調降一次冰水流量與增設變頻控制

2017/12/8 上午 09:25:23
案例名稱

調降一次冰水流量與增設變頻控制
行業別

各生產與非生產性質行業
設備別

空調系統
現況說明

1.現有冰水機螺旋式100RT×1台、300RT×2台，離心式700RT×1台，共4台冰水機。其中100RT×1台與300RT×2台為備用冰機，目前使用離心式700RT冰機運轉。冰水用途為廠辦空調、製程冷卻、製程空調、乾盤管等，製程供水溫度為20&25℃，潔淨室與一般空調供水溫度為7℃。冰水泵與冷卻水泵均未設變頻控制。

2.於夏月從現場觀察冰機出回水溫差太小，冰水出口溫度/回水溫度為7.6℃/10.8℃，溫差為3.2℃，冰水泵為75hp。
改善措施

1.於夏月滿載運轉時，700RT冰機出回水溫差太小(7/20, 3.2℃, 7.6℃/10.8℃)，建議降低冰水流量，加大出回水溫差至5℃，除可減少水泵耗能，亦可提高冰機效率而減少用電。一般滿載運轉狀況下，冰機冰水流量應為10LPM/RT。

2.700RT冰水泵增設變頻器控制。

3.依pump相似定律特性kW1/kW2 = (Q1/Q2)3 = (Hz1/Hz2)3 (pump耗電量與流量or頻率之3次方成正比)。

耗電固定h=mCpdT；溫差加大，則流量降低=> Q1/Q2 = DT2/DT1   水量可節省5/3.2 = 1.5625倍

所以溫差加大pump理論耗電量為kW2 = kW1 / (DT2/DT1)3 = 75 × 0.746 / (5/3.2)3 = 14.7kW

可節省[1－14.7 / (75 × 0.746)] × 100% = 73.79%，但考量變頻實際效率應至少可節省40%的耗電量。
預計效益

1.預期改善效益：

    針對上述改善建議，增加700RT冰機出回水溫差與增設冰水泵變頻器，改善後可減少耗電損失估計：

    生產作業時間24hr/day，年工作日數以365D/year計算：

    平均電價2.0元/kWh計算：

    增設冰水變頻器及加大冰水出回水溫差一年可節省電力為：

    75hp × 0.746 × 0.4 × 24hr/D × 365D/year = 196,049kWh/year

    一年可節省電費＝ 196,049kWh/年 × 2.0元/kWh = 392,098元/年

2.減碳效益：

    推估改善後每年可減少溫室氣體排放約124.7公噸CO2e：

    196,049kWh/年 × 0.636kgCO2e/kWh ÷ 1,000 ＝ 124.7CO2e/年

3.投資費用及回收年限：

    投資費用：增設冰水變頻器及加大冰水出回水溫差，含安裝費約需60萬元。(實際以廠商報價為主)

    回收年限：約1.53年
注意事項

變頻變水量控制應注意於頻率調降後，水泵之揚程是否足夠供應所需之水量。
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