第三章 中央空調及熱泵系統運用 BEMS 建立智慧型運轉策
第四節 大型熱泵系統與空調系統整合之實例印證 56
某大型綜合醫院遠具有 4 部蒸氣鍋爐(B-1~B-4)。當產生蒸氣候進入蒸氣分 配器，某部分直接送至蒸氣使用端，另一部分，則作為二次間接加熱之熱源 (T-1~T-2)，如下圖 41 所示，其冷水係從右側輸入。本系統為目前存在於台灣地 區 90%以上之傳統式鍋爐加熱系統。
首先，為增加熱泵取熱之基準點之熱值，可考慮應用空調系統迴水系統。採 水口需位於迴水管之上游，而排放端則位於下游。此取熱經管線輸入熱泵主機加 熱至 550C 左右泵送至新設之熱水槽，並具備利用離峰電力運轉以節省電費之功 能。其冷水進口則由桶端 A 之處進入。儲槽之熱水出水口則設計變頻水泵以便 維持水路之平衡。
此變頻水泵之出水口 B 點有兩個重要迴路，1 為向右側 C 點直接供應熱水。
另一方式則為向上方 D 點方向經由三通閥之切換向左進入 E 點，而與既有之熱 水加熱器並行運轉。
將現場量測資料與 BEMS 記錄數據比對確認資料無誤後，帶入前述之方程 式進行運算得出性能係數，再擬定運轉策略並導入。
第三章 中央空調 BEMS 智慧診斷實際案例
圖41. 某大型醫院之空調與熱泵系統示意圖
於進行改善前，醫院所使用能源為天然氣與鍋爐油混合來產生蒸氣。天然氣 及鍋爐油單價極高，且蒸汽鍋爐效率本身性能較差，因此建議替換其蒸汽系統改 由熱泵來提供。替換熱泵後附帶產生之冷能約 202,033 RT，約可減少冰水主機耗 費 469,121 元，如下表 22 所示。改善後，年能費用從原先 1,952,300 及 1,975,032 元降至 833,110 元，改善成效良好，成效如下表 23 所示。
表22. 熱泵附帶之冷能
總熱水熱值(kacl/年) 888,650,900 熱泵制熱/製冷 COP 比 3.2/2.2
熱泵年製冷量(kcal) 610,947,494 熱泵年製冷量(RT) 202,033 既有冰水機單位耗能(kw/RT) 0.9
減少冰水機耗能(kwh) 181,830 減少冰水機運轉電費(元) 469,121
中央空調 BEMS 專家智慧診斷技術研究
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表23. 改善成效
能源耗用 天然氣 鍋爐油 熱泵系統
總熱水值(kcal/年) 888,650,900 888,650,900 888,650,900 設備性能(COP) 0.85 0.85 3.2
能源單位熱值 8,900 kal/M3 9,200 kcal/L 860 kcal/kwh 年能源耗用量 117,469 113,638 322,911 能源平均單價 16.62 元/M3 17.38 元/L 2.58 元/kwh 年能源費用(元/年) 1,952,330 1,975,032 833,110 能源單位成本(元/Mcal) 2.19 2.15 0.94
由於水對水式之熱泵系統可同時產生熱水及冰水，因此提供了與既有空調冰 水系統整合之機會；同時，其運轉策略將隨著空調負載之變化，而提供不同空調 主機台數與不同熱泵台數運轉，而形成最佳化之組合。經實際驗證，本計畫所建 立之實驗模式與運轉策略可運用於此種複雜之整合系統，而發揮顯著之節能效 益。
第四章 中央空調系統經由 BEMS 進行系統診斷與最佳化運 轉策略之全尺度實驗印證