案例說明
該廠在不影響熱回收供應溫度下,將水塔切分為雙溫冷卻水控制,將5℃冰水主機冷卻水溫度由28℃降低至24℃於非夏季時間,而P3冰水主機效率提升10%,P4冰水主機效率提升15%。
設計理念或改善流程
該廠改善狀況如下:
1)P3 5ºC離心式冰水主機(28ºC v.s 24ºC)平均效能差=0.06 kW/RT。
P4 5ºC離心式冰水主機(28ºC v.s 24ºC)平均效能差=0.08 kW/RT。
(依P3設備廠商提供之資料5ºC冰機於冷卻水溫度28ºC的效能= 0.604 kW/RT。
5ºC冰機於冷卻水溫度24ºC的效能= 0.544 kW/RT)。
(依P4設備廠商提供之資料5ºC冰機於冷卻水溫度28ºC的效能= 0.545 kW/RT。
5ºC冰機於冷卻水溫度24ºC的效能= 0.460 kW/RT)。
2)P3 5ºC冰機平均供應量為 : 5,073 RT. P4 5ºC冰機平均供應量為 : 2,902 RT。
(依211.3~2011.12之供應冰水量平均所得)。
3)計算:
P3 5ºC冰機冷卻水溫度改為24ºC每年可省之電量:
5,073(RT)*24(hr/day)*200(day/year)*0.06( kW/RT)= 1,461 MWh /年。
P4 5ºC冰機冷卻水溫度改為24ºC每年可省之電量:
2,902(RT)*24(hr/day)*200(day/year)*0.08( kW/RT)= 1,114 MWh /年。
1,461 MWh /年+1,114 MWh /年=2,575 MWh/年。
4) 原理說明(flow chart):
降低冷卻水出水溫度,提昇5℃冰水主機運轉效率,減少壓縮機負載以達到節能之目的。
由圖一之Mollier Chart可知,冷凍循環A’—B’— C—D’ ,其壓縮功為hd’-hc,當冷卻水溫提高時,其冷凍循環A—B— C—D ,其壓縮功為hd-hc,查表可算出每降低1℃冷卻水溫度,平均約可節省3~4%冰機之運轉效率,如圖二所示。
該廠P34冷卻水系統控制方式從Y2010年之固定冷卻水出水溫度控制,如圖三所示,但溫度控制過去需考量熱回收溫度,而冷卻水溫僅能於27℃以上,缺點是非熱回收(5℃)系統較為耗電,此次將冷卻水溫分兩種溫度控制,如圖四所示,增加一控制程式for降低5℃冰機冷卻水溫度,明顯提昇主機效率。因為冰水主機有其額定冷凝壓力之運轉條件,此控制方式運用於夏季(6~10月)可明顯提高冰機之運轉效率,而在秋冬季節而言,冷卻水出水溫度則偏低,需關閉主機以為因應,避免主機因高壓無法建立,產生異狀。以該廠P34而言,Y2010及Y2011冷卻水出水約相差4℃,對於冰機而言,可節省約10~15%之運轉電力,即節省2,575 MWh/年,節省電費約 : 2,575 MWh x 2.3元/kWh =5,923 仟元/年。
5) 實體說明(圖面):
冷卻水風扇變頻器,如圖五及圖六所示: