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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張春豊
研究生(外文):Chun-Feng Chang
論文名稱:中央空調系統最佳化設計分析
論文名稱(外文):Analysis of Optimal Design for Central Air Conditioning System
指導教授:張永宗張永宗引用關係
口試委員:鄭泉泙王長春
口試日期:2009-07-10
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:76
中文關鍵詞:冰水主機冷卻水塔空調箱最佳化設計
外文關鍵詞:ChllerCooling TowerAir Handling UnitOptimal Design
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能源的危機及全球的暖化是未來全體人類所必須共同面臨的課題,在台灣,夏季空調總用電佔一般大樓用電約35%~55%,而在半導體、太陽能光電等產業,空調用電也佔了30%~45%。由此可知,空調是屬於高耗電的系統,因此,近年來各種對於空調系統具有節能效果的設備及手法不斷被提出討論。
空調系統運轉最佳化設計之關鍵在於系統設備特性及理論模型的建立,系統主要包括:離心式冰水主機、空調箱、冷卻水塔及其附屬設備,本文以空調設備的耗電量模型,搭配空調箱負載平衡方程式與冷卻水塔熱平衡方程式進行空調系統運轉之模擬與分析。
最後利用各項設備不同的原廠設計數據建模,在滿足系統負載條件下,以數值方程式求出運轉狀態下的耗電量值,並比較分析空調系統的總耗能,進而建立系統各元件之間耗電量關係表,由關係表結果顯示各種運轉模式的差異將對於系統總體耗電影響甚大,而本研究的結果可提供空調系統相關設計之參考。
Energy crisis and global warming are the issues to be faced by all human beings in future. In Taiwan, the power consumption of air conditioners in summer is 35% ~ 55% of the total power consumption of general buildings. And in semi conductive and solar photoelectric industries, the power consumption of air conditioners also occupies 30% ~ 45% of the total power consumption. As known from this, air conditioner belongs to a system of high power consumption. Therefore, in recent years, different kinds of air conditioning systems that have equipments and methods available to reduce power consumption are continuously mentioned and extensively discussed.
The keys to the optimized design of air conditioning system are the equipment properties of the system and the establishment of theoretic model. Air conditioning system mainly comprises centrifugal chiller, air handling unit, cooling tower and the accessory equipments. In this paper, the power consumption model of air conditioning equipment is attached with air handling unit load balance model and cooling tower heat balance model to perform simulation and analysis of the running of air-conditioning system.
Finally, with the loading conditions of the system satisfied, the data of the original designs of different equipments are used to acquire the power consumption of the running system by numerical model. The paper compares and analyzes the total power consumption of air conditioning system, and further establishes a chart of power consumption relation among different components of system. From the relation chart, it is shown that the difference among various running models has extremely great influence on the total power consumption of the system. The results of the study can be provided as a reference for the related design of air conditioning system.
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒 論 1
1.1前言 1
1.2研究背景與動機 2
1.3文獻回顧 5
1.4研究目的 7
1.5論文架構 8
第二章中央空調系統 9
2.1中央空調系統架構 9
2.2離心式冰水主機 10
2.2.1定頻離心式壓縮機之動作原理 11
2.2.2變頻離心式壓縮機之動作原理 12
2.3空調系統變水量/風量控制 13
2.3.1變流量系統基本概念 13
2.3.2可變風量系統(Variable Air Volume, VAV) 13
2.3.3可變水量系統(Variable Water Volume, VWV) 17
2.4空調設備負載平衡方程式 20
2.4.1空調箱負載平衡方程式 20
2.4.2冷卻水塔負載平衡方程式 23
2.4.3負載平衡方程式的應用 26
第三章 耗電量模型建立-迴歸分析 27
3.1簡單迴歸分析 27
3.1.1迴歸模型的建立 27
3.1.2估算迴歸係數 28
3.1.3評判迴歸方程式 30
3.2複迴歸分析 33
3.2.1複迴歸方程式 33
3.2.2估算複迴歸係數 34
3.2.3評判複迴歸方程式 37
3.3多項式迴歸分析 37
第四章案例探討分析 38
4.1 案例背景 38
4.1.1系統設計架構 38
4.1.2系統運轉範圍限制 39
4.1.3選機軟體介紹 43
4.2 系統設備建模 49
4.2.1 冰水主機 49
4.2.2 空調箱元件 51
4.2.3 冷卻水塔元件 55
4.3系統最佳化設計分析 59
4.3.1冰水主機與空調箱相關元件 59
4.3.2冰水主機與冷卻水塔相關元件 68
第五章 結論與建議 71
5.1結論 71
5.2建議 72
參考文獻 73
符號說明 75
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