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EER節能技術

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EER節能技術閱讀

> 發表於 2024/01/29

[CNS技術]

CNS、AHRI技術

CNS系列1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　大綱　內容

CNS、AHRI技術

CNS、ARI技術.線學

總彙系列：1.CNS/EER/積垢/熱傳熱力綜合系列、2.CNS/EER系列/應用、3.總彙.水處理化工技術、4.總彙.水處理術語、5.EER工程.文章總彙、6.E平台-水處理技術

水處理技術系列：1.空調水質污染計算、2.EER問題與改善方法.原理、3.化工技術解說(1)、4.(2)、5.空調技師-水處理設計技術、6承包商水處理技術、7水處理.實用技術及市場狀況

CNS系列檔案：CNS、AHRI技術、CNS、AHRI技術要點、EER節能技術90%、空調主機EER量測驗析實務技術、EER全年確效技術、冰機EER.基準值技術及運用SOP

EER與積垢浪費檔案：EER訪測.經濟部、綠基會實測、費用展開表、LCC 20年比較表、積垢與LMTD公式演算、積垢熱傳熱力分析、LMTD公式演算筆記、節能術語解釋及技能說明

工程效益系列：費用展開表、工程經濟效益評比、偷工減料、損害業主權益

EER改善成效檢驗系列：懶人包(0)、(1)、(2)、穩態EER技術(1)、(2)、(3)

成效驗析實務系列：EER驗證分析實務(1)、(2)、EER驗證分析系統畫面

趨近溫度系列：趨近溫度的謬思(1)、(2)、(3)原來一直都錯了、(4)謬思的實證

防蝕技術系列：1腐蝕測試.SOP、2腐蝕試片、3腐蝕照片與防蝕效益、4冷卻水管腐蝕破管

防蝕效益系列：1冷卻水處理腐蝕率標準、2水處理防蝕經濟效益技術

法令系列：1水處理採購與法令、2水處理與能源管理法、3水處理與技師法、4.EER工程帶動空調產業發展、5.ESCO產業發展的契機、6水處理與偽造文書、7承商水處理技術

業主系列：1主機EER改善.第一步、2業主進階技術、3基本功、4.CUS/EUS發包範例.解說、5業主再進階技術、6運轉EER改善專案、7精明購買家.知識經濟、8水處理送審範例解說

監造系列：搶標下.業主監造技術(1)、(2)、(3)

【大綱】　　　　在假貨充斥空調水處理業中，新湧就是信用、專業　　　TOP　BOTTOM

ｏ.冰水機EER測試方法(CNS、AHRI)版本介紹　　　　　　　一、CNS、AHRI技術用途
　A. 冰水機測試用途　　　　　B. 冰水機EER測試方法　　　　　B1. EER量測計算式
　　B2. 積垢指數　　　　　　　B3. 台電電費與EER　　　　　C. 冰水主機效率不佳原因

二、CNS、AHRI技術
　A. CNS 12575測試標準條件(96年)
　B. IPLV技術
　　B1. 整合性部份負載效率之測定　　　　　　　　　B2. CNS/AHRI　IPLV計算公式
　　B3. AHRI 550/590-2003 IPLV溫度條件
　C. IPLV進階技術
　　C1. 有段加卸載冰水機之IPLV測試　　　　　C2. 有段加卸載冰水機之IPLV測試範例
三、CNS、AHRI進階技術
　A. 熱平衡(Heat Balance，H.B)的意義　　　　　　B. 積垢容許值之水溫修正範例

【內容】　　　　在假貨充斥空調水處理業中，新湧就是信用、專業　　　TOP　BOTTOM

30~40年來空調業界的雙重困擾之處，尤其是施工採購送審未達CNS 12575防垢成效標準卻假冒者，就是不真、就是假貨，充斥在空調水處理工項中，毋庸贅述。

ｏ. 冰水機EER、COP測試方法（CNS、AHRI）版本介紹

1. CNS 12575 “容積式冰水機組”(78年版、96年版)。
2. CNS 12812 “離心式冰水機組” (79年版)。
3. AHRI 550/590-2003 “Standard for Water Chilling Packages
　Using the Vapor Compression Cycle” 蒸氣壓縮式冰水機性能測試標準。

一、CNS、AHRI技術用途

要言之，防垢成效檢驗技術如下，此可由本公司研發成功的M&V節能量測驗析軟體的518,400筆/年運轉資料庫依序提供：
　　　1. EER量測(CNS 12575)取得動態EER→
　　　2. 依水溫負載群組→取得穩態EER→
　　　3. 依相同水溫負載及週、月、季、半年、年之時序做比較分析→
　　　4. 由比較分析結果確定防垢成效；之此系列技術。
　　進言之，本技術之實務與解說參見超連結；又，M&V節能量測驗析軟體為其進階的應用實務技術，可提供快速且正確的防垢成效檢驗結果。

Ａ.冰水機測試用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　大綱　TOP　BOTTOM

B. 冰水機EER、COP測試方法及計算式解說　

範例：工研院EER測試報告。

防垢節能成效檢驗依序提供：EER量測(CNS 12575)取得動態EER→依水溫負載群組→取得穩態EER→以完工驗收日或酸洗後訂為基準值→依相同水溫負載及週、月、季、半年、年之時序訂為運轉值作比較分析(基準值、運轉值均為穩態值)→確定防垢成效(參見趨勢圖的三顏色曲線及解說)。

B1. EER量測計算式解說　　　　　　　　　　　　　　　大綱　 TOP　BOTTOM

Q =m*Cp*ΔT=UA*ΔT_LM -----------------------------------------------(1)
　　ΔT_LM=(ΔT₁-ΔT₂)/(LnΔT₁-LnΔT₂) (對數平均值的數學定義)-------------(1-1)
其中　　　　m：冷卻水或冰水流量　　　Cp：水的比熱，1 kcal/℃-kg
　　　　　　ΔT_LM：對數平均溫差(Log Mean Temperature Difference，簡稱LMTD)
　　　　　　U：總熱傳係數，A：熱傳面積，UA：單位LMTD總熱傳量
　　　　　　Q：散熱能力(Q_COND，冷凝器側)或冷凍能力(Q_EV，蒸發器側)

　COP=Q_EV/kW 　　-------------------------------------------------------(2)

其中　　　　Q_EV：冷凍能力(單位kW、kcal/h、RT)
　　　kW：量測得出的電功率
　　　COP：空調主機性能係數(單位：無因次，或kW/kW)
EER=COP*0.86　　　　　　　　　　　 (單位：kcal/W–h)------------(3)
1 kW/RT＝3.516/COP＝3.024/EER　　(單位：kcal/W–h) -----------(4)

由每月的COP、EER能效值可以看出空調主機效率的變化(遞減或降低的趨勢) 。而kW/RT為耗電率，顧名思義，它與COP、EER就有倒數關係，正如式(4)所示。

B2. 積垢指數、積垢係數與解說　　　　　　　　　　　大綱　 TOP　BOTTOM

本節主要論及積垢影響主機效率極大，遺憾的是積垢係數(fouling factor，FF)只停留在熱傳學理與CNS 12575/AHRI 550的容許值(Allowance，FFA)的表達，全球業界都缺乏適當表述其改變趨勢，嗣後改以積垢指數替代積垢係數來表示積垢。

由於每台主機熱傳面積A通常為固定之常數值，但無主機廠商願意提供該機數值；然而由於積垢指數(fouling index，FI)是替代積垢係數很好用的名詞，所以許多先進國家及科學論文都不願受主機廠商這種限制，因而改使用此一名詞來表示積垢狀況；意即積垢指數一段時間沒有變化，就表示沒有“新積垢”產生，因為由式(1-3)可以更容易看出單位LMTD總熱傳量的UA值沒有變化，能效值EER、COP已經維持了。其計算式及說明如下：

1/(UA)=ΔT_LM /(m*Cp*ΔT)----------------------------------------(1)的變形

積垢係數fouling factor＝1/U_F－1/U_C ……………………………… (1-2)

積垢指數＝1/(U_FA)－1/(U_CA)＝1/(UA)_F－1/(UA)_C…………………(1-3)

取得UA、(1/UA)及其應用技術之步驟如下：

1. 量測水流量、進出水溫得溫差後，由式(1)的第1個“＝”(等號)二側，計算(包含單位換算)得出冷卻水散熱能力或冰水冷凍能力。

2. 再由散熱能力及對數平均溫差計算得出UA值(意即UA=Q/ΔT_LM)【參見式(1)的第2個“＝”(等號)右側的變形】及(1/UA)值【參見式(1-1)】。由每月的UA值可以看出熱交換量的變化(遞減或降低的趨勢)，換言之，由每月的(1/UA)值可以看出熱阻抗的變化(參見連結積垢係數與積垢指數定義之公式)(熱阻抗遞增或上升的趨勢，代表積垢增加)。這曲線可以提供積垢的耗能變化趨勢。(當然另一面的熱阻抗遞減或下降趨勢，代表積垢減少；只是除了酸洗以外，從未見到可減少積垢的其他方法或技術，只有見到積垢增加，意即科技界、空調界人士見到了之後自然會提出來討論，當然沒有時就無從討論，不用杞人憂天。化工界技術員從化學原理早知道：積垢只會增加不會減少：意即EER只會降低不會上升。)

B3. 台電電費與EER、COP

能源效率比值EER有COP、EER和kW/RT三個表達方式。(2)式Q_EV冷凍能力單位以RT表示時，kW/RT (耗電率)就表達能源效率。Σ(kWh)＝Σ[(kW/RT*RT)*h] ，這就是台電電錶收費的量測方式。必須注意的是電錶直接量測電源端電流、電壓、功因的綜合結果。空調主機耗電遇上積垢導致供冷能力不足時，主機自動加載所增加的電量就屬於浪費的部分，台電仍依照電錶收費該浪費，此早已眾知。這部分金額龐大，全國整年每台主機平均積垢浪費達33%，此可經由積垢改善的水處理技術而節約。另參見費用展開表的比較計算。

C. 冰水主機效率不佳原因　　　　　　　　　　　　　　　大綱　TOP　BOTTOM

冰水主機效率不佳原因中操作者能改善者，主要以防垢一項為大宗。蓋，近10~20年來水量偏低、冷卻水溫偏高等，因空調技師設計已經大幅改善；冰水水溫偏低一事，則屬製程需求，常見的是無塵室冰水水溫由空調常用的7℃降為5℃，主機操作者只能配合，不能置喙。但積垢改善項屬於操作者工作權責範圍，30~40年來並無爭議。遺憾的是，屢屢發生新建案與改善案的偷工減料、損害業主權益167%事例，且歷經經濟部二次實測證實，本CNS系列文為改善EER、COP與量測檢驗技術，正是前述事例關鍵技術；第二節可做為該關鍵技術的起步。