第三章 中央空調及熱泵系統運用 BEMS 建立智慧型運轉策
第二節 醫院類建築空調系統診斷分析
行政院衛生署台中醫院位於台中市西區三民路 1 段 199 號，其中，急診大樓 為一棟地上 12 層，地下 1 層樓之建築物，總樓地板面積 33,490.9 m2。該醫療大 樓主要提供門診、醫療等服務，使用時間為 24 hr。圖 29 為行政院衛生署台中醫 院建築物之外觀圖。
圖29. 行政院衛生署台中醫院之建築外觀圖
空調系統概述
台中醫院空調系統為由兩台 540RT 及一台 250RT(備用)冰水主機組成，運轉 模式為採取一台 540RT 主機運轉，另一台 540RT 主機則作為輔助，當不足時作 為加載。 以下為台中醫院實際運轉實況，及進行運轉最佳化之過程與成果。
第三章 中央空調 BEMS 智慧診斷實際案例
圖30.
台中醫院空調系統集熱泵系統升位圖台中醫院空調主機性能之迴歸分析
依據上節之方法，進行台中醫院個主機之實際運轉數據分析，經由 BEMS 加以記錄，並進行迴歸分析。其結果下圖 31、32 及表 15、16 所示。
圖31. 台中醫院 CH-1 冰水主機性能曲線圖
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圖32. 台中醫院 CH-2 冰水主機性能曲線圖
表15. 不同季節下部分負載率與耗電量之運轉參數
RT 負載 100% 90% 80% 70% 60% 50%
加載機台
CH-1 350 338 302 283 255 RA CH-2 332 299 253 240 226 210 CH-3 RA RA RA RA RA RA
表16. 台中醫院主機 COP 性能迴歸分析表 主機 CH-1 CH-2 CH-3
COP 4.1 6.21 RA
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自回水溫度預測實際負荷並啟動加載模式
藉由 BEMS 線上觀察冰水主機回水端溫度及出水端溫度即時推算目前所需 之空調負載。若發現目前提供空調不足時，則進行加載模式即為加載冰水主機以 保證提供足夠空調需求。如下表所示，監控系統發現回水溫度高於 13 ℃達到 14
℃，代表空調供應不足需加開冰水主機。
表17. 台中醫院空調系統自回水溫度預測空調負荷
時間 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 CH-1 回水溫(℃) 13.8 15 17.2 15.2 12.8 13.1 12 13.4 CH-2 回水溫(℃) 13.6 13.5 14.2 15.2 16.8 14.2 13.8 13.7
擬定全部不同負荷、不同台數下之運轉策略
當空調系統主機運轉面臨需依空調負荷的變化，調整空調主機的運轉台數 時，其節能策略建立進行之方法為列出不同負荷下所需加載冰水主機，依此主機 容量進行選取 PLF 接近 80%之組合，如此便可消除過量設計之耗電量(kwh)及需 量(kw)，並使主機負載皆為 80%以上，而達到運轉最佳化之目的。以台中醫院為 例，該系統有 3 台冰水主機兩台 540 RT 及一台 250 RT(備用)，由上述回水溫得 知現場需求負荷為 800 RT，需再增加冰水主機運轉，為決定加載順序於是列出 不同組合、不同負荷下主機耗電情形，藉此來得到滿足現場需求下且耗電量最 小，如下表所示。
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540RT(100%) 540RT(100%)
備用機台 350 332 682
540RT(100%) 540RT(90%) 350 299 649 540RT(90%) 540RT(100%)
338 332 670 540RT(90%) 540RT(90%)
338 299 637 540RT(90%) 540RT(80%)
338 253 591 540RT(80%) 540RT(90%)
302 299 601 540RT(80%) 540RT(70%)
302 240 542 540RT(70%) 540RT(80%)
283 253 536
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540RT(100%) 540RT(100%)
備用機台 350 332 682
540RT(100%) 540RT(90%) 350 299 649 540RT(90%) 540RT(100%)
338 332 670 540RT(90%) 540RT(90%)
338 299 637 540RT(90%) 540RT(80%)
338 253 591 540RT(80%) 540RT(90%)
302 299 601 540RT(80%) 540RT(70%)
302 240 542 540RT(70%) 540RT(80%)
283 253 536
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優先選取高性能主機先發
抉擇最佳運轉策略後，選取高性能主機作為優先加載對象，以最小耗電得到 相同空調負荷輸出，進而得到節能目的。以本例而言，優先加載機台為 CH-2。
完成最佳運轉策略並進行節能效益分析
在改善前傳統冰水主機運轉模式為根據老師傅經驗猜測之運轉，為了避 免空調不足，都會加大主機負荷造成不必要之浪費。同時，並未先進行電腦 模擬進行空調負荷預測也未進行性能回歸分析。新的空調主機運轉策略可以 最低的耗能滿足空調需求。因此將改善前與改善後耗電量進行節能評估，如 下表 20 所示，而完成整體程序。
表20. 台中醫院空調系統節能效益分析
改善前 改善後
空調負荷耗電量 637kw 536kw
節能效益 16%
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