VWV 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析

第一節 第一節

第一節 VWV 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析 變流量系統節能設計概念與應用特性分析

本章進行空調系統 VRF 與 VWV 兩項節能策略，提出其設計概念及應用上之特性，

進行優缺點上的比較。

一般中央空調系統占整體建築耗能約 40% ~ 60%，由於中央空調系統設計之初，是 依照系統滿載情況下設計。故造成多數空調系統長時間運行低於負載 50%以下，最高也 不超過 70%，相當耗費能源。目前中央空調系統係以水來做為室內負載熱量傳遞之媒介，

然而，基於上述之情況下，造成定頻水泵無法依照負載變動進行供應水量變化。再加上 起初負載計算過大，水管路阻力設計過於保守，導致水泵選配流量過大、揚程過高之情 況產生。此種情況會在中央空調系統內部，產生大流量、小溫差情況之問題。

VWV 系統為改變水泵浦運轉頻率，以達到節約能源的耗損。此種改變水泵頻率之 節能手法細分為一次側變流量(Variable Primary Flow chilled water, 簡稱 VPF)及二次側流 量(Variable Water Volume system, 簡稱 VWV)，此兩種最大差異在於變頻水泵設計位置及 系統複雜度。

本文針對 VWV 系統進行研究，其中 VWV 系統工作原理為：係將定頻二次側冰水 泵浦更改為變頻控制，更換空調箱既設之三通閥件(旁通元件)為電磁式二通閥(如圖 2-1 所示)。經由室內溫度設定或溫度感測元件調整二通閥開度，用以控制進入冷卻盤管水量。

最後利用差壓感測元件感應負載測最末端水管路壓力變化，以達調整二次變頻水泵運轉 頻率之關鍵。當負載端空調需求降低，間接影響末端冰水管之進回水之壓差。此時差壓 感測元件接收訊號回傳至變頻控制器，告知目前空調供應冷房溫度，已趨近負載端需求 設定值，並經由變頻控制系統降低冰水泵運轉頻率，以減少供應之冰水量。

圖 圖 圖

圖 2-1 VWV 空調系統圖 空調系統圖 空調系統圖 空調系統圖

當空調製冷需求為全載時，二次側變頻水泵皆以設備設定之最高轉速運轉，將一次 測所供應之 7℃冰水全部供應於負載側。但是若系統製冷需求降低時，則二次側變頻水泵 轉速降低。並指引入部份一次側所提供之冰水，另一部份則利用旁通管，使其導回 12℃

之回水側，並與之混合。此時若冰水主機感測回水端溫度降低，為了確保冰水主機出口 端供應 7℃之冰水。冰水主機會以適度性的進行卸載動作，或是搭配台數控制策略，進行 主機降載動作，而達到整體節能效果。

其 VWV 變流量系統之控制方法又分為：(1)回水溫度控制。(2)供回水溫差控制。(3) 供回水差壓控制，其中供回水差壓控制又分為定差壓與變差壓控制。

一般中大型以上之空調系統節能策略，皆採用變流量(VWV)系統居多。首先在變頻 水泵設計上須考慮：(1)變頻水泵浦揚程較額定揚程大 30%。(2)全年大部分時間，供回水 溫壓在 2 ~ 3℃以下。(3)冷熱水泵沒有分設。其次 VWV 系統特性在於共通管上之水流變 化：(1)當一次側冰水流量大於二次側冰水流量時，一次側多餘冰水會經由共通管流回冰 水主機。(2)當一次/二次側冰水流量相等時，共通管內部則無冰水通過。(3)當一次側冰水 量小於二次側時，二次側冰水自回水側流經共通管回負載端。

最後藉由以下敘述 VWV 系統於實際應用上，所具備之優點：(1)將二次側水泵使用 變頻系統控制，可降低系統之能源消耗。(2)一次側水泵只需克服一次迴路所造成之壓降，

二次側水泵則可獨立與一次迴路運轉，其所需揚程等與負載端設計值之總和，並可依負 載變化，調整水泵運轉頻率及流量。(3)設計及控制簡單，具可擴充系統之彈性。