第八章 評估案例
8.3 系統說明
圖一為最常見之空氣調節換氣方式，第一段加熱盤管主要為冬季 低溫或可能逾凍結點之外氣環境所需作動之加熱設施，室內裝置之加 熱器為此系統因應冷卻盤管過冷卻條件下控制溫度與相對溼度之顯 熱輔助來源，當供風為溫度 20℃DB 及熱焓 39.2KJ/Kg 條件下，冷卻盤 管負載佔空氣調節總能源輸出比率之 85％，末端再熱裝置佔空氣調 節總能源輸出比率之15％。
排氣量
總顯熱
通道或前室
340CMH 再熱比率
冷卻比率 85%
SA SA 340CMH
供風條件 5780CMH, 20°CDB/39.2kj/kg
管道間
圖8-1 全外氣末端再熱空調系統
為了改善空氣平衡過程中所發生過冷卻現象之能耗，而採用圖二 之單段顯熱熱回收，此系統利用外氣與室內排氣作第一段熱交換，使 引入之外氣溫度及熱焓降低，減輕冷卻盤管之熱負荷，但由於冷卻盤 管過冷卻狀態依然存在，且室內溫度與相對溼度控制需求不變下，末 端將需維持再熱系統，當供風為溫度 20℃DB 及熱焓 39.2KJ/Kg 條件 下，冷卻盤管負載佔空氣調節總能源輸出比率之 74％，末端再熱裝 置佔空氣調節總能源輸出比率之 15％，採此系統設置可回收能源率 佔11％。
冷卻比率 74%
340CMH 排氣量
節能比率
供風條件 5780CMH, 20°CDB/39.2kj/kg
再熱比率
通道或前室 管道間
SA SA 340CMH
總顯熱
排氣條件
圖8-2 採單段顯熱熱回收之全外氣末端再熱空調系統
綜合圖一與圖二之系統，發現若於末端在熱裝置前，增設一段顯 熱熱回收設施，則可更有效降低冷卻盤管之熱負荷及同時分擔末端加 熱裝置之輸入功率，此種設計如圖三。當供風為溫度 20.5℃DB 及熱 焓 40KJ/Kg 條件下，冷卻盤管負載佔空氣調節總能源輸出比率之 67
％，再熱裝置佔空氣調節總能源輸出比率之 5％，採此系統設置可回 收能源率佔28％。
340CMH
冷卻比率 67%
節能比率
供風條件 再熱比率 5%
SA 340CMH
通道或前室 供風氣室
SA 5780CMH
總顯熱 排氣量
圖8-3 採双段顯熱熱回收之全外氣末端再熱空調系統
圖四為採双段顯熱加全熱熱回收之全外氣空調系統，將第一段改 採全熱交換器做冷卻及除濕調節控制，第二段依然保持顯熱回收，形 成再熱裝置，並補給合適之較低濕度供風量予實驗室內，由於第一段 熱回收設置，已明顯發現取代了原冷卻盤管之大部分熱負載，且在室 內輔助顯熱控制端，因顯熱段熱回收，供風前產生了加熱效益，提供 了室內節能舒適兼顧之優勢條件，在不考慮顯熱熱交換器之除濕再生 條件與全熱熱回收裝置組成效率變動，當供風為溫度 19.5℃DB 及熱 焓 36.9KJ/Kg 條件下，冷卻盤管負載僅佔空氣調節總能源輸出比率之 35％，再熱裝置佔空氣調節總能源輸出比率之 0％，採此系統設置可 回收能源率佔 65％，但由於此種系統與圖三所呈現之系統皆屬共用 氣室(Plenum)換氣設計，故亦需考量區室間氣室之氣流路徑及控制系 統可靠度形成之潛在交叉污染風險，或以當地衛生安全法規之建議設 置為主。
節能比率 65%
冷卻比率 再熱比率 0%
排氣量
SA 340CMH
供風氣室 通道或前室
340CMH
供風條件
SA 5780CMH
圖8-4 採双段顯熱加全熱熱回收之全外氣空調系統
8.4 經濟效益評估
案例區分 初期設置成本 年運轉成本 年維護成本 1 全外氣末端再熱空調系統 2,100,000 457,373 120,000
2
採單段顯熱熱回收之全外 氣末端再熱空調系統
2,300,000 386,724 120,000
3
採双段顯熱熱回收之全外 氣末端再熱空調系統
2,550,000 256,598 120,000
4
採双段顯熱加全熱熱回收 之全外氣空調系統
2,680,000 152,580 180,000
註：冰水主機設為1.1Kw/Ton
案例區分 15 年設備總成本
1 全外氣末端再熱空調系統 9,463,596
2 採單段顯熱熱回收之全外氣末端再熱空調系統 8,762,567
3 採双段顯熱熱回收之全外氣末端再熱空調系統 7,352,992
4 採双段顯熱加全熱熱回收之全外氣空調系統 6,921,601
第九章 結論與建議
本研究的目的在於藉由案例之分析來探討空調設備之經濟效益 評估相關參數並建立其評估模式，綜合上述可以歸納出下列幾項結 論：
(1) 本研究將｢九十二年度中央廳舍暨院校空調節能改善補助計劃｣中 北、中、南各案例之改善結果歸納整理出空調系統汰換原因與其 使用之年限。
(2) 將改善案例所得之數據導入經濟效益評估與使用年限的概念。
(3) 歸納整理出空調系統設備之維護保養應注意事項及其步驟。
(4) 醫療院所之實驗室、手術房、隔離病房等為了防範氣流形成交叉 污染而使用全外氣或大量補給外氣系統，但這也使得空調耗能急 遽增加，因此在這類特定空間之空氣側節能部分，還可有很大的 改善空間。
(5) 空調系統如採用全外氣設計時，建議建築物外牆採用複壁設計，
以減少空調主機容量。
(6) 設計簡易計算表格之空調設備經濟效益評估手冊供相關單位參 考。
參 考 文 獻
中文部份
1. 林憲德、楊冠雄等，「建築節約能源基本教材」，內政部建築研究 所專題研究計劃成果報告，民國85 年。
2. 「冷凍空調節能技術應用」，中國冷凍空調雜誌二十四期，民國 81 年，頁 45-77。
3. 「節約能源技術手冊」，經濟部能源委員會，民 84 年。
4. 陳錦賜、張世典,「建築節約能源綜合指標研究」, 內政部建築 研究所專題研究計劃成果報告,民國 88 年。
5. 賴榮平、張衍,「辦公建築空調設備使用管理系統與能源效率關 聯性之研究」,內政部建築研究所專題研究計劃成果報告,民國 87 年
英文部份
1. Peter Chan, James McMahon, R.V. Buskirk, 2002, “Consumer Life-Cycle Cost Impacts of Energy-Efficiency Standards for Residential-Type Central Air Conditioners and Heat Pumps”, ASHRAE Transactions 2002.
2. ASHRAE Handbook Fundamentals, 1981, American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, Ga.,
3. Chris Scheuer, G.A. Keoleian, 2002,”Whole Building Life Cycle Energy and Environmental Impacts: The Significance of Energy and Water Services Burdens in a New University Building”, Sustainable Building 2002 International Conference Summary Book, pp.351.
4. K. Adalberth, 1997,”Energy use during the Life Cycle of Buildings: a Method”, Building and Environment, Vol. 32,No. 4,pp. 317-320.
5. Environment Management Life Cycle Assessment-Principles and Framework, ISO/FDIS 14040 ISO/TC 207/SC5, 1997.
6. R.J. Cole and P.C. Kernan, 1996,”Life-Cycle Energy Use in Office Buildings”, Building and Environment, Vol. 31,No. 4,pp. 307-317
7. Matjaz Prek, 2002,”Environmental Impact and Life Cycle Assessment of Heating Systems”, Sustainable Building 2002 International Conference Summary Book, pp.360.
9. 2001 ASHRAE HANDBOOK FUNDAMENTALS CH.9-8
10. ASHRAE Standard 62-1989,1989,”Ventilation for acceptable indoor air quality”, American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers. Inc., Atlanta, Ga.
附錄一
期中審查回覆意見辦理情形
內政部建築研究所九十三年度「建築物空調設備主機運轉效率與經濟
1.期望研究內容能以手冊形式
陳組長瑞玲 1.請將空調系統設備主機使用 年限與建築物減廢概念等因 素納入經濟效益評估模式內。
1.將依意見辦理。
葉主任秘書世 文
1.經濟效益評估模式中 IC、OC、
MC 間是否存在相關性，請說 明。
1.設備效率的高低 與品質的好壞決 定了初設成本，
而高效率之主機 運轉費用較低，
設備品質愈好，
所需之維護成本 愈低。
附錄二
期末審查回覆意見辦理情形
內政部建築研究所九十三年度「建築物空調設備主機運轉效率與經濟
2.中央廳舍改善案列資料庫的
2.請執行單位針對建築空調系
2.空調主機設計時若考慮夏日 與非夏日期間用電因素，有 哪 些 主 機 適 合 採 用 儲 冰 系 統。
2.儲冰系統的優點是 可轉移尖峰時段的 用電以達到降低成 本之目的，但其缺點 是必須要有足夠空 間才能安置及維護 費用之增加。
3.空調系統如採用全外氣設計 時，建議建築物外牆採用複 壁設計，減少空調主機容量。
3.已在結論中加入。
附錄三
分析所用資料庫
經濟部標準檢驗局冰水主機運轉資料
經濟部標準檢驗局二次泵運轉資料
ZP1 ZP2 ZP3
未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW)
60 17.5 17.5 60 17.3 17.3 60 17.9 17.9 55 17.5 15.1 55 17.3 14.2 55 17.9 14.6 50 17.5 12.2 50 17.3 11.6 50 17.9 11.6 45 17.5 8.9 45 17.3 8.9 45 17.9 9 40 17.5 6.9 40 17.3 6.8 40 17.9 7.1 35 17.5 4.9 35 17.3 5 35 17.9 5 30 17.5 3.4 30 17.3 3.3 30 17.9 3.4
經濟部標準檢驗局冷卻水塔運轉資料
修改前 修改後
電壓(V) 電流(I) 功率因素 耗電量(KW) 電壓(V) 電流(I) 功率因素 耗電量(KW) 一號冷卻水塔(CT1) 217 20.4 0.907 4.0 217 18.5 0.907 3.6 二號冷卻水塔(CT2) 217 21 0.891 4.1 217 19.1 0.891 3.7 一號冰水泵(CHP1) 215 69.9 0.878 13.2 217 50.9 0.878 9.7
中正紀念堂空調箱改善前後運轉資料
舊機 新機 舊機 新機 舊機 新機
耗電量(KW)
耗電量(Kw)/
單位風量 (CMS)
耗電量(Kw)/
單位風量 (CMS)
耗電量(Kw) 耗電量(Kw) 風量(CMS) 風量(CMS)
空調箱AHU-N1 2.40 0.84 12.45 15.03 5.19 17.94 空調箱AHU-N2 2.65 0.97 11.16 13.02 4.21 13.44 空調箱AHU-N3 5.81 0.71 5.46 5.49 0.94 7.73 空調箱AHU-N4 4.84 1.12 5.32 6.59 1.1 5.91
中正紀念堂泵浦改善前後運轉資料
裝變頻器 未裝變頻器
區域泵浦 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW)
30 3.1 22.4
35 4.7 22.4
40 6.9 22.4
45 11.0 22.4
50 14.5 22.4
55 17.9 22.4
ZP1-1
60 22.4 22.4
30 3.3 20.0
35 4.9 20.0
40 6.8 20.0
45 9.3 20.0
50 12.5 20.0
55 15.8 20.0
ZP2-2
60 20.0 20.0
30 0.9 20.7
35 4.0 20.7
40 6.0 20.7
45 9.8 20.7
50 13.0 20.7
55 16.3 20.7
ZP3-1
60 20.7 20.7
國家圖書館空調箱改善前後運轉資料
AH-28A AH-30 AH-24
未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW)
30 2.82 1.03 30.00 3.41 1.05 30.00 8.66 2.09 35 2.82 1.30 35.00 3.41 1.25 35.00 8.66 2.80 40 2.82 1.52 40.00 3.41 1.51 40.00 8.66 3.51 45 2.82 1.81 45.00 3.41 1.95 45.00 8.66 4.80 50 2.82 2.13 50.00 3.41 2.43 50.00 8.66 5.57 55 2.82 2.21 55.00 3.41 2.93 55.00 8.66 6.75 60 2.82 2.82 60.00 3.41 3.41 60.00 8.66 8.66
AH-25 AH-10
未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW)
30 2.00 0.65 30.00 7.38 1.77 35 2.00 0.77 35.00 7.38 2.17 40 2.00 0.94 40.00 7.38 2.79 45 2.00 1.18 45.00 7.38 3.72 50 2.00 1.34 50.00 7.38 4.92 55 2.00 1.64 55.00 7.38 5.91 60 2.00 2.00 60.00 7.38 7.38
國家圖書館冷卻水塔改善前後運轉資料
改善前 改善後
電壓(V) 電流(I) 功率因素 耗電量(KW) 電壓(V) 電流(I) 功率因素 耗電量(KW) 一號冷卻水塔(CT1) 381 26.2 0.833 14.4 382 20 0.866 11.5 二號冷卻水塔(CT2) 382 24.1 0.891 14.2 383 19.5 0.836 10.8 三號冷卻水塔(CT3) 382 27.5 0.822 15.0 382 20.2 0.836 11.2
國家圖書館泵浦改善前後運轉資料
內政部警政署警察廣播電台冰水主機改善前後之運轉資料表
02:15 7.73 10.3 27.6 24.9 395 2.57 207 187 0.88 76.1 59.0 0.77 167 150 1.11 0.86 02:20 6.77 9.78 28.5 25.3 394 3.01 206 210 0.87 88.9 64.9 0.73 165 150 1.10 0.86 02:25 6.21 9.22 29.1 26 397.6 3.01 206 215 0.87 89.8 66.4 0.74 177 150 1.18 0.86 02:30 9.81 11.51 24.2 22.7 388.7 1.7 206 130 0.87 49.6 40.2 0.81 168 150 1.12 0.86 02:35 9.37 11.08 25 23.4 384.4 1.71 207 129 0.87 49.3 40.1 0.81 172 150 1.15 0.86 02:40 9.79 11.05 24.6 23.5 392.2 1.26 207 92.1 0.84 37.1 27.9 0.75 167 150 1.11 0.86 02:45 9.89 11.14 24.3 23.2 393.5 1.25 208 91.1 0.82 36.9 27.0 0.73 174 150 1.16 0.86 02:50 10.01 11.28 24.1 23.1 387.4 1.27 207 90.9 0.82 36.9 26.8 0.73 172 150 1.15 0.86 02:55 9.56 11.27 24.6 23.1 391.8 1.71 207 130 0.87 50.2 40.3 0.80 175 150 1.17 0.86 03:00 9.6 10.8 24.7 23.4 393 1.2 206 92.2 0.82 35.4 27.1 0.77 173 150 1.15 0.86 03:05 9.7 10.95 24.4 23.3 389.6 1.25 207 92.6 0.82 36.5 27.3 0.75 168 150 1.12 0.86 03:10 9.82 11.05 24.3 23.2 392.2 1.23 206 91.6 0.82 36.2 26.9 0.74 167 150 1.11 0.86 03:15 9.84 11.08 24.2 23.1 391.9 1.24 208 92 0.82 36.4 27.2 0.75 170 150 1.13 0.86 03:20 10.01 11.23 24.1 23 393 1.22 207 91.4 0.82 36.0 26.8 0.75 172 150 1.15 0.86
二號機
內政部警政署警察廣播電台空調箱及冷卻水塔改善前後之運轉資料表
修改前 修改後
電壓(V) 電流(I) 功率 因素
耗電量
(KW) 電壓(V) 電流(I) 功率 因素
耗電量 (KW) 一號冷卻水塔(CT1) 207 11.2 0.9 3.6 208 8.2 0.7 2.1 二號冷卻水塔(CT2) 207 13.3 0.88 3.9 207 8 0.77 2.2 一號冷卻水泵(CWP1) 206 39.2 0.895 12.5 206 40.3 0.801 11.5 二號冷卻水泵(CWP2) 0 0 0 故障 206 33.1 0.87 10.3 一號冰水泵(CHP1) 203 44.8 0.775 12.2 206 39 0.83 11.5 二號冰水泵(CHP2) 0 0 0 故障 206 35.9 0.8 10.2 空調箱(AH-9) 206 7.7 0.93 2.6 206 4.5 0.8 1.3 空調箱(AH-10) 206 3.5 0.9 1.1 205 3.02 0.6 0.6 空調箱(AH-11) 206 6.3 0.9 2.0 205 4.4 0.78 1.2 空調箱(AH-12) 206 4.2 0.71 1.1 206 3.2 0.73 0.8
中央健康保險局冰水主機改善前後之運轉資料
中央健康保險局空調箱改善前後之運轉資料
國軍桃園總醫院改善前各設備規格
設備名稱 設備編號 電壓(V) 電流(A) 耗電(KW) KW 運轉模組 冰水主機 CH-B1-01 440 264 191.1 420 ON 冰水主機 CH-B1-02 440 - - 420 OFF 冰水主機 CH-B1-03 440 - - 420 OFF 冰水主機 CH-B1-04 440 - - 245 OFF 冰水泵 CHP-B1-01 440 - - 15 OFF 冰水泵 CHP-B1-03 440 28 20.3 22 ON 冰水泵 CHP-B1-04 440 29 21 22 ON 冰水泵 CHP-B1-05 440 - - 22 OFF 冷卻水塔 CT-2-01 440 21 15.2 15 ON
冷卻水塔 CT-2-02 440 - - 15 ON
冷卻水塔 CT-2-03 440 - - 15 ON
冷卻水塔 CT-2-04 440 - - 11 ON
總耗電量 247.6
國軍桃園總醫院改善後各設備規格
設備名稱 設備編號 電壓(V) 電流(A) 耗電(KW) KW 運轉模組 冰水主機 CH-B1-01 440 264 191.1 420 ON 冰水主機 CH-B1-02 440 - - 420 OFF 冰水主機 CH-B1-03 440 - - 420 OFF 冰水主機 CH-B1-04 440 - - 245 OFF 冰水泵 CHP-B1-01 440 - - 15 OFF 冰水泵 CHP-B1-03 440 28 20.3 22 ON 冰水泵 CHP-B1-04 440 0 0 22 ON 冰水泵 CHP-B1-05 440 - - 22 OFF 冷卻水塔 CT-2-01 440 21 15.2 15 ON
冷卻水塔 CT-2-02 440 - - 15 ON
冷卻水塔 CT-2-03 440 - - 15 ON
冷卻水塔 CT-2-04 440 - - 11 ON
總耗電量 226.6
國立台北護理學院冰水主機改善前後運轉資料表-1
02:15 10.24 15.53 27.9 24.4 271 5.29 383 127 0.89 107.5 75.2 0.70 138 100 1.38 0.86 02:20 8.84 13.82 29.4 26.7 271.2 4.98 382 123 0.89 101.3 72.4 0.72 139 100 1.39 0.86 02:25 7.94 12.96 30 26.9 267.5 5.02 382 125 0.89 100.7 73.9 0.73 137 100 1.37 0.86 02:30 7.69 12.69 30.1 26.9 266 5 381 126 0.89 99.8 74.2 0.74 138 100 1.38 0.86 02:35 7.37 12.24 29.8 27.3 267.6 4.87 382 125 0.89 97.7 73.8 0.75 138 100 1.38 0.86 02:40 7.17 12.03 29.9 27 266.7 4.86 381 124 0.89 97.2 73.1 0.75 136 100 1.36 0.86 02:45 7.01 11.87 30 27.1 269.6 4.86 382 124 0.89 98.3 73.3 0.75 138 100 1.38 0.86 02:50 6.92 11.71 29.5 27.2 269.5 4.79 381 123 0.9 96.8 72.7 0.75 139 100 1.39 0.86 02:55 6.77 11.6 29.8 26.9 270.3 4.83 381 123 0.89 97.9 72.6 0.74 138 100 1.38 0.86 03:00 6.68 11.47 29.7 26.8 268.7 4.79 382 123 0.89 96.5 72.6 0.75 137 100 1.37 0.86 03:05 6.22 11.59 29.5 26.4 240.8 5.37 382 123 0.89 97.0 72.7 0.75 138 100 1.38 0.86 03:10 6.17 11.54 29.4 26.6 240 5.37 381 123 0.89 96.7 72.4 0.75 139 100 1.39 0.86 03:15 6.08 11.46 29.3 26.3 242 5.38 382 122 0.89 97.6 72.2 0.74 138 100 1.38 0.86 03:20 6.73 11.68 28.6 25.8 240.5 4.95 381 120 0.89 89.3 70.6 0.79 138 100 1.38 0.86
國立台北護理學院冰水主機改善前後運轉資料表-2
國立台北護理學院空調主機改善前後運轉資料表
AH1 AH2 AH3
未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 未裝變頻器 裝設變頻器 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW) 頻率 耗電量(kW) 耗電量(kW)
59.9 16.4 16.5 59.8 3.8 3.8 59.8 18.2 18.2 53.4 16.4 11.4 54 3.8 2.8 53.9 18.2 13.7 44.5 16.4 7.2 36.4 3.8 0.8 46 18.2 9.6
40.4 16.4 6.2 44.5 18.2 4.2
國立台北護理學院冷卻水塔改善前後運轉資料表
國立台北護理學院冷卻水塔改善前後運轉資料表