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研究生:蔡淨英
研究生(外文):Ching-Ying Tsai
論文名稱:應用六標準差手法進行空調熱水機性能改善之研究
論文名稱(外文):Application of Six Sigma performance improvement of air-conditioning water heater study
指導教授:翁國亮翁國亮引用關係林文燦林文燦引用關係
指導教授(外文):Kuo-Liang WengWen-Tsann Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:研發科技與資訊管理研究所
學門:商業及管理學門
學類:其他商業及管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:空調熱水機六標準差田口方法節能減碳
外文關鍵詞:air-conditioning water heatersix sigmaTaguchi methodsenergy saving and carbon reduction
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熱泵(Heat Pump)系統在歐美是相當成熟技術,最早在1852年由湯姆生教授首次發表,一直到1950年代很多人加入研究,由於當時能源價格便宜沒有受到重視,直到1970年代石油價格上漲,熱泵才在節約能源方顯示優越性,台灣地處亞熱帶氣候變化大,熱泵系統在溫度變化大環境運轉成為關鍵技術。台灣能源98.5%以上必須仰賴進口,為因應國際能源價格上漲及滿足京都議定書所定規範,針對降低全球溫室效應氣體排放量之環境壓力下,近期台灣於2009/06/12宣布通過「再生能源發展條例」,目的為鼓勵民間企業開發再生能源開發,減少能源進口量,藉由此政策推動高能源效率又環保的設備,響應政府節能政策,在「節能減碳」已不再是口號之下,國人從購買綠色產品開始,接著住進綠建築過著綠色環保優質生活。「空調熱水機」設備可具吸收地表上熱能,製造熱水優異性能。
本研究目的為寬溫域空調熱水機設備之性能改善,針對「空調熱水機」於外氣環境溫度於-10℃狀態時之實驗研究,應用六標準差手法,由定義(Define)、衡量(Measure)、分析(Analyze)、改善(Improve)、控制(Control)等歩驟,配合田口方法尋找最佳化的參數設定。找出空調熱水機性能設定、最佳化的實驗水準組合結果,實驗結果顯示Cpk由0.45提升為1.43顯示對「空調熱水機」製熱能力目標有顯著提升,使空調熱水機設備標示能力於-10℃時製熱能力維持97%標示能力以上,設備性能效率得到提升,而本研究之結果亦可提供空調產業相關設備性能提升驗證之參考。

Heat pump system in Europe and the United States is a very mature technology. In 1852 it was first published by Professor William Thomson. In the 1950s, many people participated in the study because lower energy prices had not been important. Oil prices rose in the 1970s, Heat pump represented the superiority in energy conservation. Nowadays, Taiwan is an island whose subtropical climate changes greatly, so Heat pump operating system becomes a key technology.
More than 98.5% of Taiwan must rely on energy imports. In response to international energy prices and meet the specifications set by the Kyoto Protocol for global greenhouse gas emissions, reduce the amount of environmental pressure, the recent announcement by Taiwan on 2009/06/12 "renewable energy Development Act." The announcement aimed at encouraging private companies to develop renewable energy developments. The policy promotes the high energy efficiency and environmentally equipment. Because of the energy saving policy, “carbon reduction "is not a slogan. People buy green products from the beginning, and then admitted to living a green building green quality of life. “Air conditioner water heater" device with the heat absorption surface can create hot water superior performance.
The purpose of this study was to improve the broad temperature range air-conditioning water heater equipment performance. For "air conditioning water heater" in the outside air temperature at -10 ℃ state of the experimental study, via the DMAIC procedures of the Six Sigma approach, this research reviewed the current operating process to find the significant factors which would affect the process capability. The results of this research revealed that index Cpk obviously increased to 1.43 from 0.45, shows "Air conditioner water heater" of significant heating capacity upgrade. Marking the air conditioning capacity of hot water machine equipment at -10 ℃ heating capacity when the capacity of more than 97% for the mark, Improve equipment performance efficiency. The results of this study may also provide air-conditioning industry related equipment performance verification of the reference.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 iii
目 錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 2
1.2 研究目的 4
1.3 研究範圍與限制 5
1.4 研究方法與流程 6
第二章 文獻探討 7
2.1 空調熱水機相關文獻 12
2.1.1 熱泵運轉原理 16
2.1.2 相關文獻 20
2.2 六標準差相關文獻 24
2.3 應用六標準差手法結合田口方法之應用 27
2.4 田口方法相關文獻 28
2.4.1 直交表 31
2.4.2 S/N 比的概念 33
2.4.3變異數分析 34
2.5 製程能力指標 34
第三章 研究方法 36
3.1 定義 (DEFINE) 階段 39
3.2 衡量(MEASURE)階段 41
3.3 分析(ANALYZE)階段 42
3.4 改善(IMPROVE)階段 43
3.5 控制(CONTROL)階段 44
第四章 實證分析 45
4.1 定義 (DEFINE) 52
4.1.1 空調熱水機實驗回應值 56
4.1.2 實驗要因分析 58
4.1.3 品質特性 59
4.2 衡量 (MEASURE) 60
4.3分析 (ANALYZE) 62
4.3.1 實驗步驟 62
4.3.2 田口實驗規劃 64
4.4改善 (IMPROVE) 67
4.4.1 實驗數據 67
4.4.2 實驗數據分析 69
4.4.3 變異數分析 70
4.4.4 最適條件的推定 71
4.4.5 確認實驗 72
4.5 控制 (CONTROL) 76
第五章:結論與建議 77
5.1 結論 77
5.2 建議 78
參考文獻 79

表目錄
表 1 阿里山地區96年1月至99年3月氣候溫度 9
表 2 嘉義地區96年1月至99年3月氣候溫度 10
表 3 淡水地區96年1月至99年3月氣候溫度 10
表 4 恆春地區96年1月至99年3月氣候溫度 11
表 5 空調機能源效率比值 13
表 6 窗型空調機性能實驗溫度條件 14
表 7 加熱裝置不同熱源產生熱水之熱值比較 20
表 8 各種燃料熱值與費用參考表 22
表 9 品質特性種類 29
表 10 直交表:L9(34) 32
表 11主要的量測儀器 54
表 12 空調熱水機製熱溫昇度數 60
表 13 空調熱水機製熱的因子分析表 64
表 14 實驗因子及水準規劃表 65
表 15 空調熱水機之直交表:L9(34) 66
表 16 本研究L9(34)直交表及S/N比的實驗結果 68
表 17 本研究各因子水準的平均S/N比 70
表18 本研究S/N比變異數分析表 71
表 19 確認實驗S/N比及平均值 73

圖目錄
圖 1 研究架構圖 6
圖 2 二氧化碳人均排放量 15
圖 3 冷氣機是一部「移熱裝置」 17
圖 4 冷氣機四大組件 18
圖 5 大氣取熱式熱泵熱水器 19
圖 6 熱泵相對耗能 21
圖 7 空調機系統運轉狀態圖 36
圖 8 六標差手法DMAIC研究流程 38
圖 9 研究設備之測試管路連接圖 39
圖 10 參數設計進行基本程序圖 42
圖 11 冷媒循環之控制方法流程圖 46
圖 12 冷媒循環控制方法-第一冷媒循環圖 47
圖 13 冷媒循環控制方法-第二冷媒循環圖 48
圖 14 冷媒循環控制方法-第三冷媒循環圖 49
圖 15 冷媒循環控制方法-第四冷媒循環圖 50
圖 16 冷媒循環控制方法-第五冷媒循環圖 51
圖 17 環境模擬實驗室圖 53
圖 18 實驗器材設備 55
圖 19 研究實驗之冷媒系統流程圖 56
圖 20 研究設備之製熱能力參數特性要因圖 58
圖 21 製程能力分析圖 61
圖 22 信號S/N對雜音比 69
圖 23 改善後製程能力圖 75
中文文獻:
[1].李惠頻,2004年,運用六標準差於生產規劃流程績效之管理與改善,國立中正大學會計學研究所,碩士論文。
[2].李居芳,2008,臺灣地區家用熱泵熱水裝置性能實驗研究,元智大學機械工程系,碩士論文。
[3].李旭華,2009,品質管理,二版,滄海書局,台中。
[4].朱光華。2006,應用田口方法評量存開性動脈導管在主動脈造影之最佳調整參數,中臺科技大學放射科學研究所,碩士論文。
[5].林奇龍,2005,田口法最佳化壓電無閥式微幫浦,國立雲林科技大學機械工程系碩士班,碩士論文。
[6].林文燦,2007,以六標準差導入粉末冶金模具製程品質提昇之研究,中華民國品質學會第43 屆年會暨第13 屆全國品質管理研討會。
[7].洪雨辰,2008年,層疊式多孔性散熱片熱與流場分析,清雲科技大學機械工程研究所,碩士論文。
[8].翁國亮,1985,“熱泵與熱回收的有效應用”,第25屈中小學科學展覽優勝作品專輯-高中組,頁262~274。
[9].夏沛石,2005,企業導入6Sigma的做法對績效之影響,大同大學事業經營研究所,碩士論文。
[10].陳毓正,2009,應用六標準手法提升濕製程熱交換器效率之研究,國立勤益科技大學研發與科技管理研究所,碩士論文。
[11].陳信憲,2002,結合6σ手法與田口實驗設計對改善製程能力之研究,國防管理學院,碩士論文。
[12].郭華生,2000,“學校宿舍熱泵熱水系統效率檢測與省能評估案例”,電機月刊,10卷,2期,頁172~181。
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[14].黃秉鈞,1998,“熱泵熱水器的設計與應用”,電機月刊,8卷,5期,頁204~212。
[15].董天祿,2008,“世界各國空氣源熱泵近期市場發展概況”,製冷技術,2期,頁36~39。
[16].楊錦洲,2003,“你對GE的6-program了解多少?”,中華民國品質學會品質月刊,39卷,1期,頁39。
[17].趙再男,2008,應用六標準差改善中鋼W2球團造粒場製程品質之研究,國立高雄第一科技大學,碩士論文。
[18].劉凱民、謝桂平,2009,“空調機性能測試方法(上) ”,中華水電空調月刊,10月。
[19].黎漢樑,2007,應用田口方法於提升交換式電源供應器之轉換效率,國立高雄應用科技大學電機工程系碩士班,碩士論文。
[20].綠基會,2006,熱泵熱水系統Q&A節能技術手冊,財團法人台灣綠色生產力基金會編印, 11月。
[21].蘇朝墩,2006。品質工程,中華民國品質學會,台北。

英文文獻:
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[3].Julie Z. Zhang, Joseph C. Chen and E. Daniel Kirby., 2007, “Surface roughness optimization in an end-milling operation using the Taguchi design method”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 184, Issues 1-3, 12 April, pp233-239.
[4].Kane,V. E., 1986,. “Process Capability Indices”. Journal of Quality Technology, vol.18, no. 1, pp.41-52.
[5].Milan Marcic, 2004, “Long-term performance of central heat pumps in Slovenian homes”, Energy and Buildings, vol. 36, pp.185~193.
[6].Mach, Guaqueta, 2001, Utilization of the Seven Ishikawa Tools (Old Tools) in the Six Sigma Strategy, 24th International Spring Seminar on Electronics Technology.
[7].Ning Ni, Lingen Chen, Chih Wu, Fengrui Sun, 1999, “Performance analysis for endoreversible closed regenerated Brayton heat pump cycles”, Energy Conversion & Management, vol. 40, pp.393~406.
[8].Pande, P. S., Neuman, R. P. and Cavanagh, R. R., 2002, The Six Sigma way team fieldbook: An implementation guide for process improvement teams, McGraw-Hill , New York.
[9].Peter, S. P., Larry, H., Pete, P. and Lawrence, H., 2001, What is six sigma? , McGraw-Hill.
[10].Ross, P. J, 1996, Taguchniques for Quality Engineering, Second Edition, McFraw-Hill Inc., New York.
[11].Sadasuke Ito, Naokatsu Miura, 2000, “Studies of a Heat Pump Using Water and Air Heat Sources in Parallel”, Heat Transfer—Asian Research, vol. 29, no. 6, pp. 473~490.
[12].Taguchi,G.,Chowdhury,S. and Wu,Y., 2004, Taguchi's Quality Engineering Handbook. John Wiley & Sons.

網站文獻:
[1].中央氣象局全球資訊網,http://www.cwb.gov.tw,2010年5月。
[2].全國法規資料庫入口網站,http://law.moj.gov.tw,2010年6月。
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