標竿案例
冰水系統節能運轉最佳化
3878
冰水系統
洗滌塔
最佳化
節能
101年度
案例編號:101-AC-001 | 行業別:電子零組件製造業 | 技術別:空調系統(AC)
節省電力
15,523
(千度)
能源節約量
1,483
(公秉油當量/年)
減碳量
8,600
(公噸/年)
節省費用
33,868 仟元/年
投資金額
4,208 仟元/年
回收年限
0.1

案例說明

該廠的空調系統佔廠務系統最大之耗能,其中又以冰水系統之耗能為大宗,依據現有運轉之狀況檢討,於98~100年間分階段實施,主要措施有下列十項 : 1. 水系統壓差調降(5℃、9℃、HW、WW)(滿足系統末端使用需求,調降進出水壓差)。 2. 二次冰水Pump 運作模式節能。 3. 冰水主機冰水出水溫度調整5→7℃,9→10.5℃。 4. 切換RO H/E冬季模式,降低水溫設定點(23→22.5),以降低polisher冰水負載。 5. 調降LSR熱交換器控制溫差由5℃調降為3℃,以降低冰水負載。 6. 冰水系統機組運轉最節能模式監控。 7. 冬季關閉1~2冷卻水塔。 8. 冷卻水塔出水溫度設定最佳化調整。 9. 冷卻水塔出水溫度控制修改成原廠性能曲線方程式。

設計理念或改善流程

該廠之改善方式及理念:

執行理念:以品質為基準滿足運轉需求為底限,進行下列三階段調整:

98(第一階段)

將設計值與現有運轉需求值進行比對,滿足現有實際需求為基準,進行各次系統運轉Spec調整(進出水壓差、控制溫度)

 1. 水系統壓差調降(5℃、9℃、HWWW)

     a. 原始建廠設計供應壓差為1.5bar,因應實際管路與設備需求壓差進行調 

     降測試,壓差調降後可節省各系統二次泵浦運轉電能。

     b. 每次逐步調降0.1bar,並觀察及確認各系統供應負載設備運作正常。

     c. 實際調降壓差; 9℃降至1.1bar5/HW/WW降至1.0bar

 2. 二次冰水Pump 運作模式節能:

     a. 9℃二次冰水Pump傳統運作模式依負載需求開啟足量台數Pump運作, Pump與馬  達亦於高流量/高耗能區運作。

     b.9℃二次冰水Pump全台數(6)運轉,將各台Pump流量降低,並節省馬達運轉電能。

 3. 冰水主機冰水出水溫度調整57,910.5℃:

     冰水主機出水溫度調整視各系統供應負載設備運作正常下進行,每次逐步調升0.1℃,並觀察及確認各系統供應負載設備是否運作正常。

 4. 切換RO H/E冬季模式,降低水溫設定點(2322.5),以降低polisher冰水負載:

 

5. 調降LSR熱交換器控制溫差由5℃調降為3℃,以降低冰水負載:

 

99(第二階段)

依據各設備系統運轉裕度及運轉設備特性,進行最佳化運轉改善。

 6. 冰水系統機組運轉最節能模式監控:

    透過電腦動態分析冰機運轉耗電,以電腦模擬相同冷凍噸下,冰機及冷卻水塔不同機 組耗電量作比較,選出耗電最低操作模式。

 

7. 冬季關閉1~2冷卻水塔:

   冬季(12~3)時將冷卻水塔進行減量運轉,將冷卻水塔個別停機並切斷進入該水塔側 的冷卻水,增加其他水塔進水量使散水面積增加,減少bypass量,提升水塔的自然散熱效果,在相似的外氣條件與冰水系統耗電量下作比較。

 8. 冷卻水塔出水溫度設定最佳化調整:

   冷卻水溫依照原廠冷卻水塔選機標準,以進入冷卻水塔的流量百分比性能曲線來作濕
  球
控制,冷卻水塔會依照外氣濕球的不同調整設定值,作為控制變頻器的加、減載,
  節省
FAN的能源,若流量百分比性能曲線選用錯誤則影響系統運轉效率設定值
    SP
32-性能曲線斜率M(29-外氣濕球溫度WB)


     a. 實際量測冷卻水塔入水總流量,比對運轉設計總入水流量,確認設計值

     準確性。

   b. 算冰機運轉台數與CT運轉台數的流量比值,找出相對應的CT流量百

     分比曲線,在外氣條件與冰水出水溫度相同的情況下,以70%流量曲線

     為基準,再套用不同的百分比曲線進行測試並比較出最低耗電量。

     c. 依據測試結果,推算出最低耗電量對應之流量百分比制定CH/CT運轉台

     數對照表,找 CT運轉啟停機的規則。

100(第三階段)

   將冷卻水塔出水溫度控制模式由人力勾選修改成全自動控制,完成冷卻水

   塔出水溫度控制完美最佳化。

 9. 冷卻水塔出水溫度控制修改成原廠性能曲線方程式:

     原冷卻水塔出水控制模式為以不同流量下(100%,90%,80%,70%,60%)之性能曲線控制,此模式須由值班人員計算流量百分比,並於監控系統勾選不同流量之性能曲線,進行出水溫控制。但因無法隨時因應日夜及季節氣候變化,造成實際性能與所選擇之控制區線有誤差,導致變頻器經常加載至60Hz造成耗能,故進行控制模式程式修改。

    a.設備原廠提供適用於該廠水塔之性能曲線方程式, 出水溫度可經由輸入溼 球溫度,水  溫差及水流量 三組參數計算出。以此方式進行水塔控制模式程式修改,取代原需人力勾選性能曲線之控制模式。

     b.程式修改完成後,進行耗能測試, 兩種模式各測試約7天,期間不進行設備切換或節能操作。再選擇兩種模式在冷凍噸及外氣焓值接近期間,
    進行相關設備及水塔之耗能比較。

 


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