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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:戴睿廷
研究生(外文):TAI, JUI-TING
論文名稱:儲冰空調之節能及可停電力優化策略
論文名稱(外文):Optimal Strategy of Ice-Storage Air Conditioning for Energy-Saving and Interruptible Power
指導教授:陳昭榮陳昭榮引用關係
指導教授(外文):CHEN, CHAO-RONG
口試委員:蔡文達曾國雄陳昭榮簡良翰
口試委員(外文):TSAI, WEN-TATSENG, KUO-HSIUNGCHEN, CHAO-RONGCHIEN, LIANG-HAN
口試日期:2022-07-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:儲冰空調運轉策略可停電力需量反應時間電價
外文關鍵詞:Ice-storage air conditioning systemOperation strategyInterruptible load measureDemand response (DR)Time of Use
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本論文以國立臺北科技大學行政大樓為示範場域,對其每日記錄用電量推測空調負載特性曲線並進行分析,並比較舊冰水主機與新冰水主機及加入儲冰空調前後三種情況下運轉成本,並在考量主機效率及電價結構下對儲、融冰做優化控制策略;研究顯示,加入儲冰空調系統每年以三段式電費結構最具經濟效益,每年最高可節省145,879 (NTD/年)約節省了11.7%,回收年限為2.1年,而年總電費則以三段式電價最低,每年繳交1,090,912 (NTD/年)之流動電費。
再加入台電相關負載管理方案(需量反應)後儲冰控制策略,若執行台電需量反應則每年以需量競價可靠型最具經濟效益,每次執行可得到4,111.14 (NTD/次)流動電費扣減,及每月13,260 (NTD/月)基本電費減免,在申請儲冷式空調系統離峰用電優惠電價下回收年限縮短為1.2年。本論文研究結果,可做為儲冰空調系統申請台電負載管理方案的參考依據。

In this thesis, to study the case of the National Taipei University of Technology office building, using its electricity consumption of daily recorded to analyze the air-conditioning load, compare the aged air cooling chiller new air cooling chiller and ice-storage air conditioning system, optimal control strategy for ice storage and melting under the consideration of the efficiency of chiller and the electricity price structure, the research shows that the ice-storage air conditioning system with three-stage price get most economical, can save up to 145,879 (NTD/year) and save about 11.7% per year for three-stage electricity price, and 2.1 years for payback period, and three-stage price get lowest electricity fee for 1,090,912 (NTD) per year.
Then study operation strategy consider by demand response, Demand Bidding reliable type is the most economical, can get 4,111.14 (NTD/time) electricity fee deduction each time, and 13,260 (NTD/month) basic electricity fee deduction per month, and shortened to 1.2 years for payback period.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 x
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 研究目的與方法 5
1.4 研究貢獻 5
1.5 論文架構 6
第二章 電價方案及需量反應結構 7
2.1 時間電價結構 7
2.2 基本電費結構 11
2.3 需量反應介紹 14
2.3.1 減少用電措施 15
2.3.2 需量競價 18
2.3.3 空調暫停用電措施 21
2.3.4 儲冷式離峰用電措施 22
第三章 儲冰空調系統相關理論 23
3.1 一般空調系統概述 23
3.1.1 一般耗電模型 25
3.2 儲冰式空調系統概述 28
3.2.1 儲冰空調耗電模型 29
3.3 儲冰式空調系統控制策略 32
3.3.1 全量儲冰 33
3.3.2 分量儲冰-主機優先模式 34
3.3.3 分量儲冰-融冰優先模式 35
3.3.4 條列式控制 36
3.4 運轉成本及回收年限 36
第四章 案例模擬 38
4.1 示範場域空調系統概況調查 38
4.1.1 現有空調系統概況 39
4.2 研究方法 43
4.3 示範場域用電分析 44
4.3.1 計算四季平日假日逐時空調負載 49
4.4 未來儲冰空調系統概況 52
4.4.1 冰水及鹵水主機 55
4.4.2 冷卻水塔 58
4.4.3 板式熱交換器 59
4.4.4 儲冰槽 60
4.4.5 泵浦 61
4.4.6 控制策略 63
4.5 新主機空調系統用電分析 65
4.6 舊主機與新主機耗電量及運轉成本比較 76
4.7 儲冰式空調系統用電分析 80
4.8 有無儲冰耗電量及運轉成本比較 93
4.9 經濟效益分析及初設成本差回收年限 97
第五章 儲冰系統應用於負載管理措施分析 99
5.1 計畫性減少用電措施-月減八日型 99
5.2 計畫性減少用電措施-日減六時型 101
5.3 計畫性減少用電措施-日減二時型 103
5.4 需量競價措施 105
5.5 結果討論 107
5.6 經濟效益分析及初設成本差回收年限 108
第六章 結論與未來研究方向 109
6.1 結論 109
6.2 未來研究方向 110
參考文獻 111

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