04 能源管理系統應用實務簡介

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04 能源管理系統應用實務簡介

  1. 1. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會能源管理系統應用實務簡介 財團法人台灣綠色生產力基金會 林文祥 1 能源管理系統架構 管理單位 能源管理員 生產單位 工程維保單位 2 1
  2. 2. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 能源管理法相關規定。第 8 條經中央主管機關指定之既有能源用戶所使用之照明、動力、電熱、空 調、冷凍冷藏或其他使用能源之設備,其能源之使用及效率,應符合中央主管機 關所定節約能源之規定。前項能源用戶之指定、使用能源設備之種類、節約能源 及能源使用效率之規定,由中央主管機關公告之。第 9 條能源用戶使用能源達中央主管機關規定數量者,應建立能源查核制 度,並訂定節約能源目標及執行計畫,報經中央主管機關核備並執行之。第 11 條能源用戶使用能源達中央主管機關規定數量者,應依其能源使用量級 距,自置或委託一定名額之技師或合格能源管理人員負責執行第八條、第九條及 第十二條中央主管機關規定之業務。前項能源使用級距、技師或能源管理人員之 名額、資格、訓練、合格證書取得之程序、條件、撤銷、廢止、查核、管理及其 他應遵行事項之辦法,由中央主管機關定之。第 12 條能源用戶使用能源達中央主管機關規定數量者,應向中央主管機關申 報使用能源資料。前項能源用戶應申報使用能源之種類、數量、項目、效率、申 報期間及方式,由中央主管機關公告之。。第 19- 1 條中央主管機關得派員或委託專業機構或技師,對於本法公告或指定之 能源用戶、使用能源設備、器具或車輛之製造、進口廠商或販賣業者,實施檢查 或命其提供有關資料,能源用戶、製造、進口廠商及販賣業者不得規避、妨礙或 拒絕。 3 能源管理系統框架 Plan:擬訂提升能源使用效率目標及執行 計畫 Do:規劃執行落實提升能源使用效率計畫 (改善項目及目標、量測儀錶及記錄) Check:審查確認改善執行成效 Action:制定管理標準,持續追蹤及修正 節能改善計畫 4 2
  3. 3. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會節能目標及執行計畫(Plan ) 建立能源用量分析 5(二)檢視耗能設備規範 6 3
  4. 4. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 (三)發掘節能潛力及措施 公用設施能源效率檢測評估之工作流程 工 作 流程 圖 工作 要 點 品 質 文件 表 單 專案計畫 撰寫專案計畫書及報價 專案計畫書 收集系統設備之規範表、管路配置圖、使用條件、 檢測評估前置作業程 1.訪測前之資料蒐集: 監控運轉資料、當地電價計價方式、當地一年之外 序指導書 氣溫溼度資料。 (本計畫工作內容) 針對全廠之系統設備進行現場勘查,並經初步之暫 公用設施檢測標準作 態量測,篩選具有節能改善潛力之設備,初估節能 業程序及效率計算表 2.第一階段檢測與評估: 效益,並規劃第二階段具改善潛力之耗能設備,進 單 行詳細評估與量測作業。 (本計畫工作內容) 篩選具有節能改善潛力之設備,進行詳細評估與量 公用設施檢測標準作 測,並在充分了解各系統之運轉現況,精確計算各 業程序及效率計算表 3.第二階段檢測與評估: 系統之運轉性能,細部規劃節能改善方案,演算節 單 能效益及投資回收年限。 (本計畫工作內容) 依據上述之詳細評估與量測記錄,撰寫節能改善檢 4.完成節能改善檢測評估與 節能改善檢測評估與 測評估與規劃報告書(內含節能效益及投資回收年 規劃報告書 規劃報告書 限)。 7 第一階段之現場初步檢測 第 一 階 段 初 步 檢 測 , 針 對 全 廠 公 用設 施 之電力、照明、蒸汽鍋爐、空調、壓縮空氣等系統之設備,進行現場勘查實際運轉狀況,並對各系統之單項設備進行暫態量測,篩選具有節能改善潛力之用電設備,探討節能改善方向,初估節能改善效益。同時勘查第二階段細部評估耗能設備之檢測位置,記錄設備運轉資料之時間長度,規劃細部節能評估的工作項目。 8 4
  5. 5. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會第一階段初步檢測之工作內容 標準作業程序 工作內容 表單(SOP) (1) 依據前一年電費資料,調查用戶用電現況,探討 訂立合理之契約容量、電費計價方式及提高功 SOP-2 率因數方法。 (2) 各變壓器迴路之負載率:調查各變壓器迴路之用 電設備明細,並以電力分析儀暫態取樣量測各變 1.電力系統 壓器迴路之用電,分析各變壓器的負載率及功率 SOP-1 因數,釐清能源流向 (1)各區域之照度比較 SOP-3 2.照明系統 (2)各型式照明燈具的實際耗電 SOP-3 (1)推估冰水主機蒸發器之運轉性能 SOP-5 (2)推估冰水主機冷凝器之運轉性能 SOP-5 (3)推估冰水與冷卻水泵浦之耗電及壓力運轉性能 SOP-6 3.冷凍空調系統 (4)推估冰水主機之暫態運轉性能 SOP-5 (5)檢討空調箱之運轉控制模式 (6)推估冷卻水塔之運轉性能 SOP-7 (7)暫態取樣量測排氣量、溫度、壓力及耗電,計算 SOP-8 風機效率,檢討節能改善方式 (8)檢討空調監控系統 9 第二階段現場細部檢測評估 第二階段的細部檢測評估工作,即針對系統中各項設備的運轉系統狀況,進行長時間記錄運轉資料,以系統中相關設備的運轉資料,整合診斷分析系統運轉的耗能現況,尋求最佳化運轉的調配。 10 5
  6. 6. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 第二階段細部檢測評估之工作內容 標準作業程序 工作項目 工作內容 表單(SOP) 以電力分析儀連續量測全廠用電記錄24小時以上,分析 1.電力系統 SOP-1 全廠日用電負載變化及功率因數,檢討及規劃電力系統 (SOP-1) SOP-2 節能改善方案,推算節能效益及投資回收年限。 將第一階段之暫態量測方式,改以連續量測記錄24小時 SOP-5 三、第二階段詳細檢測記 以上的運轉資料,並增加液體流量計,計算及分析空調 2.冷凍空調系統 SOP-6 錄與節能效益評估(系統運 水路系統(含各冰水主機、泵浦等單項設備之效率)之 (SOP-9) SOP-7 轉效率整體評估) 運轉性能,檢討及規劃空調系統之節能改善方案,推算 SOP-9 節能效益及投資回收年限。 將第一階段之暫態量測方式,改以連續量測記錄24小時 以上的運轉資料,必要時再增加高壓氣體流量計(檢測 3.壓縮空氣系統 SOP-10 各空壓機的效率),計算及分析壓縮空氣系統之運轉性 (SOP-10-1) SOP-10-1 能,檢討及規劃壓縮空氣系統之節能改善方案,推算節 能效益及投資回收年限。 收集蒸氣或熱水間接及直接加熱設備的運轉資料,分析 SOP-4 蒸氣或熱水加熱熱能之進出現況,釐清蒸氣或熱水用量 蒸氣熱水鍋爐 4.蒸氣熱水系統 分佈圖,提高蒸氣間接加熱設備之冷凝水回收至鍋爐再 檢測資料點檢 利用。 表 11 術檢測評估報告書的內容基本資料表:能源用戶的公司名稱、連絡方式、建築物樓地板 面積、契約容量、能源使用量統計表、節能效益統計表。改善措施效益評估表:各項系統的節能改善效益摘要表一、前言:敘述節能檢測評估的目的二、能源用戶概述: 2-1 用戶簡介:對於能源用戶各項耗能系統(電力、照明、空調、壓縮 空氣及蒸氣熱水等系統)的設備規格、運轉模式、應用場所、系統 配置方式等撰寫方式。 2-2 能源流向:各項系統的能源佔比統計表 2-3 耗能設備表:各項系統的耗能設備統計表 12 6
  7. 7. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 報告書格式的內容(續)三、技術服務建議事項:針對常見之節能改善提出 現況說明、節能改善建議、節能效益計算方 法、投資費用及回收年限等。並四、結論:包含無法量化節能效益的改善建議及綜 合節能效益。五、附件:包含收集資料彙整表、檢測資料彙整 表、資料計算統計表、設備效率計算統計表 13節能措施:一、電力系統1.如何訂立合理的契約容量 依據全廠用電設備之特性、時段及 生產排程等因素,訂立全廠電力需量, 並與台電公司簽訂供電契約容量。契約 容量之制定,以部分電力尖峰負載月份 (如夏月空調負載)超約10% 以下為原 則。修訂契約容量應以前一年的用電資 料,精算全年最低的基本電費支出為原 則。 14 7
  8. 8. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 台電公司--超約罰款規定 當月用電最高需量超出其契約容量時,超出部分依各該不同供電季節、不同供電時間之適用電價,按下列標準計收基本電費,並概不給予功率因數及基本電費等電費折扣。1.在契約容量10%以下部分按2倍計收基本電費。2.超過契約容量10%部分按3倍計收基本電費。 15 全年用電需量分佈圖 16 8
  9. 9. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 契約容量比較試算表 17 2.選用適當之電價計價方式 二段式與三段式流動電費調幅比較表 二段式流動電價漲 幅 1.三段式時間電價尖峰時段的電價雖然 尖峰 調漲前 2.32 調漲後 3.13 漲幅 34.91% 較二段式高,但離峰時段及非夏月尖夏 離峰 0.91 1.45 59.34% 峰時段較二段式時間電價便宜。月 週六 半尖峰 1.42 2.09 47.18% 2.依97年10月調整之電價就整個漲幅而非 尖峰 2.24 3.02 34.82% 言,二段式計價方式,尖峰用電夏月 離峰 0.84 1.34 59.52%夏月 週六 流動電費每度調漲0.81元,平均漲幅 1.35 1.99 47.41% 半尖峰 34.91%,三段式電價半尖峰流動電費 三段式流動電價漲 幅 調漲前 調漲後 漲幅 約漲0.69元,平均漲幅34.33%,但尖 尖峰 3.47 4.26 22.77% 峰調漲0.79元,平均漲幅22.77%。其夏 半尖峰 2.01 2.7 34.33% 中高壓二段式與三段式的流動電價如月 離峰 0.83 1.35 62.65% 週六 下所示,高壓三段式時間電價雖然夏 1.23 1.8 46.34% 半尖峰 月計費單價較二段式高,但是非夏月 半尖峰 1.95 2.62 34.36%非 離峰 0.78 1.27 62.82% 期間,整體單價則較低,若將計價方夏月 週六 1.17 1.71 46.15% 式改為三段式時間電價,對整個電費 半尖峰 節省,更顯效益。 18 9
  10. 10. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會二段式計價改為三段式之電費比較表 節省約4.8%電費 19 3.提高功率因數 所謂功率因數係指有效電流佔總電流之比例,或有效電力量佔有效與無效電力向量和(非算術和)之比例,當功率因數小於1時,應以投入電容器等方式而提高功率因數至接近於1。功率因數計算方式係經由計量電表所計量之有效電度(kWh)與無效電度(kVARh)值據以計算用戶平均功率因數。其計算式如下: 現行功率因數計收規定係採依電業法第69條規定訂定,相關規定為:「用戶每月用電之平均功率因數不及80%時,每低1%,該月份電費應增加千分之3;超過80%時,每超過1%,該月份電費應減少千分之1.5。」 20 10
  11. 11. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 二、照明系統 1.適當的照度 CNS辦公室照度標準 (CNS總號12112類號Z1044 ) 照度 場 所 (1) 作 業 Lux2000 - - ○設計1500 ○製圖 ○打字1000 辦 公室(a)(2),營業所,設計室,製圖 室,正門大廳(日間)(3) ○計算 ○打卡 750 辦公室(b),主管室,會議室,印刷室,總機室 - , 500 電子計算機室,控制室,診療室, 禮堂,會客室,大廳, ○電氣機械室等之配電盤及計器盤,300 餐廳,廚房、娛樂室, ○服務台 200 休息室,警衛室,電梯走道 書 庫, 會 客 室, 電 氣 - 室 ,教 室 ,機 械 室 , 150 - 電 梯,雜務室 盥洗室,茶水間,浴 室,走廊,樓梯,厠 - 100 飲茶室,休息室,值夜室,更衣室,倉庫, 所 入口(靠車處) 75 - 50 安 全 梯 30 21 CNS工廠照度標準 照度 場 所 作 業 LUX - - 3000 精密機械,電子零件製造,印刷工廠極細之視力作業如: 2000 ○控制室等之儀表盤及控制盤 ○裝配(a),○檢查(a),○試驗(a),○篩選(a),○設計,○製圖 1500 纖維工廠之選別、檢查、印刷工廠之排字、校正,化學工廠之 1000 設計室,製圖室 分析等細緻視力工作,如: ○裝配(b),○檢查(b),○試驗(b),○篩選(b) 750 一般之製造工程等之普通視力作業,如: 500 控制室 ○裝配(c),○檢查(c),○試驗(c),○篩選(c),○包裝(c),○倉庫內 辦公 300 較粗之視力工作,如: 200 電氣室,空調機械室 ○可限定之工作,○包裝(b),○物品製造(a) 150 進出口,走廊,通道,樓梯,化 極粗之視力作業,如: 100 粧室,厠所,內具作業場之倉庫 ○可限定之工作,○包裝(c),○捆紮(b)(c) 75 50 安全梯,倉庫,屋外動力設備 ○裝貨,卸貨,存貨之移動等諸作業 30 20 室外(通道,警備區) - 10 22 11
  12. 12. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 2.照明系統之節能改善措施 (1).選用高效率燈具及光源。 (2).採用電子式日光燈具。 (3).配合照度調整燈具數量。 (4).調整燈具回路開關。 (5).加裝感應點滅開關。 (6).加裝日照點滅開關。 23 3.採用高效率燈具1) 將T8燈管之傳統鐵磁式安定器日光燈具, 汰換為T5電子式安定器日光燈具。(30%~ 40%)2) 白熾燈泡汰換為省電燈泡。(60~80%)3) 鹵素燈汰換為石英複金屬燈。(30~60%)4) 水銀燈汰換為高壓鈉燈。 24 12
  13. 13. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 日光燈具耗電比較表日光燈具使用電子式安定器與傳統式安定器輸入功率(W)比較表 單位::W 安定器輸入功率(W) 傳統式高功因安定器 電子式安定器 電子式安定器 型式 型式 220V 220V 節能率 220V 節能率T-8 20W×1 24 21 12.5% T-5 14W×1 16 33.3%T-8 20W×2 48 39 18.8% T-5 14W×2 32 33.3%T-8 20W×3 72 60 16.7% T-5 14W×3 48 33.3%T-8 20W×4 96 80 16.7% T-5 14W×4 64 33.3%T-8 40W×1 45 38 15.6% T-5 28W×1 31 31.1%T-8 40W×2 90 76 15.6% T-5 28W×2 62 31.1%T-8 40W×3 135 112 17.0% T-5 28W×3 92 31.9% 25 三、中央空調系統介紹 中央空調系統可以說是一連串驅動流體流動的動件(如 泵、風扇及壓縮機)、各種型式的熱交換器(如冷卻除濕 盤管、蒸發器、冷凝器、及散熱材)及連接各種裝置的 〝通道〞(如風管、水管及冷媒管)所組合而成的。中央 空調系統可分為下列五個循環: 26 13
  14. 14. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 中央空調系統流程及熱負載關係 排 負 空 熱 量 載 調 冷 冷 室室 風 冰 壓內 水 縮 卻 卻 外 扇 水 風 泵 機 泵 扇 冷卻盤管 蒸發器 冷凝器 散熱材 271.室內空氣循環 空調區域中因為人員、設備、外氣及太陽等所產生的熱負 載以傳導、對流、或是幅射等方式傳至空氣中,使室內 空氣溫濕度上升(亦即增加空調負載)。由於風扇的驅 動室內空氣經由風管被載到冷卻盤管與冰水做熱交換 (冷卻除濕過程),變成乾而冷的空氣(此處的‘乾’ 是指絕對濕度的下降)後,再回到空調區域吸收人員、 設備、外氣及太陽等所產生濕與熱,而完成循環。2.冰水循環 空氣中之熱負載經過冷卻盤管時以傳導及對流等方式傳至 冰水中,造成由蒸發器出來的低溫冰水溫度上升。由於 冰水泵的驅動冰水經由冰水管被載到蒸發器中與低壓冷 媒做熱交換(冷卻過程),變成低溫冰水後,再回到冷 卻盤管吸收空氣熱負載,而完成循環。 28 14
  15. 15. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會3.冷媒循環 冰水中之熱負載經過蒸發器時以傳導及對流等方式傳至冷媒中,造成 由降壓裝置(如膨脹閥、限流孔及毛細管等)出來的低壓低溫液態 蒸發成為汽態(蒸發過程)。由於壓縮機的驅動及壓縮,低壓低溫 汽態冷媒變成高壓高溫汽態冷媒,再經由壓縮機吐出管被載到冷凝 器中與冷卻水做熱交換(冷凝過程)而成為高壓中溫汽態液媒,然 後經由降壓裝置變成低壓低溫液態,再回到蒸發器吸收冰水之熱負 載,而完成循環。4.冷卻水循環 冷媒中之熱負載經過冷凝器時以傳導及對流等方式傳至冷卻水中,造 成由冷凝器出來的冷卻水溫度上升。由於冷卻水泵的驅動冷卻水經 由冷卻水管被載到冷卻水塔中之散熱材中與流經散熱材之空氣做熱 交換(冷卻過程)而降溫後,再回到冷凝器吸收冷媒熱負載,而完 成循環。 295.室外空氣循環 冷卻水中之熱負載經過散熱材時以傳導及對流等方式傳至經由導風板 進入散熱材之室外空氣(此時冷卻水與室外空氣是直接熱交換,包 括熱傳與質傳),造成經由導風板進入散熱材之室外空氣溫濕度上 升。由於冷卻風扇的驅動,使高溫高濕之室外空氣被載到冷卻水塔 以外之空間與周圍之室外空氣混合,而將熱負載排至大氣(排熱過 程),而完成循環。 由以上敘述可知中央空調系統是由這五個循環環環相扣所形成 的,就如連環炮般一環連著一環,而只要缺少其中一環就不是「正港」 的中央空調系統。例如少冰水循環就是水冷式箱型機,如果再少冷卻水 側就變成氣冷式箱型機或是一般家庭常見的窗型機(亦即是空調機)。 圖是將中央空調系統各個裝置分開來解說,但在實際應用上卻是常將其 中數個裝置合併成設備,如室內風扇與冷卻盤管可合併成空調箱 (AHU)或是冷風機(FCU),而蒸發器與壓縮機、冷凝器組合起來即成 冰水主機,冷卻風扇加上散熱材即是冷卻水塔。 30 15
  16. 16. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 五個圈代表上述的五個循環,而圈內的設備名稱則是系統內驅動流體流動的動件,亦即系統耗能之所在。而每一個圈的大小則是指熱負載的大小,亦即熱負載愈大則圈愈大,由圖中可知室內空氣循環負載最小,然後依次變大,到室外空氣循環負載是最大的,造成這樣的情形是由於下列兩個因素:1.在系統循環中有外來的負載進入系統,例如天花板內的 熱源經由回風空間進入系統而成為熱負載,又如風管、 水管或冷媒管保溫不良,因管內外之溫差,造成外面的 熱量進入管內而成為熱負載。2.由於各個動件之動作所產生的功(Work,如風扇功、泵 功及壓縮機之壓縮功),會轉換成熱能隨著流體進入系 統中,而成為熱負載。 31 一/二次側冰水系統 一次側泵浦 既設之 區域泵浦 CHP-H-O-1 250RT Zoom Pump CHP-H-O-S ZP-H-1 既設之 250RT CHP-H-O-2 ZP-H-2 空調箱冰水 CHP-H-N-S ZP-H-3 新設之 600RT CHP-H-N-1 ZP-H-4 新設之 ZP-H-P 600RT CHP-H-N-2 新設之 32 CHP-H-N-3 600RT 16
  17. 17. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 多台併聯運轉式冷卻水系統 冷卻水塔連通管 4 Cell方型冷卻水塔 2 Cell方型冷卻水塔 800RT/Cell (24,192,000kcal/hr) 250RT/Cell (756,000kcal/hr) 既設之 250RT CWP-H-O-1 CWP-H-O-S 既設之 250RT 既設之 CWP-H-O-2 CWP-P-1 170RT CWP-H-N-S 新設之 CWP-P-S 600RT 既設之 CWP-H-N-1 CWP-P-2 170RT 新設之 冷卻水泵浦 600RT CWP-H-N-2 新設之 CWP-H-N-3 600RT 冷卻水泵浦 空調冰水主機-冷卻水系統 製程(PCW)冰水主機-冷卻水系統 33 2.空調主機房之診斷評估及節能技術(1)推估冰水主機蒸發器之運轉性能 暫態量測各冰水主機之冰水進出水溫度,比對蒸發器 的蒸發溫度,核算冰水主機蒸發器之運轉性能。(2)推估冰水主機冷凝器之運轉性能 暫態量測各冰水主機之冷卻水進出水溫度,比對冷凝 器的冷凝溫度,核算冰水主機冷凝器之運轉性能。(3)推估冰水與冷卻水泵浦之耗電及壓力運轉性能 暫態量測冰水與冷卻水泵浦之流量、耗電及壓力,推 算冰水與冷卻水泵浦之運轉性能。(4)推估冰水主機之暫態運轉性能 暫態量測冰水主機之耗電,配合前三項資料,推算冰 水主機暫態之運轉性能。 34 17
  18. 18. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會(5)檢討空調箱之運轉控制模式 量測空調箱之外氣量及送風溫度,檢討空調 箱之運轉控制模式。(6)推估冷卻水塔之運轉性能 暫態量測外氣溫濕度及冷卻水溫度,推估冷 卻水塔之運轉性能。(7)檢討空調監控系統 檢討既設空調監控系統之功能,評估增設監 控設備之可行性。 35 空調系統設備規範表 冰水系統的設備規範表表: 冰水系統: 主機編號 冰水主機 冷凍能力 耗電 廠牌 型號 冷媒種類 出廠年 (RT) (Kw) 1# YORK YKGJGJP95CSF R134a 800 486 2007 2# YORK YKFBFAH65CUD R134a 800 528 1999 3# YORK YKFBFAH65CUD R134a 800 528 1999 4# YORK YKCBCBG45CJD R134a 350 228 1999 1770 一次側 冷卻水 冰水泵 泵 水量 入口壓力 出口壓 水量 耗電 入口壓 出口壓 型號 揚程(M) 耗電(HP) 型號 揚程(M) (LPM) (KG) 力(KG) (LPM) (HP) 力(KG) 力(KG) Y250M-4 372 33 75 1.5 4 Y225M-4 480 24 60 1.5 3 Y250M-4 372 33 75 1.5 4 Y225M-4 480 24 60 1.5 3 Y250M-4 372 33 75 1.5 4 Y225M-4 480 24 60 1.5 3 Y180L-4 180 26 30 1.5 4 Y180L-4 240 20 30 1.5 3 255 註:泵浦出入口壓力值請實際抄錶,並提供性能曲線圖 210 421.49 二次測(區域)冰水泵:無 2191.49 供水區 設備編號 型號 水量(LPM) 揚程(M) 耗電(HP) 域 無 無 註:請提供空調機房之冰水管路及冷卻水管路系統配置圖 冷卻水塔: 冷卻量 設備編號 型號 水量(LPM) 耗電(HP) (kcal/hr) 1# LBC.H.1000 13000 e/min 3900000 30 2# LBC.H.1000 13000 e/min 3900000 30 3# 4# LBC.H.1000 13000 e/min LBC.H.400200 e/min 5 3900000 1530000 30 10 36 18
  19. 19. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 冰水主機效率檢紀錄表 設備編號 CH-1 CH-2 CH-3 CH-4 主 廠牌 YORK YORK YORK YORK 型號 YKGJGJP95CSF YKFBFAH65CUD YKFBFAH65CUD YKCBCBG45CJD 型式 離心式 離心式 離心式 離心式 機 製造日期 2007 1999 1999 1999 冷凍噸數 800 800 800 350 冷媒種類 R-134a R-134a R-134a R-134a 冰 冰水流量 LPM 6,200 6,200 6,200 3,000 壓 水 冰水入口溫度 ℃ 7.0 7.0 7.0 7.0 縮 冰水出口溫度 ℃ 13.5 13.5 13.5 12.9 式 冰 冷 冷卻水流量 ℃ 8,000 8,000 8,000 4,000 水 卻 冷卻水入口溫度 ℃ 31.0 31.0 31.0 32.0 主 機 水 冷卻水出口溫度 ℃ 37.6 37.6 37.6 37.7 基 台數 台 1 1 1 1 本 資 壓 電壓 V 380 380 380 380 料 縮 電流 A 820 891 891 385 機 耗電量 kW 486 528 528 228 功率因數 % 90% 90% 90% 90% 主機效率(kW/RT) 0.61 0.66 0.66 0.65 主機效率(COP) 5.79 5.33 5.33 5.40 運 使用時數 小時 6000 6000 6000 6000 轉 夏季 時/天 16 16 16 0 時 春秋季 時/天 8 8 8 24 37 間 冬季 時/天 0 0 0 24 測試日期: 2008年6月10日~6月11日 設備編號 CH-1 CH-2 CH-3 CH-4 外 乾球溫度 ℃ 29.3 29.3 氣 相對濕度 %RH 80.1 80.1 蒸 冰水流量 LPM 7,780 7,640 冰水入口溫度 ℃ 14.74 17.46 發 冰水出口溫度 ℃ 11.49 12.51壓縮 蒸發壓力 kpag 323 305.3式 器 蒸發溫度 ℃ 10.78 9.50冰水 蒸發器 LMTD ℃ 1.89 5.08主 冷 冷卻水流量 LPM 8,983 9,320機檢 冷卻水入口溫度 ℃ 30.01 31.82測資 凝 冷卻水出口溫度 ℃ 33.54 36.59料 冷凝壓力 kpag 855 898 器 冷凝溫度 ℃ 37.74 39.38 冷凝器 LMTD ℃ 5.79 4.78 壓 電壓 V 382.3 388.7 縮 電流 A 775.6 786.07 機 功率因數 % 86% 86% 耗電量 kW 441.7 455.13 效 冷凍能力 USRT 502.7 750.5 率 負載率 % 62.8% 93.8% 計 耗電率 kW/RT 0.879 0.606 算 能量平衡比值 1.002 1.00 38 19
  20. 20. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會Chiller Heat Exchanger Conditions n 冰水出水溫度與送風溫度相關 n 冰水溫度必須夠冷才能提供冷卻 盤管合理的溫差(LMTD) n 傳統上是定10℉ 的溫差,45℉ 出水溫度, 55℉回水溫度 n 降低冰水出水溫度,可將溫差拉 大, 使空調箱盤管尺寸減小,風 車揚程減少。但會增加壓縮機壓 力揚程(Lift) ,增加冰水主機耗 電 n 降低冷卻水出水溫度,可減少壓 縮機壓力揚程(Lift) ,降低冰水 主機耗電 39 冷卻水塔節能控制 冷卻水塔趨近溫度(Approach,冷卻水 塔出水溫度與外氣濕球溫度之溫差, T趨近溫度=T冷卻水塔出水溫度-T濕球溫度 冷卻水塔風扇加裝變頻器,以控制趨 近溫度在3~ 4℃為目標,控制冷卻水塔 風扇轉速,達到節能之目的。 40 20
  21. 21. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 空氣側之節能技術 1. 外氣焓值高時(高溫高濕),適度控制外氣 換氣量(25CMH/人 )。 2. 外氣焓值低時(低溫),大量引用外氣空調 降低空調負荷。 3. 回風排氣與外氣進氣熱交換,回收冷能(全熱 交換、顯熱交換) 4. 可變風量控制(VAV)。 5. 控制適當之送風溫度及室內溫濕度 6. 定期更換空氣濾網及清洗管排鰭片 41 冬季利用外氣空調降低空調負荷 外氣平均焓值(高雄地區)與室內回風平均焓值之比較圖 90 25℃ 60%RH 回風 85 26℃ 60%RH 回風 80 一月 75 二月 70空氣焓值(kJ/kg) 三月 65 四月 60 五月 55 50 六月 45 七月 40 八月 35 九月 30 十月 0:00 1:00 3:00 6:00 8:00 9:00 2:00 4:00 5:00 7:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 17:00 十一月 時間 十二月 42 21
  22. 22. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 泵浦性能曲線圖 43空調系統冰水管路性能分析表 770.7 RT Cooling Load 7.5℃ 7.5℃ 5,860 LPM 14.1℃ 9,080 LPM 39.2% 60.8% Common Pipe 7.5℃ 10.1℃ 14,940 LPM Chiller 770.7 RT 44 22
  23. 23. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會能源管理系統+節能改善分析 1.6 kW/RT 1.3 kW/RT Saving $$$ 45 四、熱水加熱系統 熱泵系統示意圖 圖六:空氣對水式熱泵之提供熱水系統符號說明:Thwi冷水進水溫度(℃) Vhwr-d ThwrThwo:熱水供水溫度(℃) F T 熱水回水泵Thwr:熱水回水溫度(℃)Vhw-d:冷水進水量(m3/日) 熱水回水Vhwr-d:熱水回水量(m3/日)Qe-d:熱泵用電量(kWh/日) 冷卻空氣進口 Fan 冷卻空氣出口 Thwi Vhw-d 空氣對水式 熱水儲槽 熱泵 T F 熱水循環泵 冷水進水 Thwo 熱泵用電(含風扇) T Q e-d E 熱水(供水) 熱水供水泵 46 23
  24. 24. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 熱水鍋爐改用熱泵熱水設備之節能效益比較表1.改善前使用熱水鍋爐:燃料種類 柴油(L) LNG(m3) 電熱(kWh)熱水需求熱值(kcal/hr) 10,000 10,000 10,000燃料單位熱值(kcal) 8,800 9,000 2,236鍋爐效率(%) 85% 85% 95%燃料有效熱值(kcal) 7,480 7,650 817燃料單價(元) 24.50 18.55 3.00耗用燃料熱值(kcal/hr) 11,765 11,765 27,368耗用燃料費用(元/hr) 32.8 24.2 36.7 472.改善後改用空氣對水式熱泵系統原用燃料種類 柴油(L) LNG(m3) 電熱(kWh)需求熱水熱值(kcal/hr) 10,000 10,000 10,000熱泵耗電量(kWh/hr) 3.88 3.88 3.88熱泵耗電熱值(kcal/hr) 8,667 8,667 8,667熱泵節約熱值(kcal/hr) 3,098 3,098 18,702熱值節約率(%) 26.3% 26.3% 68.3%熱泵耗電電費(元/hr) 11.63 11.63 11.63燃料費用節約量(元/hr) 21.13 12.62 25.09燃料費用節約率(%) 64.5% 52.0% 68.3% 48 24
  25. 25. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 五、壓縮空氣系統 空壓機性能比較圖 基益股份有限公司 50hp空壓機單機效率比較圖 NO.PA-013空壓機 NO.PA-014空壓機 NO.PA-018空壓機 NO.PA-019空壓機 NO.PA-017空壓機 NO.PA-010空壓機 4.0 3.5 3.0單位馬力排氣量(CFM/hp) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 排氣壓力(PSIG) 49 空壓機效率統計圖 5.50 5.25 在100PSIG排放壓力下之單位馬力 5.00 壓縮空氣排放量(CFM/HP) 4.75 Y-Axis 4.50 4.25 4.00 3.75 3.50 4.0¡ã4.2 CFM/HP 3.3¡ã3.5 CFM/HP 3.7¡ã4.0 CFM/HP 4.2¡ã4.7 CFM/HP 4.7¡ã4.9 CFM/HP X-Axis 空壓機型式 兩段壓縮水冷型往復式 多段壓縮離心式 兩段壓縮螺旋式 兩段壓縮高轉速往復式 單段壓縮低轉速有油型螺旋式 單段壓縮有油型螺旋式 大部份有進氣調節控制之空壓機 50 25
  26. 26. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 容調、加卸載與變頻控制之空壓機 在部分負載下的耗電比較圖 螺旋式空壓機容調-加卸載與變頻控制排氣量之耗電量比較圖 110% 100% 容調控制 90% 80% 70% 加卸載控制耗電百分比 60% 50% 40% 變頻控制 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 排氣百分比 加卸載控制之卸載耗電量為加載耗電量的27.3% 註:容調控制為5台同型空壓機之檢測資料平均值 51 節能改善效益評估 改善方案:增加壓縮空氣監控系統及一台150hp空壓機變頻控制 97年6月10日 改善前洩漏量(CMM) 0.0 改善前一年電費(RMB) 2,397,421 改善後洩漏量(CMM) 0.0 改善後一年電費(RMB) 2,103,338 減少洩漏量(CMM) 0.0 節省電費(元) 294,082 改善前洩漏百分比(%) * 0.0% 改善前一年用電量(kWh) 3,284,138 改善後洩漏百分比(%) * 0.0% 改善前一年用電量(kWh) 2,881,286 改善前總用氣量(CMM) * 46.89 節省電力(kWh) 402,852 省電百分比(%) 12.3% 改善後總用氣量(CMM) 46.89 實際用氣量(CMM) 46.89 運轉時間(HR/日) * 24.0 電費單價(RMB/kWh) * 0.73 工作天數(日/年) * 365 改善前效率(CMM/HP) * 0.0933 改善後效率(CMM/HP) * 0.1063 改善前產氣成本 (RMB/m3) 0.097 改善前平均馬力數(HP) 503 改善後產氣成本 (RMB/m3) 0.085 改善後平均馬力數(HP) 441 節能效益(RMB/min) 0.560 平均節省馬力數(hp) 61.6 節能效益(萬RMB/年) 29.4 目前一年電費(萬RMB/年) 239.7 年運轉參差修正因子 90.0% 預估投資的改善費用(萬RMB) 100.0 預估一年節省的電費(萬RMB/年) 26.5 投資回收年限(年) 3.78 52 26
  27. 27. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 壓縮空氣系統之節能技術1. 適當的選擇壓縮空氣的供氣品質(含油率、含水率)2. 空氣桶及管路的除水功能(袪水器)3. 空氣洩漏防止, 0.24元/ m3 (定期檢修袪水器、高壓軟 管、快速接頭、汽缸活塞環、電磁閥)4. 空壓機房保持空氣流通,避免高溫高濕環境5. 避免管路壓損過大(注意管徑及管路配件)6. 避免不當之供氣壓力(過度使用穩壓或減壓閥,每降低 1kg/cm2可節約6~8%耗電,)7. 避免空壓機長時間處於低載或卸載下運轉(負載管理)8. 空壓機房中央監控系統 53 壓縮空氣中央監控系統 54 27
  28. 28. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 六、製程設備範例 軋鋼加熱爐示意圖 55 加熱爐檢測資料煙囪排氣含氧量: 3.0 %O2 燃料油預熱溫度: 65 ℃煙囪排氣溫度: 830 ℃ 燃料油實際耗用量: 1320 L/HR煙囪直徑(測量處): 1.2 M 鋼胚進料速度: 110 支/HR煙囪排氣動壓: 0.4 mbar(hpa) 鋼胚進料溫度: 21 ℃擋板前排氣含氧量: 3.0 %O2 鋼胚出料溫度: 1100 ℃擋板前排氣溫度: 830 ℃ 氧化鐵含量: 0.8 %擋板後排氣含氧量: 3.0 %O2 出料口溫度: 1300 ℃擋板後排氣溫度: 830 ℃ 推桿口溫度: 1300 ℃進料口排氣含氧量: 3.0 %O2 爐壁表面平均溫度: 爐前: 180 ℃進料口排氣溫度: 830 ℃ 兩側: 218 ℃燃燒空氣預熱溫度: 21 ℃ 爐頂: 245 ℃送風機進氣口直徑: 0.60 M 外氣條件: 溫度: 21 ℃送風機進氣口風速: 12.00 m/sec 相對濕度: 65 %RH 56 28
  29. 29. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 加熱爐熱能分析(1)熱 能 輸入 : KCAL/HR 百分比 % (2)熱 能輸 出 : KCAL/HR 百分比 %燃油燃燒熱: 12,631,608 97.0% 抽出鋼料持有熱: 5,960,376 45.8%燃油之顯熱: 23,107 0.2% 排氣顯熱(煙囪): 5,035,521 38.7%燃燒空氣顯熱: 0 0.0% 氧化鐵顯熱: 83,822 0.6%裝入鋼胚持有熱: 0 0.0% 爐壁散熱量: 588,010 4.5%氧化鐵生成熱: 364,188 2.8% 熱交換器回收熱: 0 0.0% 總 計: 13,018,903 100.0% 進料口外洩熱氣: 487,379 3.7% 煙囪表面散熱: 13,660 0.1% 軋 鋼 加熱 爐 效率 : 45.8% 開口幅射熱損失: 291,299 2.2%(鋼 料有 效 熱能 /輸 入 熱能 ) 其他熱損失: 558,835 4.3% 單 位 產品 耗 油量 : 39.0 L/TON 總 計: 13,018,903 100.0% 註: 1.煙囪表面散熱包括熱交換器回收熱氣洩漏 2.其他熱損失包括有爐底散熱及爐壁洩漏等熱損失 57 軋鋼加熱爐燃燒控制系統圖 58 29
  30. 30. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 DO: ESCO ( Energy Service Company)n 所謂ESCO,就廣義來說,其業務範圍可 包括能源的買賣、供應、管理;節能改 善工程(Retrofit Engineering)的工程施 作;節能效益保證工程統包合約 (Performance Contract)的統包承攬;公 用設施的設備運轉維護與管理;節約能 源診斷與顧問諮詢等。 59ESCO業務範圍 節能績效保證專案 節能績效保證專案 (Energy Saving Performance Contract, ESPC) (Energy Saving Performance Contract, ESPC) 業 業 節約能源診斷與顧問諮詢 節約能源診斷與顧問諮詢 務 務 節能改善工程 (Retrofit Engineering) 節能改善工程(Retrofit Engineering) 範 範 圍 公用設施的設備運轉維護與管理 公用設施的設備運轉維護與管理 圍 能源的買賣、供應及管理 能源的買賣、供應及管理 60 30
  31. 31. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 節能績效保證合約n 多數ESCO以「節能效益保證工程統包合約」為首 要業務。其業務是以節能改善工程的效益合算 性,作為融資擔保的工程合約。ESCO提供能源用 戶自能源診斷評估、改善方案規劃、改善工程設 計、工程施工、監造管理,到資金籌集之財務計 畫(Financing program)及投資回收保證的等全面 性服務;並採用適當的手法或程序,量測與確認 (M&V)節能效益,給與能源用戶節能效益保證 (Performance guaranteed),再以自償方式由節 省之能源費用償還節能改善工程所需的初始投資 費用。 61 ESPC的工作內容 節能績效保證專案的工作內容 能 能 改 改 專 專 改 改 工 工 監 監 節 節 源 源 善 善 案 案 善 善 程 程 造 造 能 能 診 診 方 方 財 財 工 工 施 施 管 管 效 效 斷 斷 案 案 務 務 程 程 工 工 理 理 益 益 評 評 規 規 規 規 設 設 驗 驗 估 估 劃 劃 劃 劃 計 計 證 證 62 31
  32. 32. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 節能績效保證合約的經費與利益分配 顧客的收益 顧客的收益 ESCO的收益 ESCO的收益 顧客的收益 顧客的收益 能 能 初期投資、利息 源 源 初期投資、利息 費 費 能 能 能 能 用 用 能源費用節省 源 源 源 源 費 費 費 費 用 用 用 用 ESCO事業 ESCO事業 ESCO事業 實施前 實施中 契約終止後 63 CHECK:節能績效量測與確效的定義 (Performance Measurement & Verification)n 節能績效量測與確效(M&V)系統,提供適當的節能效益量 測方法,增加能源用戶、能源技術服務公司、金融機構三 者間的信賴度,促進節能績效保證專案(ESPC)的推動。n 所謂的M&V的”M”是指Measure,而非Monitor。後者是指 監視,根據監視資料評估並做出反應,使能達到節能之目 的。前者指的是測量能源用量且分析所節約的能源。節約 能源的量應是指因為推動節能改善措施而減少不見的能源 量,然而我們無法量測「不見」的標的,因此是計算推動 節能改善措施之後原本應該使用的能源(What Would Have Been)與後來使用所量測的能源量之差,然後才分析決定 (determine)節約能源量有多少。 64 32
  33. 33. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 節能績效量測與確效的目的一、量測與確認ESCO或節能改善工程效能二、經由M&V的回饋,增加節能空間 精確的節能績效量測與確效,提供設備的運轉資料給管理人員,調校 及管理設備,提高節能績效及降低效率的變動量。五、改善專案設計效能 設計良好的M&V計畫,精確的量測節能績效,持續的監視系統效率,提 供充分的運轉資訊及分析,協助調整系統運轉的模式,激發更好的 節能工程改善技術。六、活化CO2排放交易 節能績效包含降低CO2、SO2及NOx等溫室氣體的污染,疏忽計算降低溫 室氣體的污染,導致能源價格及市場訊息被扭曲,排擠能源效率改 善投資。正確的M&V報告,包含因降低能源耗用而減少污染的報告, 使節能改善投資被承認是一項降低環境污染的策略,未來並可成為 CO2減量的正式報告。 65 M&V的基本概念 能源或電力需量的節約量,是比較執行節能改善方 案前後所量測的能源或電力需量的使用量而認定。 一 般使用下列方程式計算︰ 能源節約量=基準線的能源使用量 -改善後的能源使用量 ± 調整量…Eq.1 在這個通用方程式裡的“調整量”,是把兩段時期 的能源使用量修正為相同的條件。 通常影響能源使用 量的條件有天氣、居住人員、工廠產量及這些條件下所 需要運轉的設備。調整量可能是正或者負。 66 33
  34. 34. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 節能改善工程的M&V程序 第一年的工作要項 定期的工作要項(年度) 1. M&V選項之總覽 選定M&V方式 2. 選擇M&V的方法 定期的報告 M&V年度報告綱要 準備M&V計畫 草擬「M&V計畫」概要 審查及確認需求 審查及確認報求 先期的M&V行動 (如有必要) 調整實際的支付款項 安裝及改善施工 (如果適當) M&V行動 (如有必要) 安裝改善後M&V報告 撰寫M&V安裝後報告之綱要 工程驗收及確認報告 付款開始 67 節能績效量測與驗證之參考文件n IPMVP(International Performance Measurement & Verification Protocol)n FEMP G-2.2 Federal Energy Management Program M&V Guidelines Version 2.2n ASHRAE Guideline 14-2002 68 34
  35. 35. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 M&V選項之總覽 選項A:獨立改善項目,部分量測 選項B:獨立改善項目 節能改善措施(ECM)應用到使用能源 節能改善措施(ECM)應用到使用能 的系統中,將其它的設備隔開,由量測部 源的系統中,將其它的設備分開,由量 分範圍的數據來計算節能效益。量測可能 測範圍的數據來決定節能效益。在改善 是短期或者連續。部分量測的意思為有一 後期間的量測,可能是短期或者持續整 些參數可以用約定方式,假設這些約約定 個驗證期間。 有誤,也不致於嚴重影響節能結果。 M&V費用估計約為節能效益的3~15%。 M&V費用估計約為節能效益的1~3%。 選項C:全部設備及公用帳單的分析 選項D:已校正之電腦程式模擬計算 由量測所有設備標準的耗能數據來決 透過模擬計算全部設備或部分零件 定節能效益。在改進後期間的量測可能是 的耗能量,來決定節能效益。慣性的模 短期或者持續整個期間。 擬計算需被證明能適當地應用於設備實 分析所有公用錶及分錶的資料,使用 際的能源效率。這個選項通常需要考慮 簡單的回歸分析去比對。 在校驗模擬計算的專業技術。 M&V費用估計約為節能效益的1~10%。 M&V費用估計約為節能效益的3~10%。 69 M&V的選項n 選項A和B集中於特定節能改善措施(ECMs)的性 能,每個節能改善措施(ECM)是由其它設備中 獨立分開,測量改善項目內能源使用量的影響。n 選項C在估計全部設備的節能效益。n 選項D是當基準年或改善後的數據不可靠或者無 法獲得時,以模擬計算單一裝置或者全部設備之 能源效率的方式,決定節能效益。 70 35
  36. 36. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 量測與驗證的基本觀念 1,000,000 750,000 kWh 500,000 Baseline Period Performance Period 250,000 Watt-hour Meter 71 節能績效量測與驗證之基本約定表 改善前n 能源單價:以改善前一年的平均能源單價(元 /kWh、元/L或元/m3)n 能源單價是否採用固定或計算節能效益前一年的平 均單價n 量測時間:每週期為1天、1週或1月,連續量測2~ 3週期n 量測資料擷取間隔時間:1分鐘/筆(1、5、15分鐘 或採用累計流量)n 是否採用取樣模式?取樣比例為 %。 72 36
  37. 37. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 改善後n 能源單價:以節能效益前一年的平均單價前一年的 平均能源單價或採用固定的能源單價(元/kWh)n 量測方式:長時間連續或短期間量測。n 量測週期:多久量測一次(每季、半年或1年量測 一次)n 量測時間:每次連續量測2~3週期或1~2週n 量測資料擷取間隔時間:1分鐘/筆(1、5、15分鐘 或採用累計流量) 73 照明燈具效率改善專案 選項A 案例說明 預定更換燈具及運轉時數統計表: 型式 燈具數量 年運轉時數 20W×2 300 3000 20W×4 400 2800 40W×3 500 3200 74 37
  38. 38. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會建立基準線(改善前)及改善後各種型式燈具的耗電量n 測量6盞(實際數量可能隨應用而變化)取樣燈具的15分鐘實均 方根(RMS)瓦特數。讀值經平均計算後,確定改善前每盞燈具 的瓦特數。安裝後的燈具來說,新燈具至少操作100小時之 後,才測量其瓦特數。用於這項任務的儀器需經過校驗,其精 確度為讀值的±2%或者更好。 型式 改善前耗電量 改善後耗電量 耗電節省量 (W/盞) (W/盞) (W/盞) 20W×2 58 38 20 20W×4 116 75 41 40W×3 147 108 39 75節能計算公式kWh Savings t = åu [ (kW/Fixture baseline x Quantity baseline - kW/Fixture post x Quantity post) x Hours of Operation]t ,ukWh Savings = 改善後時期 t 時間内的節能度數(kWh)kW/fixture baseline = 使用群組 u 的每盞燈具在基準線的耗電量(kW)kW/fixture post = 使用群組 u 的每盞燈具在改善後的耗電量(kW)Quantity baseline = 使用群組 u 在改善前燈具的盞數,需經過有不使用 及非操作燈具的調整Quantity post = 使用群組 u 在改善後燈具的盞數Hours of Operation = 使用群組 u 在 t 時間內的運轉時數,假設改善前的 的運轉時數相同 76 38
  39. 39. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 ASHRAE G-14-2002 汰換冰水機之節能 績效量測與驗證方法 (Option B) (一)收集資料或部份量測數據: n 基準線(欲汰換之冰水主機): n 冰水主機之冰水流量(LPM) n 冰水主機之冰水回水溫度及出水溫度(℃) n 冰水主機之冷卻水進水溫度(℃) n 冰水主機之耗電(kW) n 改善後(新冰水主機安裝後): n 冰水主機之冰水流量(LPM) n 冰水主機之冰水回水溫度及出水溫度(℃) n 冰水主機之冷卻水進水溫度(℃) n 冰水主機之耗電(kW) n 平均電費單價(包含基本電費及流動電費)(元/kWh) 77 冰水主機基準線的性能係數方程式1/COP=-1 + Tcwrt/Tchwst + [-A0 + A1 × Tcwrt -A2 × ( Tcwrt /Tchwst)] / Qevap …(1)α=(1/cop +1- Tcwrt / Tchwst) × Qevap ……(2)β=(1/cop +1- Tcwrt / Tchwst) × Qevap + A2 × (Tcwrt / Tchwst) =α + A2(Tcwrt / Tchwst)……(3) 78 39
  40. 40. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 試算範例表 表1:試算範例表日期 時間 Tcwrt T chwst Tchwrt Vchw Pchiller Qevap COP Tcwrt T chwst T cwrt/T chwst α β ℃ ℃ ℃ LPM kW kW (Qevap/P chiller) K K2005/2/8 12:17:44 21.06 6.72 9.22 3210 127.0 559.9 4.41 294.2 279.9 1.0512 98.3 15012005/2/8 12:22:44 21.56 6.44 8.94 3210 119.0 559.9 4.70 294.7 279.6 1.0540 88.7 14962005/2/8 12:27:44 21.94 6.50 8.72 3210 126.0 497.7 3.95 295.1 279.7 1.0552 98.5 15072005/2/8 12:32:44 21.39 6.61 9.06 3210 126.0 547.4 4.34 294.5 279.8 1.0528 97.1 15022005/2/8 12:37:44 21.83 6.44 8.83 3210 122.0 535.0 4.39 295.0 279.6 1.0550 92.6 15012005/2/8 12:42:44 21.06 6.50 9.17 3210 118.0 597.2 5.06 294.2 279.7 1.0520 86.9 1491 將每筆的Tcwrt /Tchwst值及其對應之α值,以Tcwrt /Tchwst 為x軸,α值為y 軸,繪製如圖1之XY分佈圖,並回歸出XY分佈圖的線性方程式,線性方程式 的x項係數值(斜率)即為A2。 再將回歸求得之A2 值及每筆的α值代入計算式(3),逐筆計算每筆資料的 β值。將每筆的Tcwrt值及其對應之β值,以Tcwrt為x軸,β值為y軸,繪製如 圖2之XY分佈圖,並回歸出XY分佈圖的線性方程式,圖2線性方程式的x項係 數值(斜率)即為A1,常數項係數值(截距)即為A0。 79 A2係數回歸分析圖 80 40
  41. 41. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 A0及A1係數回歸分析圖 81 冰水主機基準線的性能係數方程式-範例 表 2:回歸計算求得之 A0、A 1、A2 係數表 A0 A1 A2 291.96 6.0759 1334.81/COP=-1+Tcwrt/Tchwst +[-291.96 + 6.0759× Tcwrt -1334.8×( Tcwrt / Tchwst)] / Qevap …(4) 82 41
  42. 42. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 基準線COPbase的計算方式: 以改善後的冰水出水溫度Tchwst-p、及冷卻水 進水溫度Tcwrt-p及冷凍能力Qevap-p,代入前述之 冰水主機基準線的性能係數方程式(4)中計 算,即可求得改善前的COPbase。1/COPbase=-1+Tcwrt-p/Tchwst-p +[-291.96 + 6.0759 × Tcwrt-p-1334.8×( Tcwrt-p / Tchwst-p)] / Qevap-p 83 2. 改善後收集運轉數據: 新的冰水主機安裝後,每季(間隔3個月)連續監測記錄1~2週的 運轉數據,資料蒐集的項目與基準線相同,取樣運轉資料的間隔時 間,可以為1分鐘 、5分鐘或15分鐘,,逐筆計算新舊冰水主機的性能 係數COP。改善後冰水主機的冷凍能力Qevap-p (kW) Vchw- p ´ (Tchwrt - p - Tchwst - p )´ r w ´ C pw Qevap- p = 60 sec/ minVchw-p:改善後冰水主機的冰水流量(LPM)Tchwrt-p:改善後冰水主機的冰水回水溫度(℃)Tchwst-p:改善後冰水主機的冰水出水溫度(℃)改善後冰水主機的性能係數COPpost Qevap - p COPpost = Pchiller - pPchiller:改善後冰水主機的耗電 (kW) 84 42
  43. 43. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 3.節能效益計算:(1)每季記錄一短期的運轉資料,以部分約定運轉資料的方式,計算每 季之節能效益: 改善後連續記錄1~2週運轉資料,計算累計的節能量Es(kWh): éæ 1 1 ö ù êç ÷´ ´ ç COPbase - COPpose ÷ Qevap - p t ú ê ú Es = å ê è ø ú 60 min/ hr ê ú ê ë ú ût:記錄運轉資料的間隔時間 (min)日平均節能量Es-dav (kWh/日): Es Es - dav = dd:累計記錄的天數 85以雙方約定每季的使用天數,乘以日平均節能量Es-dav,計 算出改善後每季的節能量Esaving-s。 Esaving - s = Es - dav ´ DD:約定每季冰水主機的運轉天數(日/季)以雙方約定每季的使用天數,乘以日平均節能量Es-dav及平 均電費單價Ue,計算改善後每季的節能金額Fsaving-s。 Fsaving - s = Es - dav ´ D ´ U eUe:平均電價單價(元/kWh 86 43
  44. 44. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會(2)以連續監控系統,記錄運轉資料,累計計算節能效益: 採用連續監控系統,記錄及計算節能效益,長期累計累 計量及節能金額,計算方式如下所示:間隔t時間記錄1筆運轉資料,長期累計的節能量Esaving-t: éæ 1 1 ö ù êç - ÷ ´ Qevap- p ´ t ú ê ç COPbase COPpose ÷ ú Esaving- s = å ê è ø ú 60 min/ hr ê ú ê ú ë û間隔t時間記錄1筆運轉資料,長時間累計的節能金額Fsaving-t: éæ 1 1 ö ù êç - ÷ ´ Qevap- p ´ t ´ U e ú ê ç COPbase COPpose ÷ ú Fsaving- s = å ê è ø ú 60 min/ hr ê ú ê ú ë û 87 M&V的選項C(Option C) M&V選項 如何計算節能量 典型的應用 C、全部設備 由量測所 分析所有公 在一棟建築物中 用錶及分錶的 多方面的能源管理 有設備的耗能 程式會影響很多的 數據來決定節 資料,使用簡 系統。使用天然氣 能效益。在改 單的回歸分析 錶和公用電錶,記 善後期間的量 去比對。 錄基準年及改善後 測可能是短期 之一年十二個月的 或者持續整個 用量。 期間。 88 44
  45. 45. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會 Baseyear Data 89 Option C Step 3 (Model) Establish baseyear Gas-HDD relationship 250,000 200,000 150,000Gas y = 173.27x + 111358 100,000 R2 = 0.9192 50,000 0 0 200 400 600 800 HDD 90 45
  46. 46. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會Option C Step 5 (Savings)Baseyear model (line) and post-retrofit data (points) 250,000 200,000 150,000 Gas 100,000 50,000 0 0 200 400 600 800 HDD 91M&V的選項(Option D) M&V選項 如何計算節能量 典型的應用 D、校驗模擬 模擬計算能源 在一棟建築物中多方面 透過模擬計算全 使用量, 以用 的能源管理程式,會影部或部分設備的耗能量, 響很多的系統,但是沒來決定節能效益。常用的 戶端儀錶每小 有可以使用的基準年資模擬計算方式,需要證明 時的使用量 , 料。改善後能源耗用量能適當地應用於計算設備 和/或每月公 的量測,使用天然氣錶實際的能源效率。這個選 用帳單資料去 和公用電錶,基準年之項通常需要考慮校驗模擬 能源用量,由改善後期計算的專業技術。 校驗。 間之公用設備的耗能資 料,經模擬計算並經校 驗後決定。 92 46
  47. 47. 能源管理暨溫室氣體減量實務研討會Action:持續推動及修正節能執行計畫n 節能改善措施完成後,驗證節能效益達預期目 標,仍需持續追蹤維持成效,並能持續檢討調 整操作條件,提升節能成效。n 逐步建立耗能設備管理標準: n 操作管理面 n 量測記錄 n 維護保養 n 汰舊換新之節能措施 93 簡報完畢,敬請指教林文祥財團法人 台灣綠色生產力基金會Email:hsiang@tgpf.org.twTel:02-29110688 Ext:722Fax:02-29111031 94 47

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