氣冷式冰水主機與環境溫度的關係 文：李柏年

本公司在七月份於完成了一項小型工程，該處用途為大型集會會館，由於設備空間因素，必須使用氣冷式冰水主機，藉者此次工程試車數據，正好讓我們可以來探討，氣冷式冰水主機在目前面臨夏季均溫逐年升高環境下，面臨可能發生的情形。

氣冷式冰水機圖

氣冷式冰水主機壓縮機高壓及耗能，將隨環境溫度而有大幅度變化，此案例當左右壓縮機機高壓均降低3.5 kg/cm²時，電流降了約10A。因此可推論，壓縮機高壓平均每降1 kg/cm²時，電流約可降2.8A，下降960W的耗能，以整體耗能比例來計算，已約可降低2.7%的耗能。

水冷式冰水機圖

由上表可看出，水冷式冰水主機在耗能表現及實際冷凍能力均優於氣冷式冰水主機，且水冷式主機散熱效果佳，散熱條件隨環境變化較小，以目前全球氣溫逐年升溫，氣冷式主機散熱效果將會越來越差，伴隨而來的情況除了壓縮機高壓升高，耗能上升，更有著主機故障跳機的風險，故雖然水冷式主機需配置於室內，且需要有冷卻水塔及冷卻泵浦等附屬設備，設備佔用空間較大，設備價格較高，但就長期使用設備耗能考量上，還是推薦使用水冷式冰水主機較佳。

由於氣冷式主機耗能受到環境溫度影響，最直接有效的方法便是降低其周圍溫度及提升散熱效果，以下針對其方法提出兩種方式，並列出優缺點供讀者參考！

噴霧狀況圖

其實不論是水冷式還是氣冷式主機，最重要的還是設備必須定期檢查及正確的保養，因為不論何種設備都會隨使用時間發生效能下降、增加耗能的情況，而定期保養則能增加設備使用壽命、減低效能下降情形，進而避免不必要耗能及設備故障產生， 所以有良好的預防保養工作才是節能之道。

變頻技術探討PART I I—變頻器在空調冰水系統之節能應用 文：黃嘉彬

• 水泵之水泵性能曲線與運轉特性
1. 由水泵性能曲線可看出水泵運轉時，流量與揚程(水頭)之關係，如下圖所示，虛線代表水路系統性能曲線，用 以描述水流量與管線壓降之關係，當水泵運轉之揚程與流量等於在系統管線內之壓降與水流量時，即代表水泵之運轉點，也就是如下圖所示水泵性能曲線與水路系統性能曲線之交點。因此，當水路系統之閥件改變開度時，將影響系統性能曲線，並且改變水泵之運轉點。
   
   水泵性能曲線圖
2. 水泵之運轉特性可以依照泵浦定律(Pump Affinity Laws) 得知水量(Q)、揚程(H)、轉速(N)以及制動馬力(BHP)之間的關係如下： Q1⁄Q2=N1⁄N2，水量與轉速成正比。 H1⁄H2=(N1⁄N2)2，揚程與轉速平方成正比。 BHP1⁄BHP2=(N1⁄N2)3，制動馬力與轉速三次方成正比。故降低泵的轉速既可降低揚程及流量，更可大量的降低耗電量。依照泵浦定律，耗電與流量成三次方正比關係，因此省能的效益相當可觀。


• 水泵流量之調整方法對於耗能之影響

對於一個水路系統而言，欲調整其流量以符合使用需求，可使用的方法包含節流、旁通、關斷及變頻控制等，如下所示。


由左至右分別為：節流、旁通、閥斷、變頻控制
這4 種流量調整方法之原理比較，詳細說明如下：
1. 節流閥關小法：

將節流閥關小，單位水流量之壓損增加，因此在相同的流量條件下，節流閥關小調整後的系統性能曲線比原來的性能曲線斜率陡，使得系統與水泵性能曲線之交點往上移動，而得到較小流量較高揚程之運轉點。水泵之耗電量(kW)等於體積流率(m3/s)與壓降(kPa)之乘積，雖然藉由節流閥關小可獲得降低流量之效果，但也相對提升水泵之運轉揚程，因此水泵無法獲得明顯之節能效果。

2. 旁通管路法：

利用旁通管路將部分水泵吐出水量旁通回到水泵引入口，可降低輸送至使用端的水量，但是因為旁通使得水路系統之壓損減小，故旁通調整後的系統性能曲線斜率較緩，使得系統與水泵性能曲線之交點往下移動，而得到較大水泵總流量，及較低揚程之運轉點。雖然藉由旁通可獲得降低使用端的之水量以及降低水泵運轉揚程效果，但也相對提升水泵之總流量，因此水泵無法獲得明顯之節能效果。

3. 起停關斷控制方法：

可降低水泵使用時數，但使用性欠佳，控制不精確，水量不穩定，起停頻繁將增加機件耗損率。

4. 變頻控制法：

利用泵浦定律，將水泵轉速降低，水泵性能曲線約以平行於原曲線的方式往下移動，使得系統與水泵性能曲線之交點往下移動，而同時得到較低的水泵流量及較低的揚程之運轉點，根據泵浦定律，水泵耗電與轉速或流量成三次方正比關係，因此大量節能耗電，並且其運轉效率可約維持與滿載運轉點的效率相同。

綜合以上之說明，並且由下圖各種流量調整方法之耗能比較可知，變頻控制之節能效果顯著，相對於節流閥流量調整方法可達50%以上。因此，以下將說明變頻器在空調冰水系統之節能應用與應用案例解說。


四種流量調整方法之原理比較


各種流量調整方法之耗能比較

1. 決定水泵使用環境條件。
2. 計算水泵所需水流率、水泵入口壓力、水泵吐出壓力，並考慮其可能變動範圍。
3. 水泵機殼可耐受之最大差壓。
4. 關於特殊之啟動、停止及其他可能之運轉條件。
5. 包含密度、溫度等流體之規格。
6. 水泵之構造材料。
7. 系統設計描述，例如：單機、併聯運轉或串連運轉。

在以上所述條件的前提下，可能會有很多水泵型號符合需求，因此有時仍必須考量其他因素，方有最終之決定。例如，選用較高轉速之水泵，通常初置費用較低；而選用較低轉速水泵，維修費較低。因此，必要時，設計者必須考慮更為詳細之成本效益與使用性。

水泵選用範例圖

看完以上本期內容後，各位讀者是否對變頻器有更多的了解，也有更多更想知道有關變頻器的知識與內容呢！下一期內容將先回到變頻器本身的構造及技術介紹上，讓大家先多了解變頻器的原理一些，再繼續延伸其他的應用方面，如果各位讀者對變頻器想要有更進一步的了解，那請別錯過下期的節能電子報喔！

書  名：低碳生活的24堂課 小至馬桶大到棒球場的減碳提案
作  者：張楊乾
出  版：朱雀文化
出版日期：2009年06月22日
作者介紹：

作者張楊乾，也是台達電子文教基金會氣候變遷專案經理。這本書從生活中記錄碳足跡，到選擇馬桶和洗衣方式，把鎢絲燈泡換成省電燈泡等，也從開會、用餐、開車、旅行，每一個活動、每一件事都可以少少減碳，作者阿乾身體力行的實踐低碳生活，包括把車子改裝成瓦斯車、實際測量車子怠速的耗油量、改造家裡各項設備以減低碳耗量，連結婚都搞低碳婚禮，喜帖只傳電子檔，還苦苦遊說飯店調高冷氣溫度、少開燈(自己去換飯店燈泡)，由食物里程觀念來選擇低碳的桌菜，以國產酒取代進口葡萄酒等等。

這些概念我們當然知道，只是生活習慣還未落實減碳行為，所以大家紛紛檢討起個人日常行為是否可以有更少碳的生活，我們以「Eco Life清淨家園顧厝邊綠色生活網」所提供之計算表計算7月份各人之碳排放大約是多少，公司內部也少開冷氣、拔掉飲水機之電源等方式來節約用電，期望節能低碳從本身做起，就從日常生活上開始吧!

哲丞目前仍是勤益科技大學冷凍空調系的夜校生，從不因為就學而延誤工作或提早下班。7月份學校已放暑假了，哲丞更是盡心盡力於工作上，夏季是公司最忙碌的時候，也是空調設備使用量最大的季節，客戶所委託之定期保養尤其重要，哲丞常常要協助擔此重任，雖然偶有工作不完美之處，但是哲丞一直以來有很好的態度及禮貌，而且工作認真又能虛心學習，這樣的正面學習心態是我們都應該要保持與學習的。