常用冷氣機種類簡介

【民國 97 年 12 月 7 日，經濟部能源局指導、台灣綠色生產力基金會編印，空調技術手冊案例】

箱型冷氣機主要具有安裝容易、安裝所需時間短及安裝空間小等優點，就結 構上，其冷媒循環元件與窗型機比較除膨脹元件外其餘均相同，一般而言針對無 法架設中央空調設備或無法架設風管之場合，這類空調系統具有相當適合的安裝 特性。箱型主機具有水冷式及氣冷式二種，其簡單介紹如下：

(1)氣冷式箱型冷氣機:

氣冷式箱型機就操作上類似於分離式之冷氣機，在元件上亦分為室內 機及室外機，如圖 2-5-1 所示，室內機是由毛細管、蒸發器及送風機組成 之製冷部份，室外機是由壓縮機、氣冷式冷凝器、散熱風扇及馬達、儲液 器(receiver)及分液器(accumulator)組成，室內機及室外機藉由冷媒管路 連結。

圖 2-5-1、氣冷式冷凍循環系統 (2)水冷式箱型冷氣機：

水冷式箱型冷氣機在構造上與上述之氣冷式主機有明顯上的不同，其 結構上較類似於中央空調冰水主機，所有空調元件均集中於同一機台，冷 凝器部份以冷媒與冷卻水熱交換方式來散熱，由於水冷式散熱效果優於氣 冷式，因此可以得到較佳的效率，如圖 2-5-2。

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圖 2-5-2、水冷式冷凍循環系統

氣冷式與分離式冷氣機種類相似，差別僅在氣冷式箱型機冷氣能力較強，故 室內、外體積較龐大，其冷氣能力一般在 3.8 冷凍噸間。而水冷式則與上述機型 有較大差異，此機型由於冷氣能力一般在 5~30 冷凍噸間，故採用水冷式，以有 較佳的排熱效果。其排熱方式為將水導入冷凝器吸收熱能後，利用水泵將之送至 冷卻水塔散熱，然後再送回冷凝器吸熱而成，冷卻循環迴路。通常使用於商場、

辦公室等空間較大之地點。

就散熱效率上，水冷式有較佳的散熱效率及較低溫的空氣排放等優點，但在 水質及水塔維護的問題較為複雜，水冷式及氣冷式箱型機的優缺點如表 2-5-1 所 示。

表 2-5-1、水冷式及氣冷式箱型機優缺點表

水冷式 氣冷式

散熱媒介 水，不可缺水 空氣，缺水亦可

消耗電力 1.0kW/RT 較省電 1.3W/RT 較耗電

保養問題 至少一季一次 一年一次較簡單

設備費用 包含水泵、水塔較貴 包含室外機，較便宜 噪音程度 壓縮機在室內，噪音較大 壓縮機在室外，噪音稍小

環境汙染 冷卻水塔汙染環境 空氣汙染較小

備註:

1 冷凍頓(RT)使 2000 磅 32°F 的冰在 24 小時溶化為 32°F 的水所吸收之熱量。

1 冷凍頓(RT)=12000 BTU/h=3024 kcal/h=3.516 kw。

42 2.4.1.2 窗型冷氣機

【民國 97 年 12 月 7 日，經濟部能源局指導、台灣綠色生產力基金會編印，空調技術手冊案例】

窗型冷氣機的冷凍循環系統主要具有四大元件，系統基本示意圖如圖 2-5-3 所示，關於四大元件之說明分別如下所示：

(1)壓縮機(compressor)

壓縮機的主要功能係用於壓縮冷媒，產生冷凍循環必要之高低壓力。將 來自蒸發器的低壓低溫氣態冷媒(過熱狀態)，經由壓縮後形成高壓高溫的 過熱冷媒蒸氣，送至冷凝器進行散熱，目前窗型冷氣機所使用之壓縮機，

大部份為迴轉式壓縮機(rotary compressor)。

(2)冷凝器(condenser)

冷凝器的主要功能為散熱，利用水或空氣帶走冷凝器中冷媒的熱量，

使高壓高溫之冷媒冷卻相變化至高壓常溫的過冷卻液態冷媒

(sub-coolingliquid)，窗型冷氣機雖有二重冷卻滴水冷氣機及三重冷卻不 滴水冷氣機，但主要仍以氣冷式為主。

(3)毛細管(capillary tube)

經過冷凝器冷卻後之高壓常溫過冷卻液體冷媒，藉由毛細管產生降壓 及限流等功能，使冷媒降壓成為低壓低溫之飽和液氣冷媒(此時冷媒主要為 二相共存)。

(4)蒸發器(evaporator)

將毛細管降壓節流後之低壓低溫霧狀冷媒噴入蒸發器，利用冷媒在蒸發 器內吸熱蒸發，藉由吸收大量之蒸發潛熱，使循環通過蒸發器的空氣產生 冷卻及除濕等空氣調節功能。

圖 2-5-3、窗型冷氣機之冷凍循環系統

壓縮機、冷凝器、蒸發器、風扇等集中於一機體中，優點為可直接裝設於建 築物之冷氣孔或窗台，安裝簡便，且價格較低；缺點為噪音大。冷氣能力一般在 1800~7000Kcal/h 之間。【台電，冷氣機節約用電】

43 2.5.1.3 分離式冷氣機【台電，冷氣機節約用電】

與窗型冷氣機最大的不同在於其將蒸發器、送風扇與冷凝器、壓縮機、排熱 風扇分別裝置於獨立的機箱中，即所謂的室內機與室外機，兩機間以粗細不同的 冷媒管連接，形成封閉的冷媒工作迴路。此外並連接控制線路，以便由室內機傳 送控制訊號至室外機，控制室外機之運轉。優點為將壓縮機置於室外，可降低室 內噪音、裝設於窗型機無法裝設之房間、室內機外型美觀可配合室內裝潢選擇機 型式(嵌入、懸吊、壁掛)、可一具室外機搭配多具室內機等。缺點為安裝複雜費 時、價格較高、安裝技術性高，若冷媒管太長或彎曲過多將使效率降低。一般家 庭用冷氣能力在 2000~10000kcal/h 之間。

2.5.1.4 中央空調系統

【委託單位:經濟部能源局；執行單位:工業技術研究院能源與資源研究所，空調系統能源查核 及節約能源案例手冊】

中央空調系統可以說是一連串驅動流體流動的動件(如泵、風車及壓縮機)、

各種型式的熱交換器(如冷卻除濕盤管、蒸發器、冷凝器、及散熱材)及連接各種 裝置的「通道」 (如風管、水管及冷媒管)所組合而成的。正如圖 2-5-4 所示，

中央空調系統可分為下列五個循環：

圖 2-5-4、中央空調系統流程示意圖

44 (1)室內空氣循環

空調區中因為人員、設備、外氣及太陽等所產生的熱負載，以傳導、

對流、或是輻射等方式傳至空氣中，使室內空氣溫濕度上升(亦即增加空調 負載)。由於風車的驅動，室內空氣經由風管被載到冷卻盤管與冰水做熱交 換(冷卻除濕過程)，變成乾而冷的空氣(此處的“乾”是指絕對濕度的下降) 後，再回到空調區間吸收人員、設備、外氣及太陽等所產生濕與熱，而完 成循環。

(2)冰水循環

空氣中之熱負載經過冷卻盤管時以傳導及對流等方式傳至冰水中，造 成由蒸發器出來的低溫冰水溫度上升。由於冰水泵的驅動，冰水經由冰水 管被載到蒸發器中與低壓冷媒做熱交換(冷卻過程)，變成低溫冰水後，再 回到冷卻盤管吸收空氣熱負載，而完成循環。

(3)冷媒循環

冰水中之熱負載經過蒸發器時以傳導及對流等方式傳至冷媒中，造成由 降壓裝置(如膨脹閥、限流孔及毛細管等)出來的低壓低溫液態蒸發成為氣 態(蒸發過程)。由於壓縮機的驅動及壓縮，低壓低溫氣態冷媒變成高壓高 溫氣態冷媒，再經由壓縮機吐出管被載到冷凝器中與冷卻水做熱交換(冷凝 過程)而成為高壓中溫氣態冷媒，然後經由降壓裝置變成低壓低溫液態，再 回到蒸發器吸收冰水之熱負載，而完成循環。

(4)冷卻水循環

冷媒中之熱負載經過冷凝器時以傳導及對流等方式傳至冷卻水中，造成 由冷凝器出來的冷卻水溫度上升。由於冷卻水泵的驅動冷卻水經由冷卻水 管被載到冷卻水塔中之散熱材中與流經散熱材之空氣做熱交換(冷卻過程) 而降溫後，再回到冷凝器吸收冷媒熱負載，而完成循環。

(5)室外空氣循環

冷卻水中之熱負載經過散熱材時以傳導及對流等方式傳至經由導風板 進入散熱材之室外空氣(此時冷卻水與室外空氣是直接熱交換，包括了熱傳 與質傳)，造成經由導風板進入散熱材之室外空氣溫濕度上升。由於冷卻風 車的驅動，使高溫高濕之室外空氣被載到冷卻水塔以外之空間與周圍之室 外空氣混合，而將熱負載排至大氣(排熱過程)，而完成循環。

近年來因供電吃緊，為轉移尖峰用電及節約能源，對於辦公大樓、廠房等大 型空間之建築物，中央空調系統已逐漸為使用者所採用。【台電，冷氣機節約用電】

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2.5.2 能源效率比值-EER 值

EER(Energy Efficiency Rztio)值，能源效率比值，公式如(1)所式:

(1)EER

冷氣能力 消耗電力

民國 99 年經濟部能源局發文【窗（壁）型及箱型冷氣機能源耗用量與其能 源效率分級標示事項、方法及檢查方式】如附件三，第四、(三)與四、(四)點公 告額定總冷氣能力應標示為(kW)，最新公告能源效率比值(W/W)，公式修正如(2) 所示: (2)EER

^冷氣能力

消耗電力

【日立冷氣型錄】一覽節錄性能數據是依據 CNS 國家標準公佈之冷氣能力詴 驗條件；民國 93 年 11 月前為「Kcal/h」值；室內溫度 27℃(DB)/19.5℃(WB)，

室外溫度 35℃(DB)/24℃(WB)；民國 93 年 11 月後為「kW」值；室內溫度 27℃

(DB)/19℃(WB)，室外溫度 35℃(DB)/24℃(WB)。目前法令規定以「kW」做為冷 氣能力的標示單位，但仍有許多的經銷商和顧客仍習慣早期規定的「Kcal/h」做 為選購冷氣能力的單位。【資料來源:日立冷氣窗型、分離式型錄】

以下敘述為冷氣機的冷氣能力及 EER 值標準說明；依據我國現行國家標準規 定，應該用 kW 表示，而不應該用 BTU/h 或 kcal/h 表示，BTU/h 是美國使用的英 制單位，而 kcal/h 是以前國家標準未修訂時規定的單位，目前我國國家標準已 修正和國際標準一致，冷氣能力用 kW 表示，1kW=860kcal/h，而 1 kcal 約等於 4 BTU，換言之，過去標示的冷氣能力為 2000kcal/h 時，若使用英制單位，則為 8000BTU/h(2000 乘以 4)，若依據現行國家標準規定應約為 2.3kW(2000 除以 860)。

雖然新的國家標準有這樣規定，但基於舊的習慣及觀念一時無法改變，很多經銷 商，尤其是大賣場，對於冷氣機的冷氣能力還是常用 BTU/h 標示，此一部分本局 將加強對經銷商之宣導，促使經銷商依新的國家標準規定標示冷氣能力，以免消 費者產生混淆。至於如何計算 BTU 及 EER 值，茲說明如下：由於 BTU 係冷氣機冷 氣能力之係數實際量測數據，並非計算得到的，而 EER 才是計算得到的，將測量 出來的冷氣能力除以測量出來的消耗電功率，即是所謂的 EER 值，EER 值越高代 表效率越好，表示越省電。不過要注意冷氣能力使用的單位，同樣的冷氣機，用 BTU/h 表示者計算出來的 EER 值(BTU/h-W)，約為用 kcal/h 表示者計算出來的 EER 值(kcal/h-W)的 4 倍，請消費者要注意，這也是政府希望冷氣能力的單位能統一 標示的原因。目前國家標準規定冷氣能力用 kW 表示，由於消耗電功率亦是用 kW 表示，因此計算出來的 EER 值是沒有單位的。另建議消費者選購有「節能標章」

雖然新的國家標準有這樣規定，但基於舊的習慣及觀念一時無法改變，很多經銷 商，尤其是大賣場，對於冷氣機的冷氣能力還是常用 BTU/h 標示，此一部分本局 將加強對經銷商之宣導，促使經銷商依新的國家標準規定標示冷氣能力，以免消 費者產生混淆。至於如何計算 BTU 及 EER 值，茲說明如下：由於 BTU 係冷氣機冷 氣能力之係數實際量測數據，並非計算得到的，而 EER 才是計算得到的，將測量 出來的冷氣能力除以測量出來的消耗電功率，即是所謂的 EER 值，EER 值越高代 表效率越好，表示越省電。不過要注意冷氣能力使用的單位，同樣的冷氣機，用 BTU/h 表示者計算出來的 EER 值(BTU/h-W)，約為用 kcal/h 表示者計算出來的 EER 值(kcal/h-W)的 4 倍，請消費者要注意，這也是政府希望冷氣能力的單位能統一 標示的原因。目前國家標準規定冷氣能力用 kW 表示，由於消耗電功率亦是用 kW 表示，因此計算出來的 EER 值是沒有單位的。另建議消費者選購有「節能標章」