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研究生:許顯志
研究生(外文):Shean-Jyh Sheu
論文名稱:TFT-LCD廠公用事業空調冷卻系統用水節能效益研究
論文名稱(外文):The Study of Energy-saving Benefit of the Utility Air Conditioner Cooling Water System for TFT-LCD Factory
指導教授:莊嘉琛
口試委員:李靖男李達生
口試日期:2006-06-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:冷凍空調工程系所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:冷卻水質控制冷卻水質評估泵葉輪修改空氣壓縮機冷卻冷凝洩漏
外文關鍵詞:Cooling Water Quality ControlCooling Water Quality AssessmentPump Impeller ModificationAir CompressorCoolingCondensationLeakage
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隨著原油售價屢創新高,國際間能源議題繼70年代能源危機之後,伴隨環保意識的提昇,再度重回主導國際間經濟與科技發展趨向之重要指標。除了再生能源開發運用外,既有能源使用效率的提昇與改善,結合環保減廢的理念已成為業界間首要推展的任務。
針對高耗能的空調領域,有關冷卻與冷凝的散熱技術普遍應用於現行各個產業,本研究針對冷卻水塔水質控制與廢水排放等環保議題、以及專用於熱傳流體輸送的機械幫浦之節能運轉分別加以探討,並就廣泛為業界製程所運用的空氣壓縮氣體設備,依運轉耗能改善等相關機制進行能源耗用分析,以及節能調整的效果印證。
本論文以TFT-LCD 3.5代廠房為應用例,依實際操作分別就各項探討議題規劃相關實驗與測試,以理論推導論證方式配合實務運用結果相互確效;並就運轉紀錄變化趨勢歸納統計,探討設備節能配件選用基準之評估依據與計算方式,以及水質管理中水質控制評估指標之運用等;最終回歸理論與實際的有效整合,將實驗前後系統能源耗用與投資效益,以比對分析步驟予以量化整理,並藉由相關實驗與探討之結論彙整,提供空調領域耗能探討及廠務系統節能管理之參考。
Recently the crude oil price always break the new record high and follow to rise up the consciousness of environmental protection, therefore the topic of international energy supply shortage succeed the energy crisis of the 70 era, will become the important bottle neck of the leading factor for the international economic, scientific and technological development trend once again. Not only develop to use the renewable energy but also upgrade the traditional energy service efficiency, improve and combine with environmental protection as well as the idea of waste reducing that all are already become the primary task in the industries at this moment.
The cooling and condense heat dissipation technology in the field of high energy-consuming air condition that is popularly applied by the current industries, this study concentrates on the cooling water quality control and waste water discharge of cooling tower especially on the energy-saving of heat transfer fluid convey machine pump and in related the problems of environmental protection, in accordance with the mechanism of energy consume improvement to carry on the energy consuming analysis identification, separately to discuss the air compress equipment extensively to be used in the field of industry today, in order to achieve the effect of energy-saving justification.
This study uses the factory of TFT-LCD 3.5 generations as the applied example, planning the relevant experiments and tests, in accordance with the practical operation, probe the items separately into the topic and derived the way of proving and comply with the practice results each other to identify and demonstrate the guidance of theory; in comply with the water quality assessment indicators, use the operation record trend variation regression statistics with calculation method, probe and evaluate the selection basis to use the energy-saving fittings of the equipment. Integrate the final regression theory and combined the real effect, orderly the experiment test results before and after, by the step of compare analysis and quantizing whole summation with the relevant experiments conclusion, probe the system energy consumption and the benefit of investment, offer to the energy consumption of air conditioner business field and for reference of the energy-saving on manufactory administration system.
摘 要 i

ABSTRACT ii

誌 謝 iv

目 錄 v

表目錄 ix

圖目錄 xi

第一章 緒論 1

1.1 研究動機與目的 1

1.2 文獻回顧 2

1.3 論文內容 3

1.4 研究流程 4

第二章 冷卻水塔水質節能減廢效益分析 5

2.1 前言 5

2.2 TFT-LCD廠水資源耗用對象 5

2.3 冷卻水塔用水之分佈 8

2.3.1 蒸發 8

2.3.2 排放 11

2.3.3 濺灑 12

2.3.4 飛散 13

2.3.5 溢流 14

2.3.6 砂濾 14

2.4 冷卻水質控制問題對策與特殊運用例探討 15

2.4.1 腐蝕 15

2.4.2 結垢 24

2.4.3 微生物 25

2.4.4 沉積 28

2.4.5 特殊運用例探討 28

2.5 冷卻水質控制之評估實例驗證 31

2.5.1 評估指標 31

2.5.2 實例驗證 34

2.6 結果與討論 46

第三章 定水量冷卻泵節能效益研究 47

3.1 前言 47

3.2 離心泵特性 48

3.2.1 泵的分類 48

3.2.2 離心泵種類 49

3.2.3 離心泵動作型式 50

3.2.4 離心泵基本構造 51

3.2.5 離心泵特性 52

3.2.5.1 離心泵的揚程 52

3.2.5.2 離心泵輸送率 52

3.2.5.3 離心泵功率 53

3.2.5.4 吸入揚程 53

3.2.5.5 離心泵特性曲線 54

3.2.6 離心泵的操作原則 55

3.2.7 流體的性質對離心泵的影響 55

3.3 實例驗證 56

3.3.1 實驗泵規格與特性曲線介紹 56

3.3.2 管路摩擦損計算 56

3.3.3 可用有效吸入高度計算 61

3.4 泵需求楊程與葉輪修改 64

3.4.1 泵需求揚程計算 64

3.4.2 葉輪修改 66

3.4.3 葉輪修改後效益 69

3.5 結果與討論 70

第四章 空氣壓縮機冷卻與冷凝節能技術改善 72

4.1 前言 72

4.2 空壓機的分類 72

4.3 空壓機耗能過程 73

4.4 空壓機冷卻節能機制 75

4.4.1 多段壓縮與中間冷卻運用 75

4.4.2 空壓機入口空氣溫度降低節能 76

4.5 空壓機冷凝水量計算 77

4.5.1 熱力推導冷凝水量計算 78

4.5.2 經驗公式冷凝水量計算 82

4.5.2.1 德商經驗公式冷凝水量計算 82

4.5.2.2 新加坡商經驗公式冷凝水量計算 83

4.6 結果與討論 85

第五章 空氣壓縮運轉洩漏之節能改善技術探討 86

5.1 前言 86

5.2 運轉洩漏探討 86

5.2.1熱力推導旁通氣體量計算 87

5.2.2 ECCJ洩漏管理的旁通氣體量計算 88

5.2.3 實際量測的旁通氣體量 89

5.3 空氣壓力設定值之降低 90

5.4 離心式空壓機運轉控制模式 91

5.4.1 單機控制 92

5.4.1.1 定壓控制 92

5.4.1.2 自動雙重控制 95

5.4.1.3 定流控制 95

5.4.2 多機控制 96

5.5 實例驗證 96

5.5.1 怯水器旁通節能改善 97

5.5.2 環境進氣溫度調降改善 98

5.5.3 系統輸出壓力調降節能改善 101

5.5.4 空壓機運轉組合調整 103

5.6 結果與討論 105

第六章 結論 106

參考文獻 108

符號說明 111
[1]許顯志、莊嘉琛著,「TFT-LCD廠定水量冷卻泵節能研究(上)」,機電現場技術,第19期,2005,第131-139頁。
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