臺灣博碩士論文加值系統

冰水循環系統(chilled water hydraulic system)係由冰水主機、泵浦、管線、閥件、控制元件及終端熱交器(盤管)等組成，是空調系統的重要構成要件，其依系統大小、輸送距離長遠的不同，可組合成各種不同型式，一般依設計者的理念不同，而有不同的選擇，何者較優難有定論。
冰水主機及泵浦之運轉耗能，約佔空調系統之70%以上，本研究以醫院之空調負載特性，配合離心式冰水機、離心泵浦、空調箱盤管及控制閥做各種不同冰水側系統之能源分析。
本報告以空調系統冰水側為範圍，以能源消耗分析為主軸，重點放置於冰水系統運轉分析，從常用的離心泵浦述起，進而就冰水系統的種類做歸類整合，最後以常用之冰水系統，用電腦計算模擬分析，分析四種常用冰水系統之能源效率。
冰水系統效益分析，須結合兩個最大耗能原件，即冰水主機與泵浦，且須依建築物屬性之空調負荷特性研析，由於一年中尖峰負荷所站的時間非常少，以滿載為冰水主機與泵浦的最高效率觀點來選用設備，是不合乎能源經濟效益的，經模擬分析結果，以「一次側並聯主機及定速泵浦/二次側並聯變速泵浦，二通閥系統」在冰水系統之組配上可得到最佳化能源效率。

The Chilled water hydraulic system, composing with chillers, pumps, valves, piping, control units and terminal heat exchangers, is the important utility of HVAC system. According to designer’s demands and concept, the system will be decided with various different types by the size of system and distance.
The major percentage, nearly 70 percent, of energy consumption is estimated from chillers and pumps. Basing on different energy analysis of water side, this research shows the characteristics of cooling load in hospital through centrifugal chiller, centrifugal pumps, air-handling unit coils and control valves.
The report focused on the operative energy consumption of HVAC system in chill water side, generalize various the types of chiller system starting from common centrifugal pumps, and discusses the energy efficiency of the four general types through computer simulation.
Cooling load and two main components of system, chiller and pumps, influences the performance analysis of the chilled water system. From the economics concerning, it is not appropriate to size the capacity of chillers and pumps in peak load since the demand is not occur frequently. The report found that the best energy efficiency of the HVAC system is integrating with paralleled chiller combining constant speed-variable volume pumps in primary circuit and variable speed-variable volume pump combining two-way valve in secondary circuit.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 次 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究背景與動機 5
1.3研究方法與步驟 5
第二章 離心式泵浦結構及性能 6
2.1 泵浦分類與揚程 6
2.2 離心式泵浦的基本作動原理及相似定律 8
2.4 離心式泵浦性能曲線分析 11
2.5 冰水循環性能分析 15
2.6 泵浦及冰水循環曲線運轉分析 18
2.7 泵浦之串並聯運轉分析 19
第三章 冰水系統閥件 22
3.1閥件 22
3.2流量係數(Flow Coefficient) 22
3.3二通控制閥(two-way control valve) 26
3.4三通控制閥(three-way control valve) 26
3.5控制閥特性(Control Valve Flow Characteristics ) 28
3.6平衡閥(Balancing valves) 31
第四章 冰水循環系統(chilled water hydronic system) 33
4.1前言 33
4.2空調水系統水溫分類 34
4.3冰水循環系統基本元件 34
4.4冰水側終端裝置負載控制 35
4.5直接供水冰水系統 38
4.6共通管 (the common pipe) 40
4.7一次側/二次側冰水循環系統(primary-secondary hydronic system) 41
第五章 冰水系統數值模擬與分析 43
5.1單主機定速水泵浦，三通閥系統 49
5.1.1 計算流程 49
5.1.2 計算結果 51
5.2單主機變速水泵，二通閥系統 54
5.2.1 計算流程 55
5.2.2 計算結果 56
5.3一次側單一主機及定速泵浦/二次側變速泵浦，二通閥系統 59
5.3.1 計算流程 59
5.3.2計算結果 61
5.4一次側並聯主機及定速泵浦/二次側並聯變速泵浦，二通閥系統 64
5.4.1 計算流程 65
5.4.2 計算結果 66
5.5各系統耗能比較 69
第六章結論與建議 71
6.1結論 71
6.2建議 71
參考文獻 72
符號彙編 73

1. Carrier Handbook of Conditioning System Design,1995
2. HVAC Systems and Equipment, Chapter 12,Hydronic Heating and Coolng System Design., ASHRAE Handbook, 1996
3. HVAC Systems and Equipment, Chapter 38Centrifugal Pump ,ASHRAE Handbook, 1996.
4. HVAC Systems and Equipment, Chapter 40Pipes,Tubes, and Fittings,ASHRAE Handbook,1996.
5. HVAC Systems and Equipment, Chapter 41Valves., ASHRAE Handbook, 1996
6. J.W.Hutchison. ISA Handbook of Control Valves, INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA, 1993
7. Les Driskell Control-Valve Selection and Sizing, INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA ,1995
8. 中華水電空調雜誌社出版 升振企業有限公司翻譯/大型空調冰水系統規劃設計與節省能源效益分析
9. 李秀峰 流體機械
10. 蘇宗寶 離心式泵
11. 光堡冷凍空調技術網(http://www.hvacr.com.tw/)