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技術別節能措施

冷卻水塔風扇增設變頻控制

  • 發佈日期:2016-05-06
  • 資料來源:服務業節能服務網
  • 點閱次數:13320
行業別
全部
設備別
空調系統
現況說明
  • 目前中央空調系統散熱端使用方型良機冷卻水塔6組,每組散熱能力為175RT(風車10hp);夏月開啟5~6台風車,非夏月時開啟3~4部風車冷卻水管路併聯散熱,配合冰水機運轉方式開啟,風車採溫度控制。
  • 空調使用時間約4,380hr/年,冷卻水塔耗電:10hp×4台×0.746kW/hp×4,380hr/年×0.7(平均負載率)=91,489度/年。
改善措施
  • 現場冷卻水塔冷之冷卻水管路已並聯散熱,因此將其中常用冷卻水塔風車加以變頻控制,水塔風車以變頻控制並依據冷卻水塔趨近溫度(Approach,冷卻水塔出水溫度與外氣濕球溫度之溫差,(T趨近溫度=T冷卻水塔出水溫度-T濕球溫度)適當調控風扇轉速,來共同分擔冷卻風量,如此便可降低整體冷卻水塔風車耗電。且以變頻控制,馬達啟動平緩也可延長馬達皮帶之壽命,減少維修保養費用。
  • 風扇變頻節能之原理如下圖,在風扇運轉固定於N1,如假設風扇效率在此略成一定值時,軸動力因與H、Q成比例,故其變化量只是風量減少率與靜壓之增加率之乘積部份而已。若是將節氣閘全開,而改變風扇轉速由N1降低至N2,風量由Q1至Q2。則此時Q-H特性曲線由h(N1)變至h(N2),靜壓則由H1減至H2,軸動力則為風量Q1時之(N1/N2)之三次方倍,換句話說,以變頻器控制轉速調整風量至1/2時,理論上軸動力則僅需1/2三次方,亦即只要12.5%之軸動力就夠了,實際上考慮變頻轉變效率(約5%全載損失),約需20%軸動力,由此可知其節省電力之功效。

 

風扇之Q-H特性曲線圖

預期效益
  • 依全年常時運轉之風扇馬達10hp×4台,每年運轉耗電約91,489度,裝設變頻器以外氣濕球溫度為設定值,假設全年平均負載70%,變頻器之低限值為30Hz,變頻器耗損功率比例約為6%,則每年減少耗電量約43,969度,節省電費17.4萬元。
    • 裝設變頻器後風扇馬達耗電:†4台×10hp×0.746 kW/hp×(0.7)3 ≒10.23kW。†10.23kW×(1+0.06)×4,380hr/年=47,520度/年。
    • 節省耗電:†91,489度/年-47,520度/年=43,969度/年。
    • 節省金額:†43,969度/年×3.96元/度=17.4萬元/年。
    • 節能率:43,969度/年÷91,489度/年=48%。
回收年限
  • 投資費用:變頻器含施工約25萬元(費用包含風扇馬達更換為絕緣等級較高之馬達及變頻器等相關控制配線)
  • 回收年限:25萬元÷17.4萬元/年=1.4年。