第四章 以既有綠建築案例驗證所建立性能驗證制度之可行
第二節 建築TAB改善案例
本案例之中央空調部分具有 630 RT 冰水主機 2 台、300 RT 冰水主機 1 台,
由設定時程控制、出水溫度、需量控制與負載率進行調配,冷卻水塔採一對一且 以變頻器控制流量。中央監控系統部分,具即時監控、記錄歷史資料之功能,冰 水主機運轉時程與溫度控制管理,泵、冷卻水塔運轉時程控制、AHU 外氣溫度、
運轉時程控制。
(1) 提交 TAB 計劃書
最初階段,亦是交由專業技師進行整體施工之設計,而承包 TAB 工程之團 隊進行既有系統現況之調查分析,並須提出 TAB 計劃給技師進行評估。
表 4-2 永康榮民醫院 TAB 計劃書 TAB-Cx 工法說明
i. 建築物系統設備,將原有之空調監控系統升級開放式 BEMS 系統。
建築物改善後之行能分析:進行 Retro-Cx 以追求系統最佳化。
ii. 依照永康榮民醫院醫療大樓/復健大樓之空調系統設計,主機端冰水由主冰 水泵浦供應至共同管路,再由各區域泵浦(ZP)依各區回水溫度、變流量供 應冰水至負荷端。依本案特性,本改善標的為#3 冰水主機及與其搭配之冷 卻水及冰水流量,經 TAB-Cx 改善後能提升主機行能為優先。
資料來源:節錄永康榮民醫院之 TAB 計畫書
(2) 進行改善前量測及記錄
於工程開始前,負責 TAB 團隊需進行系統改善前狀況量測與記錄,以於工 程結束後,進行系統改善前後之狀況評估比對依據。詳實記錄施工前系統數據及 利用照片加以記錄。
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表 4-3 改善前系統狀況記錄說明 TAB 改善前紀錄與量測
i. 永康榮民醫院空調系統主要由三台冰水主機(600RT*2、300RT*1)提供所需 之冷源,其運轉時數約為:
每年 5~10 月,0700~1700,600RT 主機運轉一台,常時運轉負荷約 75%
1700~0700,300RT 主機運轉一台,常時運轉負荷約 90%
每年 11~4 月,0000~2400,300RT 主機運轉一台,常時運轉負荷約 75%
ii. 本案改善前以外掛之超音波流量計、主機水溫、耗電量測設備,量測動力 中心#3 冰水主機效率。
iii. 量測時,冰水管路可測得流水量,但冷卻水管路無法測得水流量(參考冷 卻水管斷面),故冷卻水流量以改善後量得之數據反推代入。
冰水流量≒1080GPM(4100LPM)
冷卻水流量≒1070GPM(4060LPM)
iv. 改善前,依運轉狀況,#3 主機 COP≒5
表 4-4 永康榮民醫院#3 主機改善前性能量測數據
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圖 4-2 改善前照片記錄
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(3) 改善後量測及記錄
詳述改善後量測結果及數據,並將施工前後數據進行比對分析,評估其成 效。
表 4-5 改善後工作記錄 TAB 改善後紀錄與量測
i. 改善以追求系統最佳化運轉策略為目的。
ii. 本案改善後以 on-line 電磁式流量計、溫度傳送器、BEMS 系統#3 主機水溫 流量、電表、量測動力中心#3 冰水主機系統效率、泵浦耗電。
iii. 改善初期,將冰水流量/冷卻水流量調小至標準額定值 額定冰水流量≒760GPM(2725LPM)
額定冷卻水流量≒900GPM(3410LPM)
發現每次運轉主機時,約 2min 後,主機因蒸發溫度過低停止,經查為#3 主機出場特性,需以大水量方能正常運轉。
試將水量增大,發現至下述流量,主機可正常運轉。
冰水流量≒950GPM(3600LPM)
冷卻水流量≒900GPM(4100LPM)
iv. 以相同之 on-line 電磁式流量計、AB 電表量測。
表 4-6 改善後冰水主機性能測試記錄表
資料來源:永康榮民醫院測試報告(節錄)
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表 4-7 改善後泵性能測試記錄表
資料來源:永康榮民醫院測試報告(節錄)
表 4-8 TAB 測試調整記錄表
冰水量 4160LPM,冷卻水量 4030LPM
冰水量/冷卻水量採最大值 運轉或調小之(仍以主機能 正常運轉為前提),對主機系 統運轉均是最佳化運轉策略
(兩者差異不大) 經調小冰水量/冷卻水量制 300RT 主機之標準水量運轉(2725LPM/3410LPM),
多次測試,主機(R-134A、滿液式)均因蒸發溫度過低於 2min.內自動卸載跳機,檢 視主機運轉特性:當冰水量不夠大時,因冰水對冷媒加熱量不足,至壓縮機因加載
至蒸發壓力迅速下降至停機設定點而停機
加大冰水量/冷卻水量至 3600LPM/4100LPM 運轉,主機不再跳機,其運轉數據如 附,發現 COP 略增加~0.15,但冰水泵耗電亦略增加
5 系統定期清理冷凝器 最佳化運轉策略
6 系統冷卻水具水質監控、軟水處理機制 最佳化運轉策略
檢驗人員 業主代表 監造單位 承包商 CA
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圖 4-3 TAB 工程及改善後照片記錄
(4) 節約成效說明
除了記錄施工內容及量測數據外,亦須將成果系統化整理成竣工報告,以利 施工成效之比對分析。
表 4-9 竣工報告之績效說明(節錄) TAB 改善後績效說明
改善後(將冰水流量/冷卻水流量調小至主機能正常運轉為前提),發現:
i. 改善後,冰水泵浦耗電電流略增加,但屬誤差範圍內。
ii. 改善後,#3 主機 COP 略增加 3.3%(依測試情況,COP 從 5.84 提昇至 6.04)
iii. 依#3 主機運轉時間,每年 5~10 月:1700~0700,14hr/每日+每年 11~4 月:
0000~2400,24hr/每日,合計約 6920hr/年 平均運轉負荷:~80%
概估#3 主機改善後績效約為
300RT*3.516/5.84*3.3%*80%*6920 = 32,996 kWh/年。
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儲冰空調系統:利用 BEMS 系統導入智慧型運轉策略+Alern、熱交換器之 保養與清洗。
(2) 進行改善前量測及記錄
滷水流量≒1525LPM(經統計數據後平均值為 1509LPM)。
冷卻水流量≒2460LPM(依量測時讀值代入)。
iii. 改善前,依運轉狀,主機 COP≒2.52。
iv. 本案改善前常有儲冰量不足(儲冰槽容量仍有裕度),以至於上午時刻即須開 啟主機,以空調模式運轉,供應所需空調負荷。
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表 4-12 國立屏東商業技術學院#1 主機改善前性能量測數據
資料來源:國立屏東商業技術學院測試報告(節錄)
圖 4-4 改善前照片記錄
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(3) 改善後量測及記錄
詳述改善後量測結果及數據,並將施工前後數據進行比對分析,評估其成 效。
表 4-13 改善後工作記錄 TAB 改善後紀錄與量測
i. 本改善工作主要為系統性能調整(TAB)及驗證(Cx),以節能、最佳運轉策略 為目的。
ii. 本案改善後已 on-line 電磁式流量計、溫度傳送器、BEMS 系統主機滷水溫 度、流量、電表,量測教學壹館空調系統性能。
iii. 系統運轉最佳化改善
本案改善後,主機約於凌晨 0300 已儲滿冰而停機,相較於改善前,常有儲 冰量不足,須於上午時刻開啟主機,以空調模式運轉現象,可進一步節約 用電。
表 4-14 改善前後主機數據比對分析
改善前(10/07)外掛是流量計 改善後(11/10-11/14) on-line 電磁式流量計
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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圖 4-5 TAB 工程及改善後照片記錄
(4) 績效說明
估約改善 7.5hp*0.746*2*(9*5*20)=10,071kwh/年。
(4) 滷水溶冰泵增設變頻設備,依回水溫度降載滷水溶冰泵運轉(秋冬季節部分附 載率估約 60%),估約改善 15hp*0.746*2*(9*5*20)*0.6=12,085 kwh/年。
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4.2.3 警察廣播電臺高雄台之改善案例
本案例之中央空調部分具有 150 RT、135RT 及 30RT 冰水主機各 1 台,其中,
30RT 冰水主機因老舊待修而暫不使用,135 RT 冰水主機則拆除並更新為 100RT,
作為 150RT 主機提供冰水不足時支援之用。中央監控系統部分,具即時監控、
記錄歷史資料之功能,冰水主機運轉時程與溫度控制管理,泵、冷卻水塔運轉時 程控制,但因監控點不足無法有效進行數據監控。
(1) 提交 TAB 計劃書
最初階段,亦是交由專業技師進行整體施工之設計,而承包 TAB 工程之團 隊進行既有系統現況之調查分析,並須提出 TAB 計劃書給技師進行評估。
表 4-16 警察廣播電台 TAB 施工計劃表格
資料來源:節錄警察廣播電台之 TAB 計劃書
(2) 進行改善前量測及記錄
於工程開始前,負責 TAB 團隊需進行系統改善前狀況量測與記錄,以於工 程結束後,進行系統改善前後之狀況評估比對依據。詳實記錄施工前系統數據及 利用照片加以記錄。
表 4-17 水系統平衡閥調整紀錄表
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圖 4-6 TAB 工程泵浦性能量測施工記錄照片
表 4-18 冰水主機測試記錄表與 COP 測試(現場)紀錄表
業 主 警廣高雄台 測試日期 98 年 07 月 21 日
工程名稱 98 年空調系統 TAB 標 設備編號 CH1
設備規格 (堃霖)KLFW-150D(滿液式)、3ψ 380v、150RT、212A、120kw
項次 測試內容 設計值 實測值 符合 不符 備 註
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(3) 改善後量測及記錄
詳述改善後量測結果及數據,並將施工前後數據進行比對分析,評估其成 效。
圖 4-6 TAB 工程及改善前後照片記錄
圖 4-7 平衡閥設計流量與調整後流量分析圖
(4) 節約成效說明
除了記錄施工內容及量測數據外,亦須將成果系統化整理成竣工報告,以利 施工成效之比對分析。
資料來源:警察廣播電台高雄台平衡閥流量測試記錄
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4.2.4 科學工藝博物館之改善案例
本案例為一展覽館類型建築物,佔地廣闊。既有冰水主機 250 RT ×1 台,於 開館時段皆提供空調,因此耗能極大,因此該案例於先前將其空調系統改為儲冰 式系統,以降低空調電費支出。
(1) 提交 TAB 計劃書
最初階段,亦是交由專業技師進行整體施工之設計,而承包 TAB 工程之團 隊進行既有系統現況之調查分析,並須提出 TAB 計劃書給技師進行評估。
表 4-19 科學工藝博物館 TAB 計劃書 TAB-Cx 工法說明
i. 建築物系統設備,將整合既設中央監控系統,更新並建立相關感測器,建 立智慧型儲冰運轉策略。
ii. 既設區域泵浦為定流量系統,無法依需求進行調整,增設變頻器,提高使 用效率。
(2) 進行改善前量測及記錄
於工程開始前,負責 TAB 團隊需進行系統改善前狀況量測與記錄,以於工 程結束後,進行系統改善前後之狀況評估比對依據。詳實記錄施工前系統數據及 利用照片加以記錄。
表 4-20 國立科學工藝博物館空調箱平衡閥性能工況一覽表
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資料來源:全野工程顧問有限公司
表 4-21 改善後總水量平衡與耗電
工程名程 高雄科工館空調能源改善 TAB 系統名稱 冰水系統 泵型號 P-6、7
(二次冰水泵)
設計 流量
2660
GPM 設計揚程 33.53 m 額定
電流 145.8 A 型號 --- 轉速 1750
RPM 馬力 100 HP 電壓 380 V 葉輪
直徑 inch 關斷揚程 ---M 根據廠商提供曲線 圖所得
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圖 4-8 改善前泵浦量測記錄照片
數位電錶量測 數位電錶量測 校準鉤表量測
數位電錶量測 數位電錶量測 校準鉤表量測
數位電錶量測 數位電錶量測 調整
數位電錶量測 數位電錶量測 校準鉤表量測
圖 4-9 改善前數位電表量測
總出水流量量測 總出水流量量測 主機流量量測
主機流量量測 主機流量量測 流量計交叉比對
流量計交叉比對 HX 流量量測 HX 流量量測
HX 流量量測 流量計調整 冷卻水塔流量量測
冷卻水塔流量量測 冷卻水塔流量量測 冷卻水塔流量
圖 4-10 改善前總出水量量測
平衡閥現況量測 平衡閥現況量測 平衡閥現況量測
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平衡閥現況量測 總出回水管泵浦定頻 總出回水管流量
平衡閥現況量測 總出回水管泵浦定頻 總出回水管流量