第四章 結果與討論
第五節 特殊節能效果α4 參數分析
由於 EAC 評估方式中並未明確定義特殊節能效果 α4 的比較基 準,所以本研究以一般定頻分離式系統的耗電與 VRV 系統耗電比較 作為比較基準,比較方式如下式:
電量 定頻分離式系統全年耗
系統全年耗電量
-4 1
α = VRV
(4-8)
在這一節中本研究就模擬內周負荷密度正常與外周區係數 γ=0.5 的設定下,模擬九種機型的耗電量與定頻分離系統的耗電量,藉由式 (4-8)中定義的 α4 計算方式,計算出各系統在不同外殼組合下的 36 個 α4 值,其結果如表 4-8 所示。
藉由表 4-8 將繪製各系統於 36 組外殼組合下的 α4 曲線圖,如圖 4-9,可以發現不同的三種 VRV 空調空調系統,在不同的 36 個建築 組合中會呈現不同的α4 值,說明了 VRV 系統之特殊節能效果 α4 會 隨不同的系統與建築物負荷條件而有所改變,但是各機型的改變範圍 有限,其中 α4 值越高者代表其節能效果越佳。但是特殊節能效果的 良莠與否主要還是取決於其系統本身。
圖 4-10 至圖 4-12 是 A、B、C 機型於固定外周區係數 γ=0.5 設 定下,改變室內負荷密度設定,α4 與建築外殼組合的關係圖。
圖 4-10 顯示 A 機型於室內負荷正常設定時,α4 的變動範圍為 0.26~0.29 ; 於 室 內 負 荷 減 少 50 % 設 定 時 , α4 的 變 動 範 圍 為 0.26~0.31 ; 於 室 內 負 荷 增 加 50 % 設 定 時 , α4 的 變 動 範 圍 為 0.25~0.28。圖 4-11 顯示 B 機型於室內負荷正常設定時,α4 的變動 範圍為 0.09~0.11;於室內負荷減少 50%設定時,α4 的變動範圍為
表 4-8 九種機型於室內負荷正常及 γ=0.5 設定下 36 組 α4 模擬計算結果
圖 4-9 各系統於 36 組外殼組合下的 α4 曲線圖
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
A機型 B機型 C機型
(資料來源:本研究整理)
0.10~0.12 ; 於 室 內 負 荷 增 加 50 % 設 定 時 , α4 的 變 動 範 圍 為 0.09~0.11。圖 4-12 顯示 C 機型於室內負荷正常設定時,α4 的變動 範圍為 0.33~0.36;於室內負荷減少 50%設定時,α4 的變動範圍為 0.33~0.39 ; 於 室 內 負 荷 增 加 50 % 設 定 時 , α4 的 變 動 範 圍 為 0.33~0.37,由以上結果發現,不同室內負荷設定下,A、B、C 各機 型本身的節能效果並沒有太大的差異。其節能效果好壞是依機型的不 同而異。
圖 4-13 至圖 4-15 是 A、B、C 機型於固定內周負荷密度於正常情 況下,改變外周區係數 γ=0.2、0.4、0.6、0.8、1 的設定下,α4 與建築外殼組合的關係圖。
圖 4-10 A 機型之 a4 於不同室內負荷密度設定下之變化分佈
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
室內負荷密度正常 室內負荷密度減少50%
室內負荷密度增加50%
(資料來源:本研究整理)
圖 4-11 B 機型之 a4 於不同室內負荷密度設定下之變化分佈
0.00 0.10 0.20
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
室內負荷密度正常 室內負荷密度減少50%
室內負荷密度增加50%
(資料來源:本研究整理)
圖 4-12 C 機型之 a4 於不同室內負荷密度設定下之變化分佈
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
室內負荷密度正常 室內負荷密度減少50%
室內負荷密度增加50%
(資料來源:本研究整理)
圖 4-13 顯 示 A 機 型 於 γ =0.2 設 定 時 , α 4 的 變 動 範 圍 為 0.24~0.26;於 γ=0.4 設定時,α4 的變動範圍為 0.25~0.28;於 γ=0.6 與 γ=0.8 設定時,α4 的變動範圍為 0.25~0.30;於 γ=1 設定時,
α4 的變動範圍為 0.26~0.31。圖 4-14 顯示 B 機型於 γ=0.2 與 γ=0.4 設定時,α4 的變動範圍為 0.09~0.10;於 γ=0.6 與 γ=0.8 設定時,
α4 的變動範圍為 0.09~0.12;於 γ=1 設定時,α4 的變動範圍為0.10
~0.13。圖 4-15 顯示 C 機型於 γ=0.2 設定時,α4 的變動範圍為0.33
~0.35;於 γ=0.4 設定時,α4 的變動範圍為 0.33~0.36;於 γ=0.6 設定時,α4 的變動範圍為 0.33~0.38;於 γ=0.8 設定時,α4 的變 動範圍為 0.32~0.38;於 γ=1 設定時,α4 的變動範圍為 0.33~0.39。
由以上結果發現,外周區係數越小時,其各系統的節能效果越平均,
但是,不同外周區係數設定下,A、B、C 各機型本身的節能效果並沒 有太大的差異。其節能效果好壞是依機型的不同而異。
圖 4-13 A 機型之 a4 於不同外周區係數設定下之變化分佈
0 0.1 0.2 0.3 0.4
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
外周區係數=1 外周區係數=0.8 外周區係數=0.6 外周區係數=0.4 外周區係數=0.2
(資料來源:本研究整理)
圖 4-14 B 機型之 a4 於不同外周區係數設定下之變化分佈
0 0.1 0.2 0.3
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
外周區係數=1 外周區係數=0.8 外周區係數=0.6 外周區係數=0.4 外周區係數=0.2
(資料來源:本研究整理)
圖 4-15 C 機型之 a4 於不同外周區係數設定下之變化分佈
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1 6 11 16 21 26 31 36
建築外殼組合編號
a4
外周區係數=1 外周區係數=0.8 外周區係數=0.6 外周區係數=0.4 外周區係數=0.2
(資料來源:本研究整理)
由於特殊節能效果的良莠與否主要還是取決於其系統本身。本研 究藉由選擇美國 ARI Standard 550/590-1998 所訂定之總部份負載效率 (Integral Part Load Value, IPLV)除以主機性能係數(COP)做為系統特 性參數。期望以各 VRV 空調系統之 IPLV/COP 值得到接近該系統實 際之α4 值。
本研究選擇以 IPLV 作為預測α4 值之原因乃是此評估方式將冷 氣效能分別於 100%、75%、50%、25%時作評估,能夠更準確的反 映出其空調系統之優劣,藉由各系統 IPLV 評估結果之優劣預測特殊 節能效果α4 值之高低。總部份負載效率之測定方式:
0.12D 0.45C
0.42B 0.01A
IPLV = + + +
(4-9)A = 於 100%製冷能力時之 EER 或 COP B = 於 75%製冷能力時之 EER 或 COP C = 於 50%製冷能力時之 EER 或 COP D = 於 25%製冷能力時之 EER 或 COP
加權係數計算基礎,是由原先的亞特蘭大都市擴展至全美 29 個 都市;主機運轉時間亦由每週 5 天,每天 12 小時,再增加一模式為 每週 7 天,每天 24 小時;表 4-9 為 IPLV 計算公式加權係數與測試條 件。由表中可發現標準把 75%、50%負載的加權係數加重,而把 100%、25%減輕,最主要是希望製造商能把運轉機率最高的 75%、
50%負載效率做高一點。
表 4-9 負載的加權係數比重 加權比重%
部份負載點%
(Part-load point) 1998 Standard
氣冷式空氣入口 乾球溫度
100 1 35.0℃
75 42 26.7℃
50 45 18.3℃
25 12 12.8℃
(資料來源:Standard for Water Chilling Packages Using the Vapor Compression Cycle,1998)
藉由輸入的氣冷式空氣入口乾球溫度所計算出各系統的 IPLV 值 結果如表 4-9,各系統的 IPLV/COP 值與各系統的α4 值之關係圖如 圖 4-16,各系統之 IPLV 值計算結果如表,其所建立之預測回歸公式 為:
α4=-0.3452+0.3523×IPLV/COP (4-10) R2=0.88
圖 4-16 九組系統的 α4 與 IPLV/COP 值之關係
y = 0.3523x - 0.3452 R2 = 0.88
-0.10 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
0 0.5 1 1.5 2 2.5
IPLV/COP
a4
(資料來源:本研究整理)