實驗設備

3.1.1 風洞系統

本實驗是利用離心式吹入型開放式風洞，其風量量測是依據美國 空氣運輸協會(Air Movement and Control Association ; AMCA)規範[30]。

圖 3-1 為整體系統架構圖；圖 3-2 為實際的風洞設備照片。此風洞系 統又可被分為:風量供應系統、溫度量測系統、壓力量測系統等三大部 分。整個風洞被放置於一大型環控室中，可藉由環控室控制風洞進口 條件；共分為上下兩層，下層主要為噴嘴段、上層主要為測試段，其 截面積為 300mm×300mm。整個風洞的材質為不銹鋼。實驗時為了避 免外界環境影響，故在風洞外圍以絕熱棉(k 值約為 0.03W/m．k)包覆 住，並在各截面加裝數個蜂巢網，以降低空氣的不均勻性。空氣的流 速是由一 3.7 kW (約 5 馬力) 的離心扇和變頻器來控制(圖 3 和圖

3-4)。為了避免離心扇因運轉所造成的震動現象傳入設備影響實驗，故 以一風管連結。噴嘴段有四個噴嘴(Nozzle)，其直徑大小分別為：一 個 42.0mm、三個 66.5mm。可藉由不同尺寸噴嘴的搭配、噴嘴前後端 的差壓，以及乾濕球空氣等條件，再遵照 AMCA210 風量量測規範，

即可準確計算出入口風量。

壓力量測部分：分別取測試段前後 300mm 處作為量測位置，使 用日本 YOKOGAWA 公司製造的 EJA120A 差壓計，其量測範圍為 0~500Pa 如圖 3-5。實驗前須配合 BT200 控制其輸出壓差範圍，並利 用 SDBS 訊號轉換器，將電流訊號轉換為電壓訊號，由資料擷取系統 儲存於電腦上，此數值代表空氣通過測試段的壓損。除此之外，在風 洞的出口端，另有一台大氣壓力計，由海碁公司所製造，其型號為 CHY-281，如圖 3-6。量測範圍為 4。此數值再加上測試段的壓降，為 進入測試段前空氣的絕對壓力，再搭配進口溫度，可得知進口端的相 關物理量。

溫度量測部分：本實驗於空氣側，所需量測的點為熱交換器入出 口兩個位置。故取測試段前後各約 430mm 處，分別擺放 T 型熱電偶 線(T-type Thermocouple)。入口處由於溫度分布較為均勻，故為 3×3 陣 列，共 9 點即可；而出口處由於空氣通過熱交換器，不均勻度會相當

3.1.2 氣流旁通系統

氣流旁通系統由壓克力板件和離心式風扇所組成。壓克力板件用

來連接前排熱交換器和後排熱交換器，如圖 3-8 所示。此外，利用交 流變頻器調控離心風扇，藉此來控制旁通風量的大小。風扇使用東元 公司產品，型號為 AEAHQU，如圖 3-9。風扇馬達能力 1hp 轉速 3410rpm。交流變頻器則是 TOPTEK 的產品，型號為 E1-230P4B，變 頻範圍為 0.1~600Hz。圖 3-10 為旁通裝置示意圖。

3.1.3 冷媒循環系統

冰水循環系統提供管內側的冰水，作為測試段冷源的來源。進出 口水溫之量測元件為兩支電阻式溫度計 (Pt-100Ω)。而水量的量測，

使用電磁式流量計，型號為日本 YOKOGAWA 公司的 ADMAG AE-110MG，量測範圍為 0~1000L/H，實際設備如圖 3-11。本實驗的進口 水溫約控制在 0-5℃附近。

3.1.4 資料蒐集系統

全部感測元件的訊號都集中到一混合式記錄器 (DS400，如圖 3-12)，經 A/D 電路轉換成數位訊號。記錄器接收的訊號為電壓，故可 直接讀取電阻式溫度計及熱電偶線的訊號，但是壓差計及電磁式流量 計的輸出訊號為電流，必需再經過訊號轉接器的轉換才能讀取訊號。

記錄器的訊號再透過 DA100(如圖 3-13)並利用網路線，把數位訊號 送到主電腦，做進一步的運算處理。

3.1.5 待測物

待測物共 5 個。因為一般而言，會影響空調設備用熱交換器設計 的主要考量因素有(1)幾何尺寸大小、(2)管陣排列方式、(3)鰭片形式 等三種。為了探討真正影響熱傳以及壓降的原因，故將各種可能影響 的原因皆考慮在內：管排數分別為 1、2、4 排；鰭片截距為 1.2mm；

鰭片型式為親水性平板型。測試物的管材為銅，管徑為 7mm，採交錯 式排列；鰭片為鋁製作而成，鰭片厚度為 0.115mm。詳細尺寸如表 3-1。