第三章 既有建築節能改善之技術面策略
第二節 熱泵設備系統節能改善
(1)放置位置：若因現場環境限制，例如位於高牆旁或低地時，須配 何因應採取適當的改善方法來提高冷卻水塔的效率。例如可提高 排熱氣的高度，減少熱氣回流；或將冷卻水塔墊高或加長風筒以 提升效率，惟需注意颱風與地震對於結構安全之評估。如圖 3-18 所示。
圖 3-18 冷卻水塔提升效率改善方式示意圖
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
(2)冷卻水之水質：一般會造成冷卻水塔的水質惡化有兩個主要原因，
其一是通過冷卻水塔的空氣品質，另一則是補充水的水質。一般 當空氣流過水塔時，其中所夾帶的灰塵、煙霧及油脂等污染物被 循環水所吸附，會造成水質變差。如果冷卻循環水未加以管制，
則其水質將逐漸惡化，將影響冷卻水塔之效能。
第二節 熱泵設備系統節能改善
一、技術原理簡介熱泵系統是一種可以吸收大自然中之熱能或廢熱加以利用，進而產 生可利用之熱源的高效能科技產品，根據使用者的需求，還可以結合其 他系統，如太陽能熱泵，或是同時產生製冷效果，如雙效熱泵等。其原
提高排熱高度 減少熱氣回流
加長風筒或墊高水塔以提升效率
理係利用輸入至壓縮機的電能，使低溫區之熱量排放至高溫區，與空調 系統不同之處為，空調係利用冷凍循環之低溫段製造冷氣，而熱泵則為 使用高溫段製造熱水，如圖 3-19 所示。對於熱水使用需求量高的場所，
尤其是醫院、宿舍、旅館等，若能適當選用高效率熱泵系統取代老舊鍋 爐或電熱水系統，最高可達節約一半以上能源之效果。
圖 3-19 雙效熱泵系統運作原理示意圖 資料來源：本研究整理
熱泵依熱源種類可以分成空氣源、水源、地熱源以及太陽輻射源等 四種，茲說明如下：
1、空氣源熱泵：此種熱泵系統係從大氣吸取熱能，製造熱水或是暖房 效果。市面上常見的冷暖氣機即為此種熱泵系統。
2、水源熱泵：利用河川、地下水，甚至是工業熱廢水或空調的回水取 得熱能，此種熱泵稱之為水源熱泵，如果產生的熱能製造熱水，則 稱之為水對水熱泵。
3、地熱源熱泵：地球蘊藏大量的地熱能源，此能源位於離地表 20 公尺 以下的地底層，可利用開放式或配管密閉式水循環系統將地底熱源 提供給熱泵以供應用，夏季時，熱泵可將室內排熱儲存回地底，形 成一個四季循環，節約龐大能源。
4、太陽輻射源熱泵：可利用太陽能集熱板等系統將太陽熱能經水循環
製造熱水或 提供暖氣 製造冰水或
提供冷氣
雙效熱泵系統
提供至熱泵系統，當集熱板四周空氣溫度高於循環之水溫時，集熱 板可同時吸收太陽熱能以及大氣熱能，提供更多的熱源使用。
二、節能技術之採用策略
根據能量不滅定律，熱泵在移出低溫段熱源的過程中，從高溫段應 用的熱源為低溫熱源加上輸入電力，換言之，輸入 1 單位的電力，可以 得到 3~4 倍熱量輸出(其倍數根據熱泵效率 COP)，其原理如圖 3-20 所示。
圖 3-20 熱泵效率示意圖
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
第三節 建築能源管理系統(BEMS) 節能改善
一、技術原理簡介建 築能 源管理 系統 (Building Energy Management System， 簡 稱 BEMS)係指在系統中具有控制點及終端操作設備，可做電力控制及監 測，並整合所有建築之控制及管理功能，包含空調系統、照明系統、保 全系統、維修管理系統及能源管理系統等。
BEMS 是 由 BAS(Building Automation System) 、 EMS (Energy Management System) 、 BMS (Building Management System) 、 FMS(Facilities Management System)四大管理系統組成，如圖 3-21 所示，
說明如下：
1、BAS：通過建築物之內部各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、
防火及防盜設備進行監控，在考慮節能與地球環境保護之條件下，
達到建築物內環境舒適，各設備運轉狀態及使用率均達到最佳化使 用。
2、EMS：以計算技術為基礎的電力綜合自動化系統，透過中央監視所 傳達各監視點之數值，分配調度建築物內之管理能源使用及決策，
保持建築物內各用電設備於最佳效率狀態下運轉，例如需量控制等 等。
3、BMS：管理各設備之運轉及維修，以及保全人員安排等管理，紀錄 建築物內所有費用存入系統資 料庫中。
4、FMS：利用電腦之資料庫累積各項設備運轉狀況紀錄、維修保養之 費用，列出各項報表，進行各方面之財務評估及營繕管理。
此外，BEMS 使用範圍相當廣泛，能應用的範圍大致上可以歸類出 6 項主要功能，如表 3-3 所示。
圖 3-21 BEMS 之四大管理系統圖
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
表 3-3 BEMS 之主要功能
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所 二、節能技術之採用策略
建築物內的所有耗能設備都需要控制，如最簡單的燈具開關，就具 有能源管理的意義，BEMS 已廣泛的應用在大型建築物內，建築物採用 BEMS 後，可借由徹底了解建築內各耗能系統之電能消耗狀況和能源支 出，透過遙控與智能自動化控制，來降低運營成本，並可偵測異常用電，
確保用電安全。
建築管理系統是對建築設備作監視與管理，再依建築的規模大小，
作出最適化的運轉機制，如表 3-4 為 BEMS 依建築物樓地板面積之分級。
表 3-4 BEMS 之規模分級
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
小規模 BEMS 系統多半是用在較小型的建築物，建 立管理系統的預 算並不高，運用最少金額建立最適切的系統是小型規模建築管理系統設 計時最主要的課題。此外，有效的運用空間也是設計上的一大考 量。圖 3-22 為小規模系統的硬體架構圖。
圖 3-22 小型 BEMS 之系統架構示意圖
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
至於中型規模之 BEMS 管理系統，除了包含小型建築所具有的設備 外，還增設了防災及保全等設備。因此作為中型規模之 BEMS 管理系 統，必須具有將防災、保全一起作統合管 理的機能。而大型規模 BEMS 系統在設計上除了作分散化管理之外，還必須採雙迴路設計，雙迴路設 計也是為了避免某一系統故障時，導致該機能完全停止的防範措施。在 原有的系統之下，再設計一組預備用的系統，當主系統故障停止運轉 時，預備系統能馬上接替主系統的工作，讓整個管 理系統還是維持在運 作的情況，運轉效率也不會因此而下降。
第四節 空調系統測試調整平衡(TAB)節能改善
一、技術原理簡介空調系統測試調整平衡(Testing, Adjusting, and Balancing，簡寫 TAB )，定義為空調系統在工程完工後，對系統各項功能進行性能測試，
經過調整平衡後，以達到設計目標。TAB 是空調系統整體性能確認之要 項，在過程中除測試空調系統各項設備及元件之性能外，並調整平衡水 量與風量之分佈，以及新鮮外氣之供給，皆能夠使空調達到舒適健康及 節約能源。
TAB 實際為調整平衡及量測所有系統之功能是否符合設計需求，例 如在調整空調之風量時，風量是否達到原先設計值的要求，亦是否依據 空調負荷的需求而分布，避免有區域過冷或不冷。當採用節能變風量系 統時，風量是否依據負荷之變動而做風量之變化，以達到節能的目標。
又例如水量平衡時，若水量調整不平衡，會造成冰水流量過多使空調設 備溫度過低，若冰水流量過少則會使空調設備溫度過高。
TAB 使用在大型冰水系統其效益更大，在日夜溫差、四季變化、人 員變動等變因下，變化率更大，使空間內之負荷控制相當重要，由於冰 水泵常常運送過多的流量，在循環系統中送出又送回，或者未能經過冷 卻的冰水與已製冷的冰水混合，因此系統之不平衡造成相當多的能源浪 費，而使得空調系統不能達到最初設計之性能，這將造成不必要之能源 浪費與建築物使用者感覺到空調不舒適、系統不順暢等問題。
首先進行系統風量之測量，終端風口之風量總和與主幹管之風量總 和，應該相差不大，若差異太大，代表系統有嚴重洩漏。當所有主幹管 之風量都達到比例式平衡之後，調整空調箱的變頻器，改變風機轉速，
使總量達到要求。此時主幹管的風量就達到真正平衡，出風口的風量也 達到真正平衡。TAB 風側調整步驟如圖 3-23 所示。
圖 3-23 TAB 風側之調整步驟
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所
其次進行系統水量之測量，此時所有設備平衡閥水量總和，與泵浦 量測總水量，應該相差不大。若是差異太大，代表系統有空氣或管路阻 塞，需重新檢查。TAB 水側調整步驟如圖 3-24 所示。
圖 3-24 TAB 水側之調整步驟
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所 二、節能技術之採用策略
基本單機如冰水主機、冷卻水塔、風機、泵浦等，在開啟設備之步 驟時，冷卻水塔須注意運轉振動測試與皮帶張力測試，冰水主機須依照 設計能力調整整體運轉流量，在清潔步驟時，水系統須注意排氣問題，
風機須重新開關風門，以避免管路不通。其測試流程如圖 3-25 所示。
量測每一支主幹管之水量
圖 3-25 TAB 測試流程示意圖
資料來源：建築節能技術實務彙編，內政部建築研究所 基本 TAB 之測試內容包括：
1、氣壓量測程序：利用壓力計或皮托管*12
6、電器量測程序：完成 TAB 作業須要很多種電氣量測，然而 TAB 電 以量測靜壓、動壓及全壓。
靜壓量測可用一校正過的壓力計，及皮托管或靜壓探頭達成。若僅 是將一管端插入氣流，而不裝設標準靜壓探頭或皮托管，會造成顯
靜壓量測可用一校正過的壓力計，及皮托管或靜壓探頭達成。若僅 是將一管端插入氣流，而不裝設標準靜壓探頭或皮托管，會造成顯