新設熱泵系統與既設之建築物空調系統與熱水系統之整合設計應用分析

本項工作對於某些建築物熱水供應之需求與特性不盡相同時，如:某些旅館於旅行 團瞬間進住或軍隊等訓練單位於收操後固定於指定之時段內，要求所有人員集中而快 速之完成洗浴；然而，此時熱泵系統於供應熱水之際，其所產生之冰水可加以回收，

整合至空調系統中，供應部分冷房以減少空調用電，達到雙重節能效果。

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上述設置熱泵熱水系統與既設建築物空調系統、既設熱水系統之整合設計應用方 法與節能效益分析，乃為本項研究重點。

4.1. 太陽能熱水系統與熱泵系統之整合設計應用

太陽能熱水系統的構造主要是由集熱器、儲水桶和控制系統等三部份構成：

 集熱器：集熱器的主要功能是將太陽能輻射能轉換成熱能，再傳給循環工作流體。

 儲水桶：因太陽光並非隨時穩定照射，由集熱器流出之熱水需暫時儲存，以供使用 需要。一般儲水槽多用不銹鋼桶加一層或數層絕熱材料而成，在正常情況 下，可保持水溫一天下降 3 ℃以內。

 控制系統：控制系統包括溫度控制及時間控制，可依所選定時間控制儲水槽內水溫。

大部分家用太陽能熱水器如單獨使用時，都裝有輔助電熱器，可在日射 量不足時，輔助加熱達到所需溫度。在大型強制式熱水系統之儲水桶與 集熱器間裝有溫差控制器，如果溫度差達到一定值，將自動啟動泵浦將 儲水桶內較冷之水打至集熱器吸收太陽輻射能加熱。

太陽能熱水系統會因為白天日照不足而需使用到電熱輔助加熱器，若能與熱泵熱 水系統進行耦合並相互整合之設計應用，則具顯著節能效果，如圖 1-2 所示。

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圖 1-2.太陽能集熱器與熱泵熱水系統整合設計應用之示意圖 資料來源：本研究計畫整理

4.2. 新設熱泵與既設鍋爐熱水整合為複合式熱水系統之設計應用

本系統之整合設計應用較為常見，與上述例子相互間之整合設計應用構想大致相 同，只不過是將既設電熱水器置換成燃柴油鍋爐熱水系統。經新設熱泵主機系統與既 設柴油鍋爐熱水系統，如圖 1-3 所示。

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圖 1-3 新設熱泵與既設柴油鍋爐熱水整合為複合式熱水系統圖 資料來源：本研究計畫整理

4.3. 熱泵熱水系統與既設中央空調系統之整合設計應用

以某大型醫院為例，既設之熱水系統為瓦斯蒸氣鍋爐系統 2 套。因瓦斯蒸氣鍋爐 系統建置年限已久，運轉性能效率不佳，造成能源之浪費。改以增設熱泵系統與瓦斯 蒸汽鍋爐系統合併使用，以減少能源消耗。

整合方式以熱泵及內建水泵及板式熱交換器，合併既有熱水系統之及迴水泵，並 搭配溫度控制，控制熱泵及水泵運轉時間，不僅製熱能力上升，且經 TAB 量測調整後，

其耗電量將明顯降低，使系統運轉較既有穩定。同時，新設熱泵系統運轉供應製冷部 份，也併入既設中央空調系統之整合設計應用，如圖 1-4 所示。

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圖 1-4 熱泵熱水系統與既設中央空調系統之整合設計應用 資料來源：本研究計畫整理

5. 建立建築能源效率之節能策略最佳化並提供未來推動建築節能改善之修正建議