第四章 室內試驗結果與分析
4.2 室內試驗 2
室內試驗2 為以傳統水冷式箱型空調系統為改裝基礎，不使用冷 卻水塔為冷卻水散熱設備，改以一儲水桶內裝滿自來水，以模擬現地
抽水井抽取地下水做為循環冷卻水，而冷卻水經過箱型空調機因為產 生熱交換過程使冷卻水溫度升高，對於高溫的冷卻水不再排放回儲水 桶，由於實驗目的不著眼於循環過後高溫的冷卻水灌入地下水層能力 研究，因此選則排放於溝渠，目的為避免高溫的冷卻水與儲水桶內低 溫的冷卻水混合，使桶內冷卻水溫度抬升。量測狀態為循環冷卻水進 水量分別在平衡閥閥開度（plug lift）為 4、2、1、0.5、0.3 情形下，
所通過的流量依序分別為145 lpm、113.8 lpm、79.4 lpm、58.4 lpm 與 45.8 lpm 共 5 種進水量，其試驗編號依序為 GP4、GP2、GP1、GP0.5 與GP0.3，係以找出使用地下水為循環冷卻水之水量與空調系統效率 的關係，藉以推求適合此地下水循環冷卻水水量。以下分別依循環冷 卻水進水量分別說明試驗結果。
4.2.1 試驗結果
（1） 當地下水循環冷卻水流量與室內實驗 1 相同時，即 145 lpm 的條件下，實驗所量測的參數依序彙整如下：
由圖 4-6 為循環冷卻水出/入箱型空調機溫度圖，分別為 PRTD#5 為冷卻水出口溫度與PRTD#6 冷卻水入口溫度共兩點，與冷卻水入口 於 加 壓 水 泵 前 PRTD#7 ， 由 圖 中 可 看 出 冷 卻 水 出 口 平 均 溫 度 為 27.0℃，冷卻水入口平均溫度為 24.0℃，所以其溫差大約為 3℃，而 冷卻水入口於加壓水泵前平均溫度為23.3℃。
圖 4-7 為箱型空調機出風口乾球溫度圖，為 PRTD#1 與 PRTD#2 分別置於箱型空調機出風口的左右兩側位置，與Ave 為出風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為11.8℃。
圖 4-8 為箱型空調機回風口乾球溫度圖，為 PRTD#3 與 PRTD#4 分別置於箱型空調機回風口的左右兩側位置，與Ave 為回風口平均乾
球溫度，由圖中可看出平均溫度為22.5℃。
圖 4-9 為箱型空調機出/回風口相對濕度圖，分別為 RH#1 與 RH#2，由圖中可看出出風口平均相對濕度為 95.1％為與回風口平均 相對濕度為74.5％。
圖 4-10 為箱型空調機為蒸發器出口溫度、冷凝器出口溫度、冷 凝器入口溫度與壓縮機出口溫度圖，分別為K#1、K#2、K#3 與 K#4，
由圖中可看出發器出口平均溫度為 4.6℃、冷凝器出口平均溫度為 30.2℃、冷凝器入口平均溫度為 68.8℃與壓縮機出口平均溫度為 72.0℃。
壓縮機之高低壓力由冷媒複合表量測得其穩定後之值分別為 12.3 kg/cm
2
與 4.4 kg/cm2
經由電力分析儀所量得當循環冷卻水流量 為145 lpm 時，壓縮機於穩定後一小內所耗功為 6.59 kW、功率因數 為0.785。（2）當循環冷卻水流量為 113.8 lpm(平衡閥閥開度 2)的條件下，
實驗所量測的參數依序彙整如下：
由圖 4-11 為循環冷卻水出/入箱型空調機溫度圖，分別為 PRTD#5 為冷卻水出口溫度與PRTD#6 冷卻水入口溫度共兩點，與冷卻水入口 於 加 壓 水 泵 前 PRTD#7 ， 由 圖 中 可 看 出 冷 卻 水 出 口 平 均 溫 度 為 27.0℃，冷卻水入口平均溫度為 23.2℃，所以其溫差大約為 3.8℃，
而冷卻水入口於加壓水泵前平均溫度為22.8℃。
圖 4-12 為箱型空調機出風口乾球溫度圖，為 PRTD#1 與 PRTD#2 分別置於箱型空調機出風口的左右兩側位置，與Ave 為出風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為12.6℃。
圖4-13 為箱型空調機回風口乾球溫度圖，為 PRTD#3 與 PRTD#4 分別置於箱型空調機回風口的左右兩側位置，與Ave 為回風口平均乾
球溫度，由圖中可看出平均溫度為22.2℃。
圖 4-14 為箱型空調機出/回風口相對濕度圖，分別為 RH#1 與 RH#2，由圖中可看出出風口平均相對濕度為 96.4％為與回風口平均 相對濕度為79.7％。
圖 4-15 為箱型空調機為蒸發器出口溫度、冷凝器出口溫度、冷 凝器入口溫度與壓縮機出口溫度圖，分別為K#1、K#2、K#3 與 K#4，
由圖中可看出發器出口平均溫度為 5.0℃、冷凝器出口平均溫度為 30.3℃、冷凝器入口平均溫度為 69.4℃與壓縮機出口平均溫度為 72.0℃。
壓縮機之高低壓力由冷媒複合表量測得其穩定後之值分別為 12.7 kg/cm
2
與 4.8 kg/cm2
經由電力分析儀所量得當循環冷卻水流量 為113.8 lpm 時，壓縮機於穩定後一小內所耗功為 6.63 kW、功率因 數為0.786。（3） 當循環冷卻水流量為 79.4 lpm(平衡閥閥開度 1)的條件下，
實驗所量測的參數依序彙整如下：
由圖4-16 為循環冷卻水出/入箱型空調機溫度圖，分別為 PRTD#5 為冷卻水出口溫度與PRTD#6 冷卻水入口溫度共兩點，與冷卻水入口 於 加 壓 水 泵 前 PRTD#7 ， 由 圖 中 可 看 出 冷 卻 水 出 口 平 均 溫 度 為 28.6℃，冷卻水入口平均溫度為 23.3℃，所以其溫差大約為 5.3℃，
而冷卻水入口於加壓水泵前平均溫度為22.9℃。
圖4-17 為箱型空調機出風口乾球溫度圖，為 PRTD#1 與 PRTD#2 分別置於箱型空調機出風口的左右兩側位置，與Ave 為出風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為13.1℃。
圖4-18 為箱型空調機回風口乾球溫度圖，為 PRTD#3 與 PRTD#4
分別置於箱型空調機回風口的左右兩側位置，與Ave 為回風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為22.3℃。
圖 4-19 為箱型空調機出/回風口相對濕度圖，分別為 RH#1 與 RH#2，由圖中可看出出風口平均相對濕度為 96.3％為與回風口平均 相對濕度為79.8％。
圖 4-20 為箱型空調機為蒸發器出口溫度、冷凝器出口溫度、冷 凝器入口溫度與壓縮機出口溫度圖，分別為K#1、K#2、K#3 與 K#4，
由圖中可看出發器出口平均溫度為 5.3℃、冷凝器出口平均溫度為 32.4℃、冷凝器入口平均溫度為 64.2℃與壓縮機出口平均溫度為 66.5℃。
壓縮機之高低壓力由冷媒複合表量測得其穩定後之值分別為 13 kg/cm
2
與 4.7 kg/cm2
經由電力分析儀所量得當循環冷卻水流量為 79.4 lpm 時，壓縮機於穩定後一小內所耗功為 6.79 kW、功率因數為 0.801。（4） 當循環冷卻水流量為 58.4 lpm(平衡閥閥開度 0.5)的條件 下，實驗所量測的參數依序彙整如下：
由圖4-21 為循環冷卻水出/入箱型空調機溫度圖，分別為 PRTD#5 為冷卻水出口溫度與PRTD#6 冷卻水入口溫度共兩點，與冷卻水入口 於 加 壓 水 泵 前 PRTD#7 ， 由 圖 中 可 看 出 冷 卻 水 出 口 平 均 溫 度 為 31.5℃，冷卻水入口平均溫度為 23.7℃，所以其溫差大約為 7.8℃，
而冷卻水入口於加壓水泵前平均溫度為23.3℃。
圖4-22 為箱型空調機出風口乾球溫度圖，為 PRTD#1 與 PRTD#2 分別置於箱型空調機出風口的左右兩側位置，與Ave 為出風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為14.9℃。
圖4-23 為箱型空調機回風口乾球溫度圖，為 PRTD#3 與 PRTD#4
分別置於箱型空調機回風口的左右兩側位置，與Ave 為回風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為25.0℃。
圖 4-24 為箱型空調機出/回風口相對濕度圖，分別為 RH#1 與 RH#2，由圖中可看出出風口平均相對濕度為 93.6％為與回風口平均 相對濕度為68.8％。
圖 4-25 為箱型空調機為蒸發器出口溫度、冷凝器出口溫度、冷 凝器入口溫度與壓縮機出口溫度圖，分別為K#1、K#2、K#3 與 K#4，
由圖中可看出發器出口平均溫度為 6.5℃、冷凝器出口平均溫度為 35.7℃、冷凝器入口平均溫度為 64.6℃與壓縮機出口平均溫度為 66.8℃。
壓縮機之高低壓力由冷媒複合表量測得其穩定後之值分別為 14.5 kg/cm
2
與 4.9 kg/cm2
經由電力分析儀所量得當循環冷卻水流量 為58.4 lpm 時，壓縮機於穩定後一小內所耗功為 7.15 kWh、功率因 數為0.813。（5） 當循環冷卻水流量為 45.8 lpm(平衡閥閥開度 0.3)的條件 下，實驗所量測的參數依序彙整如下：
由圖4-26 為循環冷卻水出/入箱型空調機溫度圖，分別為 PRTD#5 為冷卻水出口溫度與PRTD#6 冷卻水入口溫度共兩點，與冷卻水入口 於 加 壓 水 泵 前 PRTD#7 ， 由 圖 中 可 看 出 冷 卻 水 出 口 平 均 溫 度 為 33.3℃，冷卻水入口平均溫度為 23.7℃，所以其溫差大約為 9.6℃，
而冷卻水入口於加壓水泵前平均溫度為23.2℃。
圖4-27 為箱型空調機出風口乾球溫度圖，為 PRTD#1 與 PRTD#2 分別置於箱型空調機出風口的左右兩側位置，與Ave 為出風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為13.9℃。
圖4-28 為箱型空調機回風口乾球溫度圖，為 PRTD#3 與 PRTD#4
分別置於箱型空調機回風口的左右兩側位置，與Ave 為回風口平均乾 球溫度，由圖中可看出平均溫度為23.7℃。
圖 4-29 為箱型空調機出/回風口相對濕度圖，分別為 RH#1 與 RH#2，由圖中可看出出風口平均相對濕度為 94.4％為與回風口平均 相對濕度為70.6％。
圖 4-30 為箱型空調機為蒸發器出口溫度、冷凝器出口溫度、冷 凝器入口溫度與壓縮機出口溫度圖，分別為K#1、K#2、K#3 與 K#4，
由圖中可看出發器出口平均溫度為 6.1℃、冷凝器出口平均溫度為 38.4℃、冷凝器入口平均溫度為 63.5℃與壓縮機出口平均溫度為 65.7℃。
壓縮機之高低壓力由冷媒複合表量測得其穩定後之值分別為 15.0 kg/cm
2
與 4.9 kg/cm2
經由電力分析儀所量得當循環冷卻水流量 為45.8 lpm 時，壓縮機於穩定後一小內所耗功為 7.23 kW、功率因數 為0.807。4.2.2 室內試驗 2 初步討論
以地下水為水冷式箱型空調系統之循環冷卻水於冷卻水量在145 lpm、113.8 lpm、79.4 lpm、58.4 lpm 與 45.8 lpm 之試驗結果分析如下 所述：
(1) 由圖 4-6、4-11、4-16、4-21 與 4-26 可知，於冷卻水量在 145 lpm、113.8 lpm、79.4 lpm、58.4 lpm 與 45.8 lpm，通過加壓水 泵產生的溫差依序分別為0.7℃、0.4℃、0.4℃、0.4℃與 0.5℃，
理論上加壓水泵受到平衡閥節流控制而在低流量運轉時，正損 失著大量的效率，這些損失的能量，全部轉成了熱，而一部分 被泵液吸收進而提升了泵易的溫度，且若於低流量處運轉時間
夠長，至足以達到熱平衡，但由結果顯示流量由145 lpm 節流 至45.8 lpm 其前後通過泵浦的水溫差並沒有太大差異，不同冷 卻水流量下通過加壓水泵產生的溫差很小，且在合理接受範圍 故予以忽略不計。
(2) 同上，已知冷卻水量分別為 145 lpm、113.8 lpm、79.4 lpm、
58.4 lpm 與 45.8 lpm 條件下所測得之數值如表 4-3 所示，循環 冷卻水冷卻能力可依公式（2-27）計算，依序分別為 30.305 kW、30.126 kW、29.317 kW、31.734 kW 與 30.630 kW。由式
（2-27）可知冷卻水量與冷卻能力為正比，又冷卻水冷卻能力 亦可為冷凝器冷卻能力（假設熱交換過程無熱量散失），由以 上結果可發現，以地下水為冷卻水其流量變小時，冷凝器之冷
（2-27）可知冷卻水量與冷卻能力為正比，又冷卻水冷卻能力 亦可為冷凝器冷卻能力（假設熱交換過程無熱量散失），由以 上結果可發現，以地下水為冷卻水其流量變小時，冷凝器之冷