智慧型控制系统在空调节能之应用.

1、 2007 American Standard Inc.TAESCO張羽佳張羽佳技術總監技術總監詮宏空調系統服務股份有限公司詮宏空調系統服務股份有限公司 2007 American Standard Inc.TAESCO 2007 American Standard Inc.TAESCO 2007 American Standard Inc.TAESCOwater-cooledchillerevaporatorPstandardcondenserheat-recoverycondenserheatingloadPcoolingtowerPcoolingloadP利用熱水出水溫變控制造成壓利用熱

2、水出水溫變控制造成壓縮機的縮機的 Lift 過大過大, 主機效率主機效率變差變差, 部份負載時容易部份負載時容易 Surgecontroller 2007 American Standard Inc.TAESCOwater-cooledchillerevaporatorPstandardcondenserheat-recoverycondenserheatingloadPcoolingtowerPcoolingloadauxiliaryheatPcontrollercontroller 利用熱水回水溫變控制利用熱水回水溫變控制,使縮使縮機的機的 Lift 變小變小, 可提高主機可提高主機效率及

3、改善效率及改善Surge的問題的問題 2007 American Standard Inc.TAESCOheat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm52.6 F40 F40 F52.6 F52.6 F52.6 F40 Funloadunloadunload Bypass 管位置設計不當管位置設計不當, 造成造成熱回收主機無法經常保持滿載熱回收主機無法經常保持滿載 2007 American Standard Inc.TAESCOheat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm40 F40 F56 F50.9 F50.9 F40 F

4、unloadunloadfull load 更改更改Bypass管管 的位置的位置, 可可使熱回收主機經常保持滿載使熱回收主機經常保持滿載並回收全部之熱量並回收全部之熱量 2007 American Standard Inc.TAESCOheat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm52.6 F40 F40 F52.6 F52.6 F52.6 F40 Funloadunloadunload很不幸的很不幸的, 冰水泵是採用共管冰水泵是採用共管( Manifold) 的方式的方式 2007 American Standard Inc.TAESCO單純地改變單純地改變

5、Bypass 管的位置管的位置就可以解決問題嗎就可以解決問題嗎?heat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm40 F40 F56 F50.9 F50.9 F40 Funloadunloadunload 2007 American Standard Inc.TAESCOheat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm40 F40 F56 F50.9 F50.9 F40 Funloadunloadfull load問題是主機系統不問題是主機系統不能停止以便施工能停止以便施工 熱回收主機的冰水泵必須改熱回收主機的冰水泵必須改為一對一為一

6、對一 的方式的方式 2007 American Standard Inc.TAESCOheat-recovery40 F825 gpm56 F40 F0 gpm56 F40 F40 F56 F56 F56 F40 FVFDunloadunloadfull load70%70%100%解決方法為解決方法為:將主冰水泵加裝變頻器將主冰水泵加裝變頻器, 將系將系統改為一次側變流量系統統改為一次側變流量系統, 只只要將其它要將其它2台主機之台主機之2通閥部通閥部份關閉份關閉, 將水流逼到熱回收主將水流逼到熱回收主機機, 就可使其滿載就可使其滿載 2007 American Standard Inc.T

7、AESCO heat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm52.6 F40 F52.6 F52.6 F52.6 F52.6 F40 F穩定冰水出水溫度對晶元廠穩定冰水出水溫度對晶元廠十分重要十分重要, 當要起動當要起動 2 號機號機時時, 如何防止系統出水溫度受如何防止系統出水溫度受到影響到影響?ONONOff100%0%100% 2007 American Standard Inc.TAESCO heat-recovery40 F825 gpm56 F40 F225 gpm52.6 F38 F52.6 F52.6 F52.6 F52.6 F38 F當要起動當要

8、起動 2 號機時號機時, 其出口其出口控制小部份開啟控制小部份開啟, 同時正在運同時正在運轉的主機出水溫度要往下調轉的主機出水溫度要往下調降降, 待待2 號機之出水溫度下降號機之出水溫度下降至至40F時時, 其出口閥才可以全其出口閥才可以全開開, 其它二部主機出水溫度調其它二部主機出水溫度調回正常之回正常之40FONONON100%15%100% 2007 American Standard Inc.TAESCO 2007 American Standard Inc.TAESCO 我快冷死了我快冷死了我很舒服我很舒服我好熱我好熱我好悶我好悶定風量系統只有一只恆定風量系統只有一只恆溫器溫器, 無

9、法滿足每個房間無法滿足每個房間不同的溫度需求不同的溫度需求 2007 American Standard Inc.TAESCO 加裝加裝VAV box, 將其將其變更為定風溫變更為定風溫,變風量變風量系統系統. 2007 American Standard Inc.TAESCO 外氣入口安裝玻外氣入口安裝玻璃窗加以封閉璃窗加以封閉 2007 American Standard Inc.TAESCOASHRAE Standard 62-19892001 方程式方程式 6.1 外氣引入及最佳化控制外氣引入及最佳化控制 2007 American Standard Inc.TAESCO部份部份負載負

10、載:SA CFM = 2100 = 650 + 550 + 900OA CFM = 700 = 200 + 200 + 300FRACTION = .31 .36 .33部份部份負載負載:SA CFM = 1400 = 500 + 500 + 400OA CFM = 700 = 200 + 200 + 300FRACTION = .40 .40 .75 設計設計負載負載:SA CFM = 3000 =1000 +1000 +1000OA CFM = 700 = 200 + 200 + 300FRACTION = .20 .20 .30 外氣量最佳化控制外氣量最佳化控制 2007 America

11、n Standard Inc.TAESCOASHRAE Standard 62-19892001 方程式方程式 6.1Vot = Vst X/(1 + X Z)此處此處 Vot = 修正後的修正後的總外氣總外氣Vst =總送風量總送風量X = 未修正的未修正的總外氣量總外氣量與與總送風量總送風量之比例分數之比例分數Z =最高的空間最高的空間外氣量外氣量與與設計送風量設計送風量之比例分之比例分數數 2007 American Standard Inc.TAESCOASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1DesignLoad:SA CFM 3000=1000+ 1000

12、+ 1000OA CFM 700=200+200+300Vent Fraction=.20.20.30 Y = X / ( 1 + X - Z )= 700/3000 / ( 1 + 700/3000 - .30 )= .2333 / ( 1 + .2333 - .30 )= 0.25System OA = Y x Vst= 0.25 x 3000= 750 CFM 2007 American Standard Inc.TAESCO系統系統 操作狀況操作狀況DesignLoad:SA CFM 3000=1000+1000 +1000OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fra

13、ction .20 .20 .30PartLoad:SA CFM 2100 =650 + 550 + 900OA CFM 700 =200 + 200 + 300Fraction .31 .36 .33PartLoad:SA CFM1400= 500 + 500 + 400OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .40 .40 .75 25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFMASHRAE 62-89OA 需求需求ASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standar

14、d Inc.TAESCO25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFMASHRAE 62-8923% or700 CFM23% or506 CFM23% or322 CFMMin. OAOA 送達量送達量OA 需求需求固定風門固定風門DesignLoad:SA CFM 3000=1000+1000 +1000OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .20 .20 .30PartLoad:SA CFM 2100 =650 + 550 + 900OA CFM 700 =200 + 200 + 300Fraction .31 .36

15、.33PartLoad:SA CFM1400= 500 + 500 + 400OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .40 .40 .75 系統系統 操作狀況操作狀況ASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFMASHRAE 62-8923% or700 CFM23% or506 CFM23% or322 CFMMinimum OA67% or2010 CFM67% or1474 CFM67%

16、 or933 CFMASHRAEMethodDesignLoad:SA CFM 3000=1000+1000 +1000OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .20 .20 .30PartLoad:SA CFM 2100 =650 + 550 + 900OA CFM 700 =200 + 200 + 300Fraction .31 .36 .33PartLoad:SA CFM1400= 500 + 500 + 400OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .40 .40 .75 系統系統 操作狀況操作狀況OA 需求需求OA

17、送達量送達量固定風固定風門門 ASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFMASHRAE 62-8923% or700 CFM23% or506 CFM23% or322 CFM67% or2010 CFM67% or1474 CFM67% or933 CFM31% or933 CFM42% or933 CFM67% or933 CFMMinimumOAASHRAEMethod流量流量控制控制Max. OADesignLoad:

18、SA CFM 3000=1000+1000 +1000OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .20 .20 .30PartLoad:SA CFM 2100 =650 + 550 + 900OA CFM 700 =200 + 200 + 300Fraction .31 .36 .33PartLoad:SA CFM1400= 500 + 500 + 400OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .40 .40 .75 系統系統 操作狀況操作狀況OA 需求需求OA 送達量送達量固定風門固定風門ASHRAE Standard 62-

19、1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFMASHRAE 62-8923% or700 CFM23% or506 CFM23% or322 CFM67% or2010 CFM67% or1474 CFM67% or933 CFM25% or750 CFM34% or721 CFM67% or933 CFM通風通風量量重置重置31% or933 CFM42% or933 CFM67% or933 CFMMinimumOAASHRAEMethodDesignLoad:

20、SA CFM 3000=1000+1000 +1000OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .20 .20 .30PartLoad:SA CFM 2100 =650 + 550 + 900OA CFM 700 =200 + 200 + 300Fraction .31 .36 .33PartLoad:SA CFM1400= 500 + 500 + 400OA CFM 700 = 200 + 200 + 300Fraction .40 .40 .75 系統系統 操作狀況操作狀況OA 需求需求OA 送達量送達量固定風門固定風門流量流量控制控制Max. OA ASH

21、RAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO通風量重置控制通風量重置控制最少外氣量設定點計算最少外氣量設定點計算 重點空間重點空間 空間通風比例分數計算空間通風比例分數計算基本風量基本風量通風量需求通風量需求量測及控制量測及控制外氣風量外氣風量 總送風量SARAOA含控制之含控制之中央系統空調箱中央系統空調箱DDC/VAV TerminalBAS溝通介面溝通介面外氣風量ASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO通風方

22、式能耗比較通風方式能耗比較MiamiMpls. SeattleToronto30405060708090100固定最小外氣固定最小外氣風門風門 不符合不符合 ASHRAE 62流量控制流量控制, 最大外氣量最大外氣量通風量通風量重置重置% 空調能源消耗量空調能源消耗量ASHRAE Standard 62-1989 方程式方程式 6.1 2007 American Standard Inc.TAESCO0主機主機暖氣暖氣全外氣全外氣+主機主機外氣量外氣量全外氣全外氣外氣量外氣量 %外氣溫度外氣溫度冷冷熱熱100min主機能量主機能量 2007 American Standard Inc.TAES

23、CO 2006 American Standard All rights reservedhumidity ratio, grains/lb of dry airwet-bulb temperature, Fdry-bulb temperature, FeconOFF最小外氣量最小外氣量hOA hRA全外氣開關界限全外氣開關界限全外氣控制開啟全外氣控制開啟 全外氣控制關閉全外氣控制關閉 2007 American Standard Inc.TAESCObaseVAVCAV7580859095100HVAC energy consumption,% of base 2007 American S

24、tandard Inc.TAESCO19 2007 American Standard Inc.TAESCO風扇靜壓控制方式風扇靜壓控制方式s風車出口靜壓控制風車出口靜壓控制s風管遠端風管遠端(2/3)靜壓控制靜壓控制s風扇靜壓最佳化風扇靜壓最佳化(浮動式浮動式) 2007 American Standard Inc.TAESCO在設計條件下系統阻抗曲線 2007 American Standard Inc.TAESCO風車出口靜壓控制風車出口靜壓控制壓力控制迴路壓力控制迴路 2007 American Standard Inc.TAESCO23設計狀況之系統組抗部份負載之系統組抗風車出口靜壓

25、控制風車出口靜壓控制 2007 American Standard Inc.TAESCO壓力控制迴路壓力控制迴路大約為風管末大約為風管末端端2/3 風管遠端風管遠端(2/3)靜壓控制靜壓控制 2007 American Standard Inc.TAESCO25部份負載之系統組抗設計狀況之系統組抗風管遠端風管遠端(2/3)靜壓控制靜壓控制 2007 American Standard Inc.TAESCOBAS溝通介面溝通介面風車轉速或進氣導葉開度位置風車轉速或進氣導葉開度位置風門開度位置風門開度位置風管風管壓力壓力 感測器感測器85%75%65%80%靜壓最佳化靜壓最佳化(浮動式浮動式)控制控制 2007 American Standard Inc.TAESCO Amer