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臺灣港務股份有限公司-臺灣港群電子報


航港新知
變頻離心式冰水主機

變頻式冰水主機 辦公廳舍空調節能成效佳

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  • 撰稿:臺中分公司維護管理處葉孟祺、處長劉明昌

臺中港務分公司配合節能政策,於海港大樓辦公區及旅客服務中心陸續辦理空調設備汰舊換新,以節省電力耗用,其中將大型空調系統冰水主機改採變頻式冰水主機,經評估使用耗電狀況及投入成本,使用變頻水泵及空調箱確實可達到節能目的,成效顯著。

臺中港自65年10月31日通航以來,不餘遺力推動各項建設,陸續針對許多老舊建物及設備進行汰換。其中本港海港大樓由建置已逾40年,而旅客服務中心建置已逾19年以上,多有設備老化、效率不佳現象。近年來為改善效能,陸續辦理更換舊燈具為LED燈具、模鑄式變壓器汰換為非晶質油浸式變壓器等。因一般大型空調系統用電量佔整棟辦公大樓的一半以上,因此本次節電作為僅先針對空調系統汰換作討論。

評估現況

旅客服務中心為國際渡輪及郵輪旅客入出境場所,以旅客通關品質及入出境作業環境為重點考量,近年來因空調電力線路故障且主機老舊無法啟動,遂辦理汰換以提升空調系統效能。目前已完成主機及水泵和相關監控元件汰換。

海港大樓去(107)年進行內部板供設備裝修,連帶汰換老舊設備及中央空調系統,其中空調主機、水泵及冷卻水塔和空調箱改採變頻系統,可有效達成節能目的。
臺中港旅客服務中心空調系統昇位圖

圖一、臺中港旅客服務中心空調系統昇位圖

依空間與使用狀況設計方案

依每棟建物室內隔間、走道分布、使用率及建置成本等因素,分析設計方案。本文將空調系統分為冰水側及負載側介紹,冰水側為製造冰水,包含冰水主機及冰水泵等,負載側包含區域泵、空調箱及小型送風機等。

旅客服務中心目前在入出境通關作業及外賓來訪時方開啟空調,且因通關作業所需空間範圍大,故負載分布四散,又空調箱隨通關作業所需區域與時間(視入出境區域是否同時需要空調)開啟或關閉,且旅客流動率大,故旅客服務中心負載變化量大。依此本棟空調系統採一次側二次側系統,詳圖一。

室內空氣部分,負載側同時採用空調箱及小型風機兩種方式,針對入出境大廳及辦公室等大空間區域使用空調箱送風並設有回風管,並於各空調箱機房皆設有外氣風門,另針對小房間使用小型送風機。

負載側水路,冰水管線經由管道間送至各樓層空調箱,並分出冰水管至各樓層小房間給小型送風機使用,本棟空調箱皆採用變頻控制,且冰水閥為二通閥以節省成本,空調箱馬達頻率及冰水閥開度全部都由中央監控系統監控回風溫度來控制。

冰水側及區域泵:區域泵部分為變流量設計,依據負載多寡開啟區域泵,並且裝有變頻器控制冰水流量,系統考量上,可依據負載側狀況調整流量達到節能效果。一次側為定流量系統,考量現場狀況不裝設變頻器,冰水泵輸入端和區域泵輸入端皆有共通管並以旁通管連接,當負載降低甚至全空時,此旁通管可使冰水主機順利降載或進入休眠狀態而不致於因水壓差不足而跳機。

臺中港海港大樓空調系統昇位圖

圖二、臺中港海港大樓空調系統昇位圖

另從圖二可見海港大樓空調型式:

室內空氣部分,負載側採用空調箱,僅有送風管而無回風管,因室內空間主要為一條走道兩側皆為辦公室,室內空氣交換採自然回風方式,外氣交換由頂樓抽外氣經由管道間供給各樓層空調箱。

負載側水路:冰水管線經由管道間送至各樓層空調箱,本棟空調箱皆採用變頻控制,空調箱馬達頻率及冰水閥開度全部都由中央監控系統監控出風壓差控制。

冰水側及區域泵:本棟因總坪數較小,空調系統使用一次側變流量系統,省去區域泵節省成本,冰水泵裝設變頻器,以提供相當於主機所需水量達到省能效果。

 

節能效果明顯

旅客服務中心採用變頻離心式冰水主機,而海港大樓採用磁浮式變頻離心式冰水主機,此差別為兩棟建物用途不同。前者僅於有通關作業或活動時開啟,經考量磁浮式冰水主機與一般變頻冰水主機價差及省電效能,因而採用一般變頻冰水主機;後者因辦公用途故而每天固定開啟(冬季除外,春秋視溫度開放),經考量採磁浮式冰水主機將能達到更多省能效果。

磁浮離心式冰水主機採用磁浮軸承,因為結構關係,相較於傳統冰水主機有部分優點,如啟動電流不到螺旋機之1%,且具不須冷凍油、噪音小及機械損失小等特性。以300RT比較,磁浮式冰水主機比傳統冰水主機省能達50-60%之間。但磁浮式冰水主機相較於傳統或一般變頻冰水主機之要求,需要更穩定的輸入電源,否則容易跳機。

海港大樓空調系統用電量,在使用舊空調系統時,106年1月(不開冰水主機)電費18萬元、7月(常開冰水主機)電費36萬元;而空調系統冰水主機汰換為磁浮式冰水主機後,因各單位辦公位置調整,辦公人數增加70-80位同仁(空調負載增加),108年1月電費僅19萬元(增加1萬元),7月電費28萬元,足可見空調系統節能之功效。

海港大樓水泵水管





                                         

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