第四章 空間 EUI 分析及評估改善
4.7 冷氣及空調效益評估及改善建議
從民國 85 年建館至今(民國 100 年),土木結構大樓除了 BO2 光纖實驗室(學 生研究室)已經使用分離式冷氣 2 台外,其餘空間使用水冷式箱型冷氣機 11 台、
窗型冷氣機 13 台,空調部分使用冰水主機 1 台(置於頂樓)、小冷風機 13 組,使 用已長達 8 年以上。根據經濟部於民國 100 年 6 月 3 日發函文於教育部,政府機 關及學校「四省(省電、省水、省油、省紙)專案」內容提到:「配合公務機關財 產使用年限規定,中央空調主機使用超過 8 年,窗、箱型、分離式冷氣機使用超 過 5 年,應請空調專業技師或廠商進行評估,效率低於經濟部能源局公告之能源 效率基準者,應予以汰換,並優先採用變頻式控制中央空調主機或冷氣機。」
中央空調主機(即冰水主機)使用已超過 8 年,窗、箱型冷氣機使用也已超過 5 年,能源效率 EER 值皆低於能源局公告之基準,若要汰換冷氣空調,必頇選購 高 EER 值或有節能標章之產品,除了參考 EER 值,空間面積還需配合相對應之冷 氣能力(見表 4-7-1),方能達到不浪費能源及舒適的效果。
表 4-7-1、冷房能力與坪數對照參考表
Kcal/hr BTU/hr 一般用語/噸 適用坪數 每坪冷氣能力 預估(Kcal/坪) 1800 7200 0.6 噸 2-3 600~
2000 8000 0.8 噸 3-4 500~
2500 10000 1 噸 4-5 500~
3150 12600 1.2 噸 5-6 520~
3550 14200 1.5 噸 6-7 507~
4500 18000 1.8 噸 7-8 563~
5600 22400 2 噸 8-10 560~
6300 25200 2.5 噸 10-14 450~
7100 28400 3 噸 14-16 443~
8000 32000 3.2 噸 16-18 444~
9000 36000 3.5 噸 18-20 450~
10000 40000 4 噸 20-22 455~
12500 50000 5 噸 22-25 500~
每坪冷氣能力帄均 (Kcal/坪) 500~
備註: 1.頂樓、鐵皮屋、西晒、營業場所一般建議依實際坪數加計一級。
2.每坪冷氣能力以 500Kcal 做估算
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4.7.1 窗型冷氣機效益評估及改善建議
以 206 學生研究室為例,空間面積為 25 ㎡(7.7 坪),對應表 4-7-1,應選用 冷氣能力為 4500 Kcal 之冷氣,但是現況的冷氣能力為 5000Kcal/h,EER 值為 2.07,額定耗電功率約為 2400W。
對應第二章表 2-5-5、窗(壁)型冷氣機能源效率分級基準表,可考慮選用 有能源分級標章(EER 值由高到低分為 1~5 級)的冷氣。以能源效率第 4 級的日立 分離式冷氣 RAS/RAC-50UK 為例(如圖 4-7-1),冷氣能力為 5.0kW,EER 值為 3.2,
額定電功率 1562W(冷氣能力 5kW 除以 EER 值 3.2)。
以中使用率為例,學生研究室冷氣 1 年使用時數預估為 1250 小時,若汰換 舊有窗型冷氣為範例之分離式冷氣,每台 1 年可節省 1048 度電【1250h * (2400W-1562W)/1000】,若 1 度以 2.7 元計,每年節省 2830 元,範例之分離式冷 氣價格約 35000 元,需使用 12 年方可回收,汰換效益似乎不大,但考量該冷氣 機使用已達 10 年以上,維修成本勢必較高,再配合前述經濟部政策「效率低於 經濟部能源局公告之能源效率基準者,應予以汰換」,因此綜合考量下仍建議汰 換。
圖 4-7-1、日立分離式冷氣 RAS/RAC-50UK 資料
【日立冷氣分離式型錄(http://www.taiwan-hitachi.com.tw/)】
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皆較實際冷氣能力 22400kcal/h 低,原因推估當時規劃設計為實驗室使用,
如空間 301B、401A、401B、503、303、501A、501B,考慮到環境因素(如散 發高熱之實驗設備),故將冷氣加噸數使用。
學生研究室 502、503 預估冷氣能力為 20170 Kcal/h,與實際冷氣能力 22400kcal/h 相差不大,可觀察出大空間的學生究室當時以一般空間規劃。
(2)箱型冷氣機-2:
冷氣能力為 14000kcal/h,額訂功率為 5.10kW(見表 3-2-2 編號 5)。實 驗室 103 室使用,冷氣能力對應 1 坪約為 500Kcal/h,預估 103 室應使用冷 氣能力為 23.77 坪*500Kcal/h =11885 Kcal/h 之冷氣,較實際冷氣能力 14000 kcal/h 低,原因推估與上述同,因環境因素將冷氣加噸數使用。
117 16.0kW(14000 Kcal/h),EER 值為 3.70(符合民國 91 年 EER 標準 3.69),額 訂功率為 4.32kW,每台價格約 72000 元。
402、502 共 2 間學生研究室,及 302 實驗室,每間約 40 坪,應使用冷 氣能力約 20000 Kcal/h。選用以日立水冷式箱型冷氣機型號 RP85W/WL 為例 (如表 4-7-3),冷氣能力為 25.0kW(22400 Kcal/h),EER 值為 3.69(符合民 國 91 年 EER 標準 3.69),額訂功率為 6.77kW,每台價格約 85000 元。
假設不考慮環境因素,只以冷氣能力對應坪數,作為水冷式箱型冷氣效 益評估(如表 4-7-4 所示),預估每年可省電 42555 度,占中使用率冷氣年度 預估總用電(246038 度)17.30%;占全館年度中使用率預估總用電 8.09%,若 進行全面汰換,需花費 819000 元,每年可節省 114899 元(42555 度*電費 2.7 RP45W/WL 12.5(11200) AC3φ
220V
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圖 4-7-2、日立箱型冷氣 RP85W/WL 圖 表 4-7-4、汰換水冷式箱型冷氣效益預估
使用空間坪數 約 24 坪 約 28 坪 約 40 坪 現用冷氣能力 14000 Kcal/h 22400 Kcal/h 22400 Kcal/h
現用 EER 值 2.88 2.88 2.88 現用額訂功率 5.1 kW 8.17 kW 8.17 kW 預估冷氣能力 12000 Kcal/h 14000 Kcal/h 20000 Kcal/h 汰換冷氣能力 11200 Kcal/h 14000 Kcal/h 22400 Kcal/h
汰換 EER 值 3.70 3.70 3.69 汰換額訂功率 3.38 kW 4.32 kW 6.77 kW 汰換 1 小時省電 1.72 kWh 3.85 kWh 1.4 kWh
汰換數量 1(1 間實驗室) 7(4 間學生研究 室、3 間實驗室)
3(2 間學生研究 室、1 間實驗室) 省電預估 1.72*1350*1
=2322 kWh
3.85*1250*4 +3.85*1350*3
=34843 kWh
1.4*1250*2 +1.4*1350*1
=5390 kWh
年省電合計 42555 kWh
備註: 學生研究室預估年使用時數以中使用率 1250 小時;實驗室 1350 小時 做估計
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4.7.3 空調冰水主機效益評估及改善建議
土木結構大樓 213 學生研究室;112、113 實驗室;207、209、304 辦公室;
212 會議室,共同使用 1 台氣冷式冰水主機,冷卻能力為 177400BTU/h(44708 Kcal/h),總耗電功率為 19.4kW。
空調使用特性為其中一間啟用小冷風機,冰水主機與小冷風機同時運轉。起 初土木結構大樓空調設計範圍涵蓋研究室、實驗室、辦公室及會議室共 7 個空間,
現今較常使用之空間為學生研究室 213 及辦公室 207、304 僅此 3 個空間,若夏 季月份只有此 3 間使用空調,其餘 4 間不使用,卻啟動頂樓冰水主機,而「空調 主機在低度負荷時會有較比例高之電力負載」【購物中心 Q&A 節能技術手冊 P.131)】,會造成電力浪費。考量該冰水主機使用已達 10 年以上,維修成本勢必 較高,再配合前述經濟部政策「效率低於經濟部能源局公告之能源效率基準者,
應予以汰換」,因此綜合考量下仍建議汰換。空調冰水主機若要汰換,建議考慮 請專業人士作評估及重新規劃使用空間。
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