節能技術術語解釋及技能說明
術語系列檔案:節能術語解釋及技能說明、水處理術語解釋及技能說明、價值工程術語解釋及技能說明
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.早期總彙,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,3~4.化工技術解說(1),(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.基準值技術及運用技術
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(新版)
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業主再進階技術,5運轉EER改善專案,6精明購買家.知識經濟,7.CUS/EUS發包範例.解說,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),揭開按圖施工的誤謬(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
一、概論 A. 空調面術語及技能
1. 國家標準、國際標準 2. EER量測技術 3. 建物冰機電費估算技術
B. 結垢、流速與熱傳及EER之影響
【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。
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、COP量測(CNS 12575)取得動態EER、COP→
2. 依水溫負載群組→取得穩態EER、COP→
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。
一、概論
本文節能指空調主機及因積垢造成運轉效率的下降,空調面術語及技能分為1. 國家標準、國際標準,2. EER、COP量測技術,3. 建物冰機電費估算技術三節論述之。另提供相關資訊的“結垢、流速與熱傳及EER、COP之影響”以做參考。
A. 空調面術語及技能
1. RT冷凍噸,原意為1噸(美制噸=2,000磅)0℃的水在24小時結成冰所需釋放的能量,計算出來為3,024 kcal/h或12,000 BTU/h。有人寫成USRT,此為慣用單位。冷凍噸以冰水側量測為主,RT=mCpΔT,m為質量流率,Cp為比熱,ΔT為進出水溫差。亦可由冷卻水側間接量測,但須先扣除壓縮機的熱功:
RT=QCW-W壓縮機。
2. EER為Energy Efficiency Ratio(能源效率比值)的縮寫,其單位為kcal/W-h,在空調主機可說是「每0.001度電(W-h)可得到的能量(kcal)」
3. COP為Coefficient of Performance(性能係數或能效係數)的縮寫,屬「無因次」的名詞術語(一般稱「無單位」名詞);但在節能時代,其單位可寫為kW/kW,表示:在空調主機其意思為「由壓縮機消耗的能量kW所轉換的冷凍能量kW」。通常EER=COP*0.86(僅指數值)。
4. kW/RT為EER的第三種表達方式,亦即產生每RT消耗的電力kW。這效率方式最接近與電費之關連,因此最通俗。前二者與效率觀念接近,但與電費卻呈現倒數關連,必須再予以換算。因此使用者較喜歡kW/RT。
5. Mollier Chart:冷媒壓焓圖上依照冷凍循環條件繪製成曲線的莫里耳線圖。
6. 冷媒R-123、R-134A、R-22等的熱力學性質表查表技能→由抄表記錄求出EER、COP估算比較之高階技能→進階整合電腦程式估算比較之進階技能。
1. 國家標準、國際標準
1. CNS 12575、12812及AHRI 550:都是冰水主機的規範。
前者為本國國家標準,後者為美國的空調,供熱和商用製冷設備製造商協會(AHRI,Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute)的規範,已經在國際上普遍接受,甚至國內外都享有較CNS更高的知名度。
2. CNS 12575測試標準條件(30℃、7℃)、過載條件(32℃、7℃)及其意義
3. AHRI 550測試標準條件(85℉、45℉)、過載條件(90℉、45℉)及其意義
4. 積垢係數0.00025 ℉-ft2-h/BTU(0.000044 ℃-m2/W)
模擬技能:依照CNS及AHRI標準冷卻水入水溫加上1.2℉(0.67℃)作為冷卻水側的補償。
5. 新主機正常運轉下依AHRI 550或CNS 12575標準,其部分負載之EER、COP數據組作為100%(乾淨銅管)數據組。EER、COP 90%則為前述各該負載溫度下之EER、COP*90%之後的數值之群組。
2. EER、COP量測技術
1. 冰水主機EER、COP測試站檢測實務技能。
2. 冰水主機EER、COP現場測試實務技術。
3. 流量量測技術、簡易判定技術(泵型錄操作曲線判讀)
4. CW、CHW水溫、負載對EER、COP的影響:CW入水溫每提高1℃,EER、COP約降低
3%。但CHW出水溫正好相反,每提高1℃,EER、COP約提高3%。工程技術慣例
訂定CHW出水溫約7℃,不宜任意提高,這是國際上考慮前後設備性能整合
的結果,若CHW出水溫提高,AHU或FCU必須配合改變,否則性能不能達
到原國際設計標準。
5. 節能淨效益:各單元設備節能措施可能影響或增加相關設備的耗能,必須互相扣抵的淨值才是節能效益。例如:秋天負載低時,冷卻塔風扇進行變頻,雖可節省風扇電能,但水溫亦隨之提高,主機耗能提高。因此,必須二者扣抵的淨值才是節能效益。
6. CNS冰水效率與能力測試報告:各項目實際意義及性能關聯性。
7. 積垢係數vs. COP認知辨別技能。96年CNS用積垢係數表示污垢的熱阻抗值
8. 工研院EER、COP測試報告判讀技術:須能辨別工研院或公信力單位測試報告編寫格式及內容,其次,報告中EER、COP、性能及是否與新機偏離、其幅度,以利是否達CNS 12575防垢成效的判定。
3. 建物冰機電費估算技術
1. 冰機原廠選機表:美國原廠通常可提供50~100%的EER、COP選機表。本人民國85年就曾取得多台選機表(連結列出其中一張“主機出廠資料”,以供參考)。
2. 冰機電費估算技術:向業主調查冰機運轉狀況(包括尖峰負載、平均負載、每日及每年運轉時數)及冰機效率、kW/RT,最後相乘即得。
3. 費用展開法:此為冰機電費估算的進階技術,把一年中各種負載下運轉的
水電用量帶入計算,通常列表以程式計算。
4. LCC(Life Cycle Cost)估算法:此為費用展開再進一步的技術,把Life中建造、運轉、管理維修及撤除還原為Cycle,其間的費用列出並比較,以程式計算。通常國際上空調以20年計算。
B. 結垢、流速與熱傳及EER、COP之影響
1. 結垢與熱傳關係如下
物體材質 |
熱傳導率kcal/mh℃ |
與軟鋼之比較 |
銅 |
345 |
約6.68倍 |
鋁 |
204 |
約3.95倍 |
冰 |
1.7 |
約0.03倍 |
軟鋼 |
40~45 |
— |
一般水垢 |
1~2 |
約1/20~1/40 |
碳酸鹽水垢 |
0.5~2 |
約1/20~1/80 |
硫酸鹽水垢 |
0.4~0.6 |
約1/70~1/100 |
矽酸鹽水垢 |
0.2~0.4 |
約1/100~1/200 |
油脂膜 |
0.1 |
約1/400 |
塵土(軟垢) |
0.05~0.1 |
約1/400~1/800 |
空氣 |
0.04 |
約1/1000 |
註:1. 銅熱傳導率為軟鋼之6.68倍,故冷凝器、蒸發器管材不僅採用銅管,更是於冷媒側採用鰭片管以增加熱傳效果,一般是26山/吋;節能加強型則是40山/吋,並於水側採用內螺紋再增加熱傳效果。
2. 水垢熱傳導率與銅之比較僅為其1/200~1/300,差距極大。表內數據只是科學家佐證的測試結果,一般經驗即已知道:只要冷凝器有薄薄一層水垢,熱傳導率就快速下降。
3. 由此可知防垢重要性。特別是花費昂貴金錢採購高價格冰機,卻疏忽防垢成效檢驗,真是“因小失大”。
2. 流速與熱傳影響辨別技術:.bmp)
流速與熱傳關係如下表二。
表二 流速與熱傳關係
流速(m/s) |
總熱傳係數 |
百分比 |
1. 總熱傳係數(kcal/m2-h-℃)為每英吋26 pitch螺紋,管徑19 mm,C1220T(銅管材質編號)在新管尚無污垢的狀況。 2. 流速或流量減半,總熱傳係數約降至70%。影響熱交換效果極大。 3. 負載50%,若此時冷卻水流量減半,必須考慮流量與熱交換雙重作用,影響冰機耗能。 |
3.0 |
1207 |
100% |
|
2.5 |
1115 |
92.38% |
|
2.0 |
1000 |
82.85% |
|
1.5 |
864.3 |
71.61% |
|
1.0 |
692.9 |
57.41% |
註:1. 一般來說,154 μm以上顆粒通常可以在泵浦啟動後被2~2.5 m/s的水流帶走。水流速變慢,帶動懸浮固體離開的能力亦下降,將造成原來可帶走的中間顆粒(120~150 μm)之懸浮固體沈降,形成塵土的軟垢,導致熱交換變差。
2. AHRI 550及CNS 12575規定的流速3 gpm、12.5 lpm都充分考慮實務應用問題。冷卻水流量若要改變,卻不考慮懸浮固體沈降的變動結果,可能適得其反,因為塵土的軟垢形成後的熱傳導率更差,約為水垢的1/5~1/10(參見表一)。
3. 這不是用不負責任的口頭唬弄可以搪塞的(負責任意指:賠償浪費電力損失並承擔改善的責任;換言之,負責任必須提升用高階的系統整合性做成果檢驗才可以。)表一提供:銅管的熱傳導率為345 kcal/mh℃,水垢約為1~2 kcal/mh℃,塵土的軟垢0.05~0.1 kcal/mh℃。
4. 異言之,冷卻水泵倘若有負載變頻構想時,必須提升系統整合性做跨領域的塵土軟垢以及流速,二者對熱傳導率之影響評估。冰水泵與區域泵亦然。看來該二者似乎對於冷卻水泵、冰水泵影響是負面結果,只有區域泵不受該二者影響而採用多年。
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