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兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略分析

第四章 建築空調系統兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略

第二節 兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略分析

圖 4-2 國軍高雄總醫院岡山分院建築物外觀

為了本年度計畫所要進行之兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略分析,所有量測溫 度與濕度的感測器(Sensor),從之前 2017 年的臨時性設置如圖 4-3 所示,改為常設 性之固定設置。並配合新設置之 CO2感測器,自「監視」功能邁向「監控」功能,整 個感測器系統並整合入 2019 年全新的 BEMS 系統內,如圖 4-4 所示。

此外,亦由新設置之 CO2感測器,而發展出新的節能策略。即外氣進來國軍岡山 醫院時,一直控制在 800 ppm 二氧化碳濃度為目標。若院內活動人員較少時,空氣品 質非常好,例如二氧化碳濃度是 400 ppm,那麼就減少外氣空調箱的運作台數。如果今 天院內活動人員較多時,院內二氧化碳濃度飆升至 1,000 ppm 以上的話,那就只好多開 一台或兩台外氣空調箱,把二氧化碳濃度壓制回到 800 ppm。用這樣子策略來開空調箱 和外氣空調箱的設備,亦也是一項節能策略。

(資料來源:本研究整理)

圖 4-3 2017 年國軍岡山醫院臨時性設置之感測器

圖 4-4 2019 年國軍岡山醫院常設性固定設置之感測器

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

另外,國軍岡山醫院亦是內政部建築研究所聯合型需量競價團隊之一,與「國立 屏東大學」、「國立屏東女中」、「國立中山大學」於需量競價得標的時段,一起卸載來 抑低用電量,如圖 4-5 所示。

圖 4-5 國軍岡山醫院為建築研究所聯合型需量競價團隊之一

因此,以下內容有關兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略分析,即為利用國軍岡山 醫院參與需量競價抑低用電期間,整理分析其院內的相關數據,以作為推斷出最佳運 轉策略之根據。整理分析的數據包括:

1. 二台冰水主機的用電量

2. 1F 門診區的溫度與濕度

3. 1F 急診區的溫度與濕度

(資料來源:本研究整理)

4. 2F 洗腎室的溫度與濕度

5. 3F 病房走道的溫度與濕度

6. 5F 病房走道的溫度與濕度

第 1 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-21 (五) 13:00~15:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 21 日需量競價得標時間為下 午 13:00~15:00,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 110 kW,用電抑低量 約為 50 kW,如圖 4-6 所示。另外,8 月 21 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用電量 比較,如圖 4-7 所示。

圖 4-6 岡山醫院第 1 次聯合型需量競價用電抑低期間冰水主機用 電量

(資料來源:本研究整理)

圖 4-7 岡山醫院 8 月 21 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用電 量比較

由於本日需量競價得標時間為下午 13:00~15:00,則將選取 1F 門診區此地點,分 別進行當日 8 月 21 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,如圖 4-8 與圖 4-9 所示。

經比對分析結果顯示,岡山醫院 1F 門診區於 8 月 21 日下午 13:00~15:00 需量競價 用電抑制期間,其室內溫度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 1.5 oC 至 25 oC。

其室內濕度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 3 % 至 68 %。皆屬於在舒適區 之範圍內。

(資料來源:本研究整理)

圖 4-8 岡山醫院 8 月 21 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區溫 度比較

圖 4-9 岡山醫院 8 月 21 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 2 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-24 (一) 14:00~16:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 24 日需量競價得標時間為下 午 14:00~16:00,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 110 kW,用電抑低量 約為 50 kW,如下圖 4-10 所示。另外,8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較,如圖 4-11 所示。

圖 4-10 岡山醫院第 2 次聯合型需量競價用電抑低期間冰水主機 用電量

(資料來源:本研究整理)

圖 4-11 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較

由於本日需量競價得標時間為下午 14:00~16:00,且當天為 8 月份天氣最熱的一天,

故將選取岡山醫院所有樓層,分別進行當日 8 月 26 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫 度與濕度之比較分析,如圖 4-12 至圖 4-19 所示。

經比對分析結果顯示,1F 門診區於 8 月 21 日下午 14:00~16:00 需量競價用電抑制 期間,其室內溫度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升至 24 oC。其室內濕度與 未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升至 72 %,皆屬於在舒適區之範圍內。2F 洗腎 室其室內溫度約上升至 24.5 oC,室內濕度約上升至 72 %,皆屬於在舒適區之範圍內。

其次,3F 病房走道與 5F 病房走道於 8 月 21 日下午 14:00~16:00 需量競價用電抑 制期間,其室內溫度、濕度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較大致相同趨勢,顯見用電 抑制比較對 3F 病房走道與 5F 病房走道沒有影響。

(資料來源:本研究整理)

圖 4-12 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區溫 度比較

圖 4-13 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

圖 4-14 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 2F 洗腎室溫 度比較

圖 4-15 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 2F 洗腎室濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

圖 4-16 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 3F 病房走道 溫度比較

圖 4-17 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 3F 病房走道 濕度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

圖 4-18 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 5F 病房走道 溫度比較

圖 4-19 岡山醫院 8 月 24 日與 8 月 20 日未卸載日之 5F 病房走道 濕度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 4 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-26 (三) 14:00~16:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 26 日需量競價得標時間為下 午 14:00~16:00,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 95 kW,用電抑低量約 為 65 kW,如下圖 4-20 所示。

另外,本日需量競價得標時間過後,繼續維持節能模式運轉,可讓院方既獲得需 量競價之電費折扣,又獲得節能電費,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-20 岡山醫院 8 月 26 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較

(資料來源:本研究整理)

由於本日需量競價得標時間為下午 14:00~16:00,則將選取 1F 急診室此地點,分 別進行當日 8 月 26 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,如圖 4-21 與圖 4-22 所示。

經比對分析結果顯示,岡山醫院 1F 急診室於 8 月 26 日下午 13:00~15:00 需量競價 用電抑制期間,其室內溫度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 0.5 oC 至 23 oC。

其室內濕度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 4 % 至 70 %。皆屬於在舒適區 之範圍內。

圖 4-21 岡山醫院 8 月 26 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 急診室溫 度比較

(資料來源:本研究整理)

圖 4-22 岡山醫院 8 月 26 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 急診室濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

第 5 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-27 (四) 17:45~19:45

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 27 日需量競價得標時間為下 午 17:45~19:45,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 155 kW,卸載後用電量約為 95 kW,用電抑低量約 為 60 kW,如下圖 4-23 所示。

另外,本日凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉。需量競價得標時間 過後,再一次繼續維持節能模式運轉,可讓院方既獲得需量競價之電費折扣,又獲得 節能電費。

分別進行 3F 病房走道 8 月 26 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分 析,如圖 4-24 與圖 4-25 所示,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-23 岡山醫院 8 月 27 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較

(資料來源:本研究整理)

圖 4-24 岡山醫院 8 月 27 日與 8 月 20 日未卸載日之 3F 病房走道 溫度比較

圖 4-25 岡山醫院 8 月 27 日與 8 月 20 日未卸載日之 3F 病房走道 濕度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 6 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-28 (五) 15:00~17:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 28 日需量競價得標時間為下 午 15:00~17:00,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 130 kW,用電抑低量 約為 30 kW,如下圖 4-26 所示。

另外,本日凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉。需量競價得標時間 過後,再一次繼續維持節能模式運轉,可讓院方既獲得需量競價之電費折扣,又獲得 節能電費。

分別進行 5F 病房走道 8 月 28 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分 析,如圖 4-27 與圖 4-28 所示,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-26 岡山醫院 8 月 28 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較

(資料來源:本研究整理)

圖 4-27 岡山醫院 8 月 28 日與 8 月 20 日未卸載日之 5F 病房走道 溫度比較

圖 4-28 岡山醫院 8 月 28 日與 8 月 20 日未卸載日之 5F 病房走道 濕度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 7 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-08-31 (一) 13:15~15:15

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 8 月 28 日需量競價得標時間為下 午 13:15~15:15,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 130 kW,用電抑低量 約為 30 kW,如下圖 4-29 所示。

另外,本日凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉。需量競價得標時間 過後,再一次繼續維持節能模式運轉,可讓院方既獲得需量競價之電費折扣,又獲得 節能電費,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-29 岡山醫院 8 月 31 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用 電量比較

(資料來源:本研究整理)

由於本日需量競價得標時間為下午 13:15~15:15,則將選取 1F 門診區此地點,分 別進行當日 8 月 31 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,如圖 4-30 與圖 4-31 所示。

經比對分析結果顯示,岡山醫院 1F 門診區於 8 月 31 日下午 13:15~15:15 需量競價 用電抑制期間,其室內溫度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 1.3 oC 至 24.7 oC。

其室內濕度與未卸載日 8 月 20 日同時段比較,約上升 6 % 至 71 %。皆屬於在舒適區 之範圍內。

另外,於凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉時段,其室內溫度亦較 未卸載日 8 月 20 日同時段高約 1.1 oC,但此時段並無人員在 1F 門診區活動,因此並無 實際人員舒適度之影響。

圖 4-30 岡山醫院 8 月 31 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區溫 度比較

圖 4-31 岡山醫院 8 月 31 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診區濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 8 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-09-01 (二) 15:15~17:15

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 9 月 1 日需量競價得標時間為下 午 15:15~17:15,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 165 kW,卸載後用電量約為 100 kW,用電抑低量 約為 65 kW,如下圖 4-32 所示。

另外,本日凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉,可讓院方既獲得需 量競價之電費折扣,又獲得節能電費。

分別進行 2F 洗腎室 9 月 1 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,

如圖 4-33 與圖 4-34 所示,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-32 岡山醫院 9 月 1 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用電

(資料來源:本研究整理) 量比較

圖 4-33 岡山醫院 9 月 1 日與 8 月 20 日未卸載日之 2F 洗腎室溫 度比較

圖 4-34 岡山醫院 9 月 1 日與 8 月 20 日未卸載日之 2F 洗腎室濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 9 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-09-02 (三) 18:30~20:30

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 9 月 2 日需量競價得標時間為下 午 18:30~20:30,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 160 kW,卸載後用電量約為 130 kW,用電抑低量 約為 30 kW,如下圖 4-35 所示。

另外,需量競價得標時間過後,再繼續維持節能模式運轉,可讓院方既獲得需量 競價之電費折扣,又獲得節能電費。

分別進行 1F 急診室 9 月 2 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,

如圖 4-36 與圖 4-37 所示,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-35 岡山醫院 9 月 2 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用電

(資料來源:本研究整理) 量比較

圖 4-36 岡山醫院 9 月 2 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 急診室溫 度比較

圖 4-37 岡山醫院 9 月 2 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 急診室濕 度比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 10 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-09-03 (四) 15:00~17:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 9 月 3 日需量競價得標時間為下 午 15:00~17:00,則在該時段將較大容量的 1 號冰水主機關閉,而將較小容量的 2 號冰 水主機開啟,則卸載前用電量約為 200 kW,卸載後用電量約為 100 kW,用電抑低量 約為 100 kW,如下圖 4-38 所示。

另外,本日凌晨 00:00~08:00 延續前一天晚上之節能模式運轉,可讓院方既獲得需 量競價之電費折扣,又獲得節能電費。

分別進行 1F 門診區 9 月 3 日與未卸載日 8 月 20 日之室內溫度與濕度之比較分析,

如圖 4-39 與圖 4-40 所示,實為兼顧節能與熱舒適環境之運轉策略。

圖 4-38 岡山醫院 9 月 3 日與 8 月 20 日未卸載日之冰水主機用電

(資料來源:本研究整理) 量比較

圖 4-39 岡山醫院 9 月 3 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診溫度 比較

圖 4-40 岡山醫院 9 月 3 日與 8 月 20 日未卸載日之 1F 門診濕度 比較

(資料來源:本研究整理)

(資料來源:本研究整理)

第 11 次聯合型需量競價用電抑低期間 2020-09-04 (五) 18:00~20:00

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 9 月 4 日需量競價得標時間為下

本研究團隊於前 1 天接獲台電公司通知,於隔日 9 月 4 日需量競價得標時間為下

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