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智慧節能系統 03

空調系統節能

中央空調不是一台機器,而是一組互相牽動的設備。節能的關鍵,在於讓冰水主機、水泵與冷卻水塔作為一個系統一起被控制。

把空調當成系統,而不是單機

一套中央空調至少包含冰水主機、冰水泵、冷卻水泵、冷卻水塔風扇與末端空調箱。傳統作法是各自以固定條件運轉:水泵定速全開、冷卻水塔風扇以固定溫度啟停、主機出水溫度全年固定。結果是主機也許效率不錯,但整體系統仍在做很多不必要的功。

群組控制的目的,是依實際冷負荷同時調整水量、風量與溫度設定,讓整體系統的用電降到需求所對應的水準。

主要的控制項目

水泵變頻調速

冰水泵與冷卻水泵是典型的離心式泵浦,軸功率與轉速的三次方大致成正比。當末端負載下降、可以降低流量時,變頻調速的節電效果相當顯著。

冷卻水塔風扇控制

以變頻方式調整冷卻水塔風扇轉速,讓冷卻水溫維持在目標區間,同時避免風扇以啟停方式運轉造成的水溫震盪。較低的冷卻水溫也有助於降低主機的冷凝壓力。

冰水出水溫度重設

在末端條件允許的前提下,適度上調冰水出水溫度,可以降低主機需要跨越的溫差。這需要與末端除濕與舒適度需求一併評估,不能單看主機。

多台主機的台數與均載控制

當現場有多台主機時,何時啟動第二台、如何在多台之間分配負載,會明顯影響整體效率。台數控制策略需要依主機的部分負載特性設定。

舒適度是界線,不是可以犧牲的變數

空調節能若造成室內過熱、過冷或濕度失控,最後一定會被使用者關掉或改回原設定。因此控制策略必須以維持室內條件為前提,並透過雲端能源監控持續確認溫濕度是否仍在合理範圍。

現代辦公大樓的玻璃帷幕外牆仰視角度
帷幕比例高的建築在日照時段的冷負荷變化劇烈,固定設定的空調系統很難貼合實際需求。