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研究生:杜昕倫
研究生(外文):Hsin-Lun Tu
論文名稱:高效能全變頻具需量管理之氣冷式空調冰水機系統之研發
論文名稱(外文):Research and development of a high performance total variable speed demand management of air-cooled chiller system
指導教授:蔡尤溪蔡尤溪引用關係
口試委員:楊安石王能治
口試日期:2016-06-25
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:調、變頻控制、冰水主機、需量管理
外文關鍵詞:Air-conditioningvariable frequency controlchillerdemand management
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本研究開發可因應需量而控制之空調系統,以空調需量作為最佳化節能運轉策略。在機械設計方面本研究所開發之8.5 RT主機採用雙聯壓縮機、雙聯冷凝風扇、雙迴路熱交換器及外氣風機,因應不同空調負載下達到高效率,加上變風量系統(VAV)、變流量系統(VWV),及以可依據需求端之監側值,將之演算成需求量,全面控制達到高效率運轉;以分散式中央空調系統概念,進行各空調區域各別需量控制,達到節能與維持良好的室內環境品質。本研究透過耗能參數監測,改變空調送風量、送風溫度、冰水流量、空調主機冷媒流量、外氣量到空調主機散熱風機運轉頻率,滿足需求量下達到最佳的節能成效,研究成果已呈現在實用上。
本研究利用系統性能因子及部分負載綜合係數(IPLV)評量系統性能,及計算整體系統動態能源效率。本研究可以根據節能效率等指標,使得所研究之雙聯變頻冰水機,測試得高於政府標準30%的節能效率。本研究所測得的IPLV與美國標準相較約高28%。
This thesis has developed an air-conditioning system that has demand control strategy to allow optimal energy saving operation. The mechanical design of the 8.5 RT chiller incorporates dual compressors, dual condenser fans and dual loop heat exchangers coupled to inverter control ensure optimal dynamic energy saving and outdoor air control. The energy saving control includes variable air supply volume and variable water volume, and heat rejection fans variable frequency drive. The system is designed with a computer scheme for high efficiency operation base on the monitored data. The system studied can be applied as distributed central systems to allow zone demand control for air quality and energy saving. The research results have been applied in a laboratory use. System performance factor (SPF) and integrated part load value (IPLV) have been used to evaluate the system efficiency and the seasonal performance of the chiller. The chiller has been tested and the energy efficiency is 30% higher than the government regulation. IPLV was tested to be higher than the US standard by 28%.
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 研究目的 7
第二章 系統設計 8
2.1 需量控制 9
2.2 室內負荷計算 10
2.2.1 系統模擬計算 10
2.2.2 需量控制空調系統規劃與設計 12
2.3 冰水主機系統 13
2.3.1 冰水主機之比較 13
2.3.2 雙聯變頻氣冷式冰水主機 14
2.4 VAV系統 16
2.4.1 室內送風機 16
2.4.2 DC直流無刷變頻送風機 18
2.5 VWV系統 20
2.5.1 泵浦之類型 20
2.5.2 離心式泵浦 21
2.5.3 泵浦性能曲線與變頻控制 23
2.6 外氣系統 26
第三章 雙聯高效率變頻冰水系統 28
3.1 雙聯變頻壓縮機與冷媒迴路設計 28
3.1.1 渦卷式壓縮機介紹 28
3.1.2 冷媒系統之設計 30
3.2 最佳化V型高效多段散熱系統 32
3.2.1 風機之種類 33
3.2.2 雙聯變頻軸流風扇 35
3.3 硬銲型雙迴路板式熱交換器 36
3.3.1 板式熱交換器之介紹 36
3.3.2 蒸發器熱傳計算公式 37
3.4 莫利爾線圖 38
3.5 起停故障偵測控制流程圖 41
第四章 高效率散熱系統設計 45
4.1 鰭片效率與散熱公式 45
4.1.1 鰭片之類型 45
4.1.2 鰭片效率 47
4.1.3 散熱系統公式 49
4.2 初始設計與量測儀器與感測器 51
4.2.1 初始設計 51
4.2.2 量測儀器與感測器 53
4.3 系統量測結果 55
4.4 計算結果與量測結果之比對 57
第五章 冰水主機性能係數標準與節能分析 59
5.1 冰水主機性能係數(IPLV,COP,SPF) 59
5.1.1 COP 59
5.1.2 SPF 59
5.1.3 IPLV 60
5.2 各設備之性能係數 62
5.2.1 冰水泵浦轉速 62
5.2.2 室內送風機 63
5.2.3 變頻壓縮機 64
5.3 SPF與IPLV節能分析 67
第六章 結果與討論 70
6.1 節能技術方面 70
6.2 社會影響 70
第七章 參考文獻 72
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