5.1 空調/熱水系統之改善前/後效能評估分析使用儀器
中心以租賃方式建置中央空調系統暨熱泵系統性能量測儀器，包含三相電力 分析儀、超音波熱量計、風速計、室內溫濕度計等、如表 5-1 所示，而儀器量測 程序參照台北市冷凍空調技師公會發行之 2016 空調系統測試調整平衡作業程序 指針。
該工作項目由本中心人員與本中心委託的冷凍空調專業團隊，針對個案應實 施之效能測試項目、測試方法、測試程序及量測數據進行討論與訂定，並前往改 善單位現場執行改善前/後效能驗證。
表 5-1 中央空調系統暨熱泵系統性能量測儀器 項 次 儀器名稱 單位 數
量 用途
1 超音波熱量計 組 2 量測紀錄中央空調冰水主機流量與溫度，計算主機 能力
2 TA 微電腦量測儀 組 1 量測水系統各主管與支管平衡閥所流經之水量及 壓力差
3 三相電力分析儀 組 1 長期量測紀錄電氣設備運轉電流/電壓/耗電 4 三相多功能電力鉤錶 組 1 即時量測電氣設備瞬間電流/電壓/耗電
5 風罩式風量計 組 1 量測紀錄空調箱送風量(風罩式風量計+矩陣體風 速計+皮托管)
6 超音波測厚計 組 1 超音波熱量計需輸入水管璧厚度，藉由超音波測厚 計量測厚度
7 溫濕度 CO2計 組 1 量測紀錄環境溫度、相對溼度、二氧化碳濃度 8 轉速計 組 1 量測記錄泵浦、風機馬達轉速
9 水壓力測棒 組 2 量測紀錄泵浦揚程
10 氣體差壓測棒 組 1 量測紀錄空調箱送風靜壓力
11 紅外線溫度計 組 1 藉由雷射紅外線量測紀錄並確認設備/管材之溫度 總計 組 13
(來源:本報告整理)
5.2 空調/熱水系統之改善前/後效能評估分析執行流程說明與執行進度說明 一、空調/熱水系統之改善前/後效能評估分析執行流程說明
針對中央政府機關空調、熱水節能改善受補助單位 14 案及地方政府機關空 調、熱水節能改善受補助單位 10 案共計 24 案之改善案進行空調/熱水系統量測，
分析節能改善前後之運轉數據，評估並提出節能效益。
改善前/後系統量測分析作業
第一階段-空調/熱水系統改善前測試，針對本次受補助單位之空調/熱水系統 改善範圍，於改善前量測時，應進行以下程序，以確認並瞭解各單位之 TAB 作 業程序，並使本案改善前量測與分析能順利執行。
於改善前 TAB 廠商量測前，協助審閱 TAB 計畫書，確認各單位 TAB 承包 商，在執行改善前、後量(監)測作業時，應注意事項及施作範圍、位置及測試方 法；並且 TAB 廠商須提供作業規劃時程，以利掌握，本階段應於各單位完成 TAB 發包後執行。
量測前，研究設計規劃圖說以確認設計技師節能改善方向及範圍。內部討論 量測參數、範圍等，至現場查驗 TAB 廠商量測品質，確保量測數據正確性。
進行本委託案受補助單位改善前數據分析作業，以作為改善前之耗能基準，
並且向受補助單位取得 108 年逐月用電度數及系統使用狀況，以計算每度平均費 用(NTD/kWh)及分析改善前系統或設備耗能，並將分析方法及條件紀錄在報告中。
第二階段-空調/熱水系統改善後測試：於受補助單位空調系統改善工程完工 後執行。應進行以下程序：
量測前，除依設計圖確認並核對改善後系統，並依照 TAB 量測程序之參考 量測位置等進行確認，至現場查驗 TAB 廠商量測品質，以及檢查與判斷各案場 建築能源管理系統(BEMS)監測狀況，確保量測與監控系統數據正確性。
審閱 TAB 廠商量測數據進行合理判斷並確認平衡後系統運轉功能性測試，
若數據或系統運轉尚有疑異，與 TAB 廠商檢討後再量測或提供意見並指導 TAB 廠商重新進行 TAB 作業。
透過第一階段建立改善前耗能基準及第二階段改善後之耗能量測，進行空調 及熱水系統改善前/後節能效益分析；依照各設備物理量測方式及量測項目，盡 可能分析全年節能計算評估，分析改善效益，完成各單位節能成效報告，如圖 5-1 所示。
圖 5-1 空調/熱水系統之改善前/後效能評估分析執行流程圖
(來源:本報告整理)
二、空調/熱水系統之改善前/後效能評估分析
中央及地方政府受補助單位進度表
中央及地方政府受補助單位進度表 序號 編號 改善單位
TAB 計畫書 改善前 TAB 報告書 改善後TAB 報告書 文件提交 文件審查 現場
量測
文件 提交
文件 審查
現場量 測
文件提 交
文件審 查
20 N23 苗栗縣立苑裡高級
中學
21 S10 彰化縣衛生局
22 S11 彰化縣彰化市南西
北區衛生所
23 S04 嘉義市東區區公所
24 S05 嘉義市立博物館
合計 24 24 24 24 24 24 24 24
(來源:本報告整理)案例說明
本工作項目已完成 24 個案場改善前/後量測試算，本章節呈現 2 案不同改善 手法分別為國立自然科學博物館改善老舊主機汰換及內政部消防署訓練中心改 善熱水系統。24 個案件量測試算內容，如附錄一、附錄二所示。
國立自然科學博物館改善前量測空調系統，預估每年節省 814,721.4 元；節 省用電度數 257,823.2kWh；每年二氧化碳減少排放量為 131,232.0 kg；回收年限 為 7.0 年。內政部消防署訓練中心改善前熱水系統量測，預估每年節省 2,369,719.8 元；節省用電度數 761,967.3kWh；每年二氧化碳減少排放量為 387,840.2 kg；回 收年限為 1.9 年。
5.2.2 國立自然科學博物館 一、 建築物用途及能源使用說明
國立自然科學博物館位於臺中市北區館前路 1 號，該建築物為地上八層 地 下二層。主要用途為辦公及展覽等使用。空調使用時間為 08:00~21:00。建築物 所在之 108 年度總用電量為 6,288,000kWh。平均電費為 3.16 元。
圖 5-2 國立自然科學博物館 建築物外觀 表 5-3 國立自然科學博物館 建築概述
建築物資訊 能源使用資訊
建築物名稱： 國立自然科學博物館 使用人數： 2,963,857
樓層： 地上八層 地下二層 108 年度總用電量
(kWh)： 6,288,000
使用用途： 辦公及展覽 108 年度平均電價
($/kWh)： 3.16 總樓地板面積(m2)： 84,650.00 建築物使用時間/天： 12
空調使用面積(m2)： 71,952.00 整年度空調運轉時間
(小時)： 328
圖 5-3 國立自然科學博物館 建築物逐月用電量
二、中央空調系統概述
表 5-4 國立自然科學博物館 空調系統概述
空調系統運轉時間及型式
空調使用時間： 08:00~21:00 每年運轉時間： 2540 系統型式： □一次側系統/■一二
次側系統 末端控制閥： ■Two/□Three way/□
混合 外氣引入系統： □FCU■搭配空調箱引
入 送風系統： □AHU/■FCU/□混合 型式 空調主機設備： ■水冷式/□氣冷式/□
分離式
既設設備規格
設備名稱 廠牌 型式
設備電功率 設備名稱 廠牌
電壓 (V)
電壓
(V) (kW) 功率 容量 單位
CH-01 開利 螺旋機 460 182 896.5 kW 1 CT-01 金日 直交流 460 7.5 ---- kcal/hr 1 CHP-1 BELL﹠
GOSSETT --- 460 18.6 20 M 1 CWP-1 BELL﹠
GOSSETT --- 460 15 20 M 1
三、本案改善項目
(1) 建議汰換國產螺旋雙壓變頻式 240 RT，使主機設備符合最新能源局公告 之標準。
(2) 配合本次新設之主機，汰換老舊冰水泵、冷卻水泵及冷卻水塔。
(3) 建置空調系統等相關改善範圍之建築能源管理系統(BEMS)。
(4) 執行空調系統等相關改善範圍之測試、調整、平衡。
表 5-5 國立自然科學博物館 改善項目與對策說明一覽表
改善項目 問題診斷 改善對策
老舊冰水主機汰舊換新 由於 CH-3 之 255 RT 螺旋式 主機使用已逾 15 年，現況維 修頻繁，妥善率不佳，極待
汰換以提升系統可靠度。
建議汰換國產螺旋雙壓變頻 式 240 RT，使主機設備符合 最新能源局公告之標準。
增設及升級 BEMS 系統 無建築能源管理系統 BEMS 建置空調系統等相關改善範 圍之建築能源管理系統
(BEMS)。
執行空調系統等相關改善範圍之測試、調整、平衡。詳參本計畫 TAB 規範
四、改善前/後現場測試結果
改善前冰水主機量測結果
表 5-6 國立自然科學博物館 冰水主機 CH-1 改善前測試紀錄
項目 單位 設備銘牌資料
冰水/儲冰 主機規格
廠牌 ― 開利 製造日期：NA
型號 ― 30HXC261RY-660 電壓：460
額定冷凍能力 kW 896.5 電流：318.1
額定消耗電力 kW 182 COP：4.93
冷媒種類 ― R-134a
設備負載率(%) 100% 75% 50%
測試項目 物理量 單位 實測紀錄數值
流量數據
冰水流量 LPM 2865 2724 2549
冷卻水流量 LPM 3793 3842 3677
溫度數據
冰水入水溫度 ℃ 14.4 12.4 10.8
冰水出水溫度 ℃ 11.3 9.7 9.7
冷卻水入水溫度 ℃ 30.1 29.1 27.6
冷卻水出水溫度 ℃ 33.3 31.8 28.7
電力側 運轉電流三相 A 273.5 182.0 88.2
運轉電壓三相 V 469.3 473.1 475.2
消耗電力 kW 194 128.9 62.4
功率因數 % 87 86 86
性能分析
冷凍能力 kW 619.6 513.1 195.6 冷凝能力 kW 846.8 723.7 282.2
COP ― 3.19 3.98 3.13
熱平衡 % -3.9 -11.3 -8.6
改善前泵浦量測結果
表 5-7 國立自然科學博物館 CHP-01 改善前現場測試結果
項目 單位 設備銘牌資料
水泵規格
廠牌 ― BELL﹠GOSSETT
型號 ― 5BC 9-1/4 BF
製造年份 ― ----
設計揚程 M 20
設計流量 LPM 2986
馬達轉速 ― 1750
消耗電力 kW 15
測試項目 單位 100% 50% 0%
水側數據
吸入端壓力 kg/cm2
無 壓 力 曲 管 吐出端壓力 kg/cm2
吸入/吐出端壓力差 kg/cm2
供水量 LPM 2731.7 2565.9 1237.9
電力側
運轉頻率 Hz 60 60 60
三相運轉電壓 V 466.2 465.3 466.1
三相運轉電流 A 22.3 21.9 18.2
消耗電力 kW 14.0 13.8 10.0
功率因數 77 77 69
表 5-8 國立自然科學博物館泵浦 CWP-01 改善前現場測試結果
項目 單位 設備銘牌資料
水泵規格
廠牌 ― BELL﹠GOSSETT
型號 ― 5BC 9-1/4 BF
製造年份 ― ----
設計揚程 M 20
設計流量 LPM 3732
馬達轉速 ― 1750
消耗電力 kW 18.6
測試項目 單位 100% 50% 0%
水側數據
吸入端壓力 kg/cm2
無 壓 力 曲 管 吐出端壓力 kg/cm2
吸入/吐出端壓力差 kg/cm2
供水量 LPM 3229.2 1914.3 0
電力側
運轉頻率 Hz 60 60 60
三相運轉電壓 V 466.3 466.3 464.3
三相運轉電流 A 24.5 21.7 16.3
消耗電力 kW 16.0 13.4 8.4
功率因數 79 76 64
改善前冷卻水塔量測
表 5-9 國立自然科學博物館 冷卻水塔 CT-1 改善前測試紀錄
項目 單位 設備銘牌資料
冷卻水塔規格
廠牌 ― 金日
型號 ― ----
製造年份 ― ----
冷凝能力 kcal/hr ----
消耗電力 kW 7.5
測試項目 單位 實測紀錄數值
冷卻水側
冷卻水管徑 mm 216.3
冷卻水管厚度 mm 5.8
冷卻水流量 LPM 3793
冷卻水塔入口溫度 ℃ 33.3
冷卻水塔出口溫度 ℃ 30.1
電力側
變頻器運轉頻率 Hz 60
三相運轉電壓 V 466.5
三相運轉電流 A 13.2
消耗電力 kW 7.17
功率因數 % 0.67
空氣側
入風平均風速 m/s 0.64
進風口乾球溫度 ℃ 27.7
進風口濕球濕度 ℃ 25.2
出風口乾球溫度 ℃ 28.5
出風口濕球濕度 ℃ 27.7
性能分析
散熱能力 kcal/hr 728,248
趨近溫度 ℃ 4.9
近似效率 % 39.5
改善後冰水主機量測
改善後冰水主機量測