CNS、AHRI技術.要點
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技術系列: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與積垢浪費系列: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、CNS 12575本體技術 1. IPLV技術 2. IPLV進階技術 3. 允差技術
4. 積垢容許之水溫修正技術 允差百分比曲線圖
二、AHRI本體技術 1. IPLV技術 2. NPLV技術
三、部分負載權值技術 A. 權值技術建立 B. IPLV/APLV/NPLV進階權值技術
四、現場EER量測驗析技術 A. 穩態數據建立之必要性 B. 穩態數據建立技術之認證
五、CNS對儀表精度之要求 六、結論與誌謝 七、參考文獻
附錄 我國IPLV測試條件可行性研究
【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。
標場攻防奪標技術。空調工程案本來很簡單明瞭的
1. CNS 12575防垢成效檢驗之監造與施工技術,但在
2. 歷經30年來的偷工減料、損害業主權益達造價的167%,並
3. 由經濟部二次實測證實嚴重積垢,實係源於技師、承包商二業界之
4. 因貪圖水處理次級品與合格品差價7~9倍之非法暴利(施工)與因循苟且(監造)
,而增加許多繁複扭曲的擺脫“群體心魔”類標場攻防事。
5. 本站300多篇CNS技術、商戰技術諸系列就是包括正面CNS 12575防垢成效檢驗
之監造與施工技術與面對“群體心魔”而惡性競爭的業界生態下標場攻防之奪標
技術。
要言之,防垢成效檢驗技術如下,此可由本公司研發成功的節能量測驗析M&V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,節能量測驗析M&V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。
【本文】
本文把CNS、AHRI的要點臚列出來。本CNS系列技術多數是空調業需要而由經濟部二次實測所表明30年實況(業主慘況)顯出水處理偷工減料,源於採購差價7~9倍次級品之貪圖非法暴利陋習,損害業主權益達工程造價的167%,代表空調業尚未具備CNS系列達標場攻防的商戰技術,但此技術卻容易贏取業主的肯定,又具備標場攻防奪標技術特徵而成為商戰利器。本公司已有專利證書4張(ID=21~24)可授權合作者獨占或寡占專案來奪標;讀者若妥善運用本CNS系列技術並進階發展成為EER工程技術,也可以向本公司授權引進專利技術、技術合作(二擇一)或自行花相當的人力物力研發,不僅有本CNS系列技術國家標準的招牌,其成功奪標後的收穫當然使得本項投資非常值得。
一、CNS 12575本體技術
CNS 12575運轉條件[1]
項 目 |
冰水 |
水冷式冷卻水 |
||||
水流量 |
出口水溫 |
入口水溫℃ |
水流量 |
|||
冷卻機組 |
冷卻條件 |
10 |
7℃ |
30 ℃ |
12.5 L/min/RT (各種負載) |
|
過載條件 |
32℃ |
|||||
部份負載 冷卻運轉 |
出口水溫7℃ 水量10.0 L/min/RT (各種負載) |
負載 |
℃ |
IPLV權值% |
||
100% |
30 |
未訂權值 |
||||
75% |
24 |
未訂權值 |
||||
50% |
19 |
未訂權值 |
||||
25% |
19 |
未訂權值 |
註:1. CNS未訂權值,AHRI權值表示如CNS-IPLV技術公式(2),標場商戰時投標者可不受經濟部標準檢驗局本件故步自封的官僚作風限制(對比歐日各國甚至中國大陸都比照AHRI模式訂定該國氣候的運轉溫度負載條件下之權值。),而將CNS權值暫以AHRI權值代替而與世界同步,來顯示你高出標案競爭者;特別因IPLV是整合值,且具備世界標準的標籤;在標場運用“1個值而不是4個值”的威力,能善加運用的話(業主不具本業技術,但卻懂自身權益,“簡單易懂、超越競標者的本業技術”的威力),更是可達虎虎生風、不可一世。
2. EER、COP量測計算式解說參見連結網頁之說明。 大綱 TOP BOTTOM
本公司電腦量測驗證及節能分析軟體已可由感測器連線或由監控軟體二者提供數據來建立穩態EER、COP與其上本文和系列之CNS技術實務,業界可進一步依據來建立標場攻防商戰技術。惟,須注意:感測器量測單位、數據,牽涉計算結果的正確性,必須先予以校正才提供。本研究為達親和性,設計多種單位的換算因子conversion factor供勾選。
1. CNS-IPLV技術
IPLV:Integrated Part Load Value,整合性部分負載值[1];四組冷卻水入口溫度30、24、19、19℃及負載100、75、50、25%的模式。
IPLV=WF100%×A+ WF75%×B+ WF50%×C+ WF25%×D---------- (1)
其中,A=100%,B=75%,C=50%,D=25%之對應EER或COP穩態值 EER單位:kcal/W-h或Btu/W-h、COP單位:kW/kW(或無因次單位)
WF100%:於100%負載之權值
WF 75%:於 75%負載之權值
WF 50%:於 50%負載之權值
WF 25%:於 25%負載之權值
IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D (EER或COP)------- (2)
公式(1)之WF100%、WF75%、WF50%、WF25%以機組之效率管理機關公告值為準。CNS未訂權值,AHRI權值表示如公式(2),標場商戰時投標者可不受經濟部標準檢驗局本件故步自封的官僚作風限制(對比歐日各國甚至中國大陸都比照AHRI模式訂定該國氣候的運轉溫度負載條件下之權值。),而將CNS權值暫以AHRI權值代替而與世界同步,來顯示你高出標案競爭者;特別因IPLV是整合值,且具備世界標準的標籤;在標場運用“1個值而不是4個值”的威力,能善加運用的話(業主不具本業技術,但卻懂自身權益,“簡單易懂、超越競標者的本業技術”的威力),更是可達虎虎生風、不可一世。
2. CNS-IPLV進階技術[1]
IPLV進階技術就是實務技術,亦即75%、50%之EER或COP採用內差法求得,25%之EER或COP不能採用外差法,須採專用法(延伸+公式法)並依照CNS 12575所提供的公式及範例計算法求得。(範例參見:CNS、AHRI 技術第8~9頁有段加卸載冰水機之IPLV測試與範例)
進階技術另有權值技術(參見本文該節)。
3. 允差技術[1]
依CNS 12575之8.1節規定,此允許誤差百分比適用於冷凍噸、效率與熱平衡值。
允許誤差百分比之公式如下:
允許誤差=10.5-0.07×%FL+(833.3/(DTFL×%FL))
其中:%FL:負載百分比
DTFL:全載時冰水出水及入水水溫之溫度差(℃)
將計算結果繪成圖3,以利查詢。(注意:圖上中間曲線之全載為5.6℃,與台灣慣用之5℃有微小差別,但仍接近。)
允差技術之簡易應用技術
CNS 12575之7.2.2節“穩態條件的決定”「資料擷取方法:機組在依全載標準試驗條件達到穩定狀態後,熱平衡值亦符合第8.1節的允許誤差要求,以每次5分鐘以上的間隔連續測定3次」。3次指第0、5、10分鐘,只需費時10分鐘即可完成。
冷凍噸、效率與熱平衡值之允差百分比:100%負載時,允差5%。50%負載時,允差10%,換算回為100%的基準也是5%。必須注意的是(1) 5%是以全載基準來論,(2) 此為實務簡易應用,參見前圖3線段之50%~100%常用負載部分接近直線,欲精確時仍必須回到前述CNS的允差公式為準。
熱平衡定義 (qev+ Winput- qc)/ qc* 100%
由CNS 12575/AHRI 550的EER、COP允差5%規定,再由熱傳學,積垢影響如果低於5%,應該符合CNS/AHRI的允差標準。由此可應用於穩態數據的決定。
4. 積垢容許之水溫修正技術[1]
範例:冷凝器的入水溫度提高1.2℉(0.6℃)來模擬0.00025 h-ft2-℉/Btu (0.000044 m2-℃/W)的積垢容許值。範例參見:CNS、AHRI技術第11頁
二、AHRI本體技術 大綱 TOP BOTTOM
AHRI 550運轉條件[2]
項 目 | 冰水 | 水冷式冷卻水 | ||||
出口水溫 | 水流量 | 入口水溫℃ | 水流量 | |||
冷卻機組 |
標準冷卻條件 |
44℉(6.67℃) |
2.4 gpm/RT |
85℉ (29.44℃) |
3 gpm/RT (11.355 lpm/RT) (各種負載) |
|
Application |
40~48℉ |
65~105℉ |
||||
部份負載 |
出口水溫44℉ (各種負載) |
負載 | ℉ |
IPLV權值% |
||
100% | 85 | 1 | ||||
75% | 75 | 42 | ||||
50% | 65 | 45 | ||||
25% | 65 | 12 |
註:1. 1992版Application應用條件APLV:由廠商或技師視實際需求與客戶或業主討論後訂定。
2. 2003版改名Non-Standard非標準條件NPLV:同上之討論後訂定。
1. AHRI-IPLV技術[2]
IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D (EER或COP)
CNS與AHRI相同的運轉條件,但CNS的權重值暫以代碼表示,未明示數值。
2. AHRI-NPLV技術[2]
Non-standard Part Load Value非標準部分負載值。
以台灣的氣候及實際運轉條件來論,NPLV模式之部分負載水溫負載條件可採用:50%、60%、70%、80%、90%、100%共6種負載條件,冷卻水入水溫:25、26、27、28、29、30℃,共6種溫度條件,合計36組常用運轉條件下的EER、COP耗能NPLV模式。
三、PLV部分負載權值技術[1] [2]
前述業界對CNS系列技術似懂非懂,對本節權值技術更差;本文各項技術具備國家標準與世界標準的標籤;倘若先進在標場能善加運用此等級威力的話(業主不具本業技術,但卻懂自身權益,“簡單易懂、超越競標者的本業技術”的威力),更是可達虎虎生風、不可一世。請先進自行建立。
A. 權值技術用途與內容
本研究的專案建立權值電腦程式技術,此技術可以令業主認識自身主機及負載權值的對應關連性,可由此得知最佳的運轉模式。
權值技術建立:現狀電腦程式以單台主機為base,亦可改為以機房(建物)為base,可得整棟建物耗能4組IPLV或36組NPLV常用溫度負載的分布及其權值;該分布以該溫度負載選擇範圍的筆數與全部溫度負載4組或36組選擇範圍總筆數的佔比為權值,再依照前述計算式而得IPLV計算結果(APLV/NPLV則比照IPLV方式);特別注意:APLV/ NPLV的入水溫高於30℃與低於25℃者不在選擇範圍,負載低於50%者同樣不在選擇範圍;IPLV的入水溫高於30℃與低於19℃者不在選擇範圍。主因是極端氣候影響下前述運轉條件耗能與效率的變動性與差異性尚未能找出其規則性,再加上他們不是常用運轉條件,實用性價值低。歐日各國甚至中國大陸都比照AHRI模式訂定該國氣候的運轉溫度負載條件下之權值。工研院召集的冰機團隊一面採用該模式,另一面亦嘗試提出台灣負載權值模式,值得鼓勵。
B. IPLV/APLV/NPLV進階權值技術
由於IPLV溫載數只有4組(30℃100%,24℃75%,19℃50%,19℃25%),台灣地處亞熱帶氣候,部分負載顯然需要更多組數,才能代表該建物全年尺度的運轉條件,建議以主機冷卻水入口溫度30、29、28、27、26、25℃及負載100、90、80、70、60、50%,共計6*6=36組常用運轉條件,列為APLV/NPLV運轉條件。
四、現場EER量測驗析技術
測試站相關主機運轉費用高而筆數少,且均直接控制在CNS的規定範圍內,都為穩態條件,因為不需要數據分析而較單純,30年來都如此。惟,現場量測無法限定及控制運轉條件,而是依照實際運轉EER、COP做量測紀錄;遺憾30年來業界未能研發成功獲得通過認證的穩態EER、COP技術,因為必須獲得穩態EER、COP才能建立基準值、運轉值,來確保防垢成效比較分析的結果為正確。本公司研發成功節能量測驗析M&V軟體已包含建立穩態EER、COP資料,且榮獲經濟部審查通過獲得專利證書,可供業界先進卓參,並成為極佳之標場攻防利器;再加上擁有業界迷失30年未能研發成功之穩態EER、COP技術的專利授權,標場攻防更是如虎添翼勝過沒有穩態EER、COP技術的對手。
A. 穩態數據建立之必要性
非穩態數據無任何科學模式或學理的依據,科學文獻無論文探討動態EER、COP,因為眾知它完全無應用價值。故此,CNS 12575及AHRI 550都是以建立穩態EER、COP做為基礎,另一面也訂定決定穩態之條件。
綠建築(Green Building,GB)的節能指標也必須為穩態數據才可以符合科學要求。
B. 穩態數據建立技術之認證
前述運轉EER、COP量測紀錄資料庫,再依照專業技術剔除資料庫中非穩態數據,只對穩態資料的EER、COP做比較分析。數據的剔除及保留之專業技術必須獲得認證,以免數據分析為錯誤結果,才能達到CNS 12575及AHRI 550的要求標準。
五、CNS對儀表精度之要求 大綱 TOP BOTTOM
測試儀器設備規格之選用應依照下表,才符合CNS標準。但工程案監控系統則有成本考慮,另有依規範有其精度之要求,此實行也有20年以上。
A. CNS對儀表精度之要求[1]
項 目 | CNS 12575 78年版、96年版 |
CNS 12812 79年版 |
溫度計 | 空氣溫度±0.1℃ | ±0.1℃ |
冷(溫)水溫度±0.1℃ | ±0.1℃ | |
冷媒溫度±0.5℃ | ±1.0℃ | |
流量計 | ±2% | ±2% |
壓力計 | ±2% | ±2% |
電力儀器 | ±0.5% | ±0.5% |
98年依據參與CNS編訂人員透露,未來CNS 12812將編入CNS 12575之後刪除。
六、結論與誌謝
本研究二階段接受經濟部SBIR計畫補助[3,4],特此誌謝。
本研究有較多技術商品化過程的項目,在各業界現場必須找出共通性的操作習慣、企業管理模式及查詢資料的規律性,焦點同樣指向運轉EER、COP量測與穩態EER、COP,然後以此焦點展開。已如本文所述。
民國80年經濟部已知冰水主機龐大耗能浪費,遲至今日才有本研究成果作為起步,可見其繁雜性、困難度。筆者衷心企盼學者專家、業界先進不吝指教,並投入更多研發,徹底杜絕這龐大耗能浪費。
七、參考文獻 大綱 TOP BOTTOM
1. CNS 12575 B4072,蒸氣壓縮式冰水機組Water chilling packages using the vapor compression cycle,公布日期78年8月12日,修訂公布日期96年2月27日
2. ARI Standard 550,1992 Standard for Centrifugal and Rotary Screw Water-Chilling Packages. ARI Standard 550/590,1998 Standard for Water Chilling Packages Using The Vapor Compression Cycle. ARI Standard 550/590,2003 Standard for Performance Rating of Water-Chilling Packages Using The Vapor Compression Cycle.
3. 經濟部SBIR計畫編號:IZ920016,名稱:中央空調用節水監測系統之開發,92年4月1日至93年3月31日
4. 經濟部SBIR計畫編號:1Z970062,名稱:化工結晶動力技術在空調節能產業平台的技術開發計畫,97年7月1日至98年12月31日。
以下資料由工研院綠能所智慧節能系統技術組張鈺炯副組長於101年2月18日在台灣冷凍空調學會「先進冰水機及系統應用技術研討會」所提出;原文參閱(下載特區)
- 由冰水機自願性效率管制專家團隊於97年6月16日會議檢討CNS 12575冰水機測試標準IPLV計算式中A、B、C、D參數與水溫條件。
- 於97年7~8月間,由專家團隊至各測試點進行實測。
負載 | 暫定權重 | 暫定測試溫度 |
100% | 12% | 30℃ |
75% | 43% | 28℃ |
50% | 39% | 26℃ |
25% | 6% | 24℃ |
專家團隊分屬不同單位。惟,前述實測係由專家團隊進行,不涉測試點能力。
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