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研究生:隋承道
研究生(外文):Cheng-Tao Sui
論文名稱:辦公大樓空調機房以節能績效保證專案改善之效益分析
論文名稱(外文):Performance Analysis of an Air Conditioning Mechanical Room in an Office Building Retrofitted via an Energy Saving Performance Contract
指導教授:柯明村
指導教授(外文):Ming-Tsun Ke
口試委員:鄭鴻斌許守平
口試日期:2009-07-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系碩士班
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:節能績效保證冰水機性能能源服務公司功能驗證
外文關鍵詞:Energy Saving Performance ContractCOPESCO
相關次數:
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本研究為利用一個實際運作之節能績效保證合約作為案例,經由其評估至驗證之過程,研究各階段之思考邏輯、運作流程、使用之工具及運轉成果,可供有意進行汰舊換新工程之單位及能源服務公司於實行ESPC時之參考。
本研究主要分為評估及驗證兩大部份,主機之驗證採用美國能源部所使用之 Standard Measurement & Verification Plan for Chiller Replacement Projects, FEMP DOE, 2008 [15]。
本研究所選之案例,可得出以下之成果以供參考:1、變頻式冰水主機於實際運轉下,其耗功平均可減少52 %,而實際驗證省電效益可達33 %。2、空調之P-S冰水系統變更為一次變流量冰水系統,其平均耗功運轉一台主機時可減少61.5 %,運轉二台主機時可減少54 %,而實際驗證省電效益可達48 %。3、電腦模擬預估之整體省能效益為38 %,改善後驗證之整體省能效益為28 %,兩者之誤差約10 %;原因為運轉時間不同所致,故節能績效之確認,應以設備耗功減少之百分比為依據較為客觀。4、空調機房之改善,實務上可達到28 %以上之效益,且主機更新所節省之用電度數相當可觀,故於空調節能改善中,應為首要研擬之項目。
This is a study based on a real case of Energy Saving Performance Contract (ESPC). It is conducted by integrating processes from evaluation to verification; analysis on its method and logic, procedures of operation, instruments and software used and its results. The purpose of this paper is to propound a possible solution on retrofit projects; information and method used in this study may provide as reference for Energy Service Company (ESCO) and owner in ESPC.
This study is mainly divided into two parts: evaluation and verification.
In this study, Standard Measurement & Verification Plan for Chiller Replacement Projects, FEMP DOE, 2008 [15] is used for chiller verification.
On these grounds I have come to the conclusion as following:
1.With VFD centrifugal chiller, the average power consumption reduction can reach 52%, and kWh of electrical energy saved can be optimized to 33% which is verified.
2.After the replacement of the P-S system by the primary variable chilled water system, the average power consumption (kW) reduction with one chiller operation can reach 61.5%. And it is 54% when two chillers are operated. Furthermore, the actual verified kWh of electrical energy saved can reach 48%.
3.The predicted kWh of electrical energy saved is 38%, and the actual kWh of electrical energy saved post retrofit is 28%; it makes a 10% difference; it is caused by the different time and duration of operation. Objectively, the confirmation of kWh of electrical energy saved should base on the power consumption reduction made.
4.Post the improvement made of Air Conditioning Mechanical Room; kWh of electrical energy saved can reach 28%. Especially, the kWh of electrical energy saved from retrofitted chiller is exceptional, therefore, it should be considered as the first priority in energy saving from Air Conditioning system retrofit.
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 xi
圖目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2文獻回顧 3
1.3研究方法與流程 6
1.3.1 研究方法 6
1.3.2 研究流程 8
第二章 既有建築物系統概述 9
2.1系統概述 9
2.2能源使用概述 10
2.3空調系統使用現況 11
2.3.1主機部份 11
2.3.2冰水水路系統部份 12
2.3.3冷卻水系統部份 12
2.3.4空氣側部份 13
2.3.5設備異動狀況 13
2.4現行設備能源效率的探討 14
2.4.1 現場測試照片 14
2.4.2 冰水主機 14
2.4.3 空調水泵 14
2.5 節能措施擬定與其探討 15
2.5.1 空調主機汰換高效率主機 15
2.5.2 定期保養主機及清洗冷凝器 15
2.5.3 停止公共區域中央空調系統 15
2.5.4 操作泵浦運轉之合理化 15
2.5.5 區域泵加裝變頻器 16
2.5.6 冷卻水塔散熱片更換 16
2.5.7 冷卻水塔並聯 16
2.5.8 調整冷房溫度 16
2.5.9 減少外氣量 16
第三章 建築物空調動態模擬模型建立 17
3.1空調動態模擬分析軟體 17
3.1.1 資料收集 17
3.1.2 現場測試 19
3.1.3 動態模擬輸入之資料 20
3.2實驗設備 21
3.3模擬結果 22
3.3.1 模擬之耗電量分析 23
3.3.2 年平均單位面積耗電密度(EUI) 24
第四章 改善提案說明 25
4.1汰換為變頻離心式冰水主機 25
4.1.1 改善前狀況說明 25
4.1.2 改善建議 25
4.1.3 預期效益 29
4.2冷卻水泵汰舊換新 30
4.2.1 改善前狀況說明 30
4.2.2 改善建議 30
4.2.3 預期效益 30
4.3更改為一次變流量冰水系統 31
4.3.1 改善前狀況說明 31
4.3.2 改善建議 32
4.3.3 預期效益 33
4.4 冷卻水塔散熱能力改善 34
4.4.1 改善前狀況說明 34
4.4.2 改善建議 34
4.4.3 預期效益 35
4.5 冰水出水溫度自動重置 36
4.5.1 改善前狀況說明 36
4.5.2 改善建議 36
4.6 電力需量控制 37
4.6.1 改善前狀況說明 37
4.6.2 改善建議 37
4.6.3 預期效益 38
4.7 整體節能效益 39
4.7.1 汰換後節省用電量之效益 39
4.7.2 汰換後降低尖峰電力需量之效益 39
4.7.3 汰換後之EUI值 40
4.7.4 小結 40
4.8專案財務分析 41
第五章 改善後效益分析 42
5.1 基準線建立之方法概述 42
5.1.1 主機部份 42
5.1.2 泵部份 43
5.1.3 契約容量罰款部份 44
5.2 改善前基線測試數據分析 45
5.2.1 量測時間及相關作業說明 45
5.2.2 量測資料整理方式 45
5.2.3 量測資料摘要 45
5.3 冰水主機改善前基準線之建立 49
5.4改善後測試數據分析 51
5.4.1改善後測試數據之收集方式 51
5.4.2改善後主機之運轉數據 52
5.4.3 改善後泵之運轉數據 54
5.5 效益分析 55
5.5.1 主機之耗功 55
5.5.2 泵耗功 56
5.5.3 冰水主機與泵整體省能效益 57
5.5.4 超約罰款部份 57
5.6 電腦預估效益與運轉驗證效益 58
5.6.1 主機及泵之部份 58
5.6.2 契約容量之部份 58
第六章 結論與建議 59
6.1 結論 59
6.2 建議 60
參考文獻 61
符號表 63
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[2]經濟學人Web only,黃維德譯,2008
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[9]舊有辦公建築物節能改善之效益分析,黃瑞欽,2005
[10]An Operational Energy Consumption Evaluation Index System for Large Public Buildings , Y. Li , 2005
[11]應用於節能績效保證合約之冰水主機,柯明村、戴邦文,2006年。
[12]空調冰水機房節能改善之節能績效量測與驗證方法,經濟部能源局,2007
[13]Optimized Pump Speed Control Using Pump Water Flow Station for HVAC Systems , ASHRAE , 2007
[14]辦公建築空調系統之生命週期經濟效益分析研究—以地方政府廳舍冰水主機房汰舊換新為例,楊詩弘、詹邦鎮,2008
[15]Standard Measurement & Verification Plan for Chiller Replacement Projects, FEMP DOE, 2008
[16]Heating, Ventilating, and Air Conditioning , Faye C. Mcquiston, Jerald D. Parker Jeffrey D. Spitler
[17]中華民國國家標準CNS 12575。
[18]ARI 550
[19]Instrumentation for Monitoring Central Chilled-WaterPlant Efficiency, ASHREA Guideline 22, 2008.
[20]Supervisory Control Strategies And Optimization , ASHRAE Handbook, 2007.
[21]空調工程與設計-含供暖與通風,黃瑞隆、陸紀文、黃建民、謝文健、謝建新, 2003
[22]2008年能源查核年報,經濟部能源委員會,2008。
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