能力則可算得該主機之kW/RT之基準。經由ASHRAE建議數位迴歸分析方式而獲致其運轉性能曲線。
然後,經由主機台數控制之方式,建立不同PLF下之智慧型運轉策略,使主機群運轉於最佳效率點。
本研究之節能改善方法也正符合目前台灣正積極推廣的能源服務業(Energy Service Company;ESCOs)之節能機制。提供未來台灣進行ESCOs能源服務業之空調系統節能方法中重要之分析工具,值得未來大幅推廣應用。
Based on field measurement data, the air-conditioning system consumes more than 40% of the building total energy use, followed by 30% of lighting, and 30% of miscellaneous pumping systems.. Among them, 60% power was consumed by chiller plants, while the chilled water pumping and air side equipment each accounts for another 20%. It is no doubt, that the energy efficiency improvement of chillers is one of the most important items in building energy conservation.

It is common practice to design an air-conditioning system based on peak cooling load, namely, peak cooling demand on August 17, 3 p.m. Therefore, the chillers were mostly over-sized, while most of the time the chiller plant is operating under partial load conditions (PLF), which consumes more energy resulting in higher kw/RT and lower COP.

It is the goal of this project to develop intelligent operation strategies of chiller plants under various seasonal conditions and to validate the effectiveness by full-scale experiment.

At first, a typical central air-conditioning system will be selected and operated under various PLF conditions with the supply and return chilled water and flow rates recorded for energy calculations. By applying the simulation procedure developed by the ASHRAE using regression technique, the performance curve of a specific chiller under various PLF can be obtained with the kw/RT value identified.

By simulating the multiple chiller cooperating combinations, an optimal operation strategy can be developed with the best economic benefits. Through the execution of this project, such an operation strategy, developed and validated under local weather conditions warrants good potential for engineering applications
目錄


目錄……………………………………………………………………Ⅰ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………Ⅵ
摘要……………………………………………………………………Ⅶ
英文摘要………………………………………………………………Ⅷ

第一章 緒論…………………………………………………………..1
1.1 研究動機與目的………………………………………………1
1.2 研究方法與步驟………………………………………………4
1.3 文獻回顧……………………………………………………..10
第二章 建築物之中央空調系統全尺度實驗量測…………………12
2.1 中央空調系統之全尺度量測理論分析……………………..12
2.2 中央空調系統實際全尺度實驗量測案例分析……………..19
2.2.1 建築物使用情況調查……………………………………20
2.2.2 中央空調系統全尺度量測實驗之規劃…………………26
2.3 中央空調系統全尺度量測之結果與分析…………………...28
2.3.1 冰水主機運轉之結果分析……………………………….28
2.3.2 冰水主機之運轉特性曲線分析………………………….40
第三章 建築物之空調節能分析策略……………………………….44
3.1 中央空調系統之電力監測分析……………………………...44
3.2 中央空調系統之冰水主機運轉負載頻率分析...……………46
3.3 中央空調系統冰水主機最佳化噸數配置及運轉策略分析……………………………………………………………...59
第四章 結論與建議.............................................................................64
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