案例說明
一、改變 典藏庫房恆溫恆濕系統、熱泵熱源提供之來源,由自典藏空間空調系統取熱改由全館空調系統取熱,於全館空調冰水總回水側增設管路引接連通至典藏庫房熱泵取熱,取熱後之熱泵熱量足夠,取代高耗能之電熱鍋爐節省用電。 二、熱泵熱源足夠,典藏庫房恆溫恆濕系統冷凍機組也運轉穩定,不受熱泵影響啟停頻繁節省用電。不僅典藏庫房加熱除 濕 效果佳效率高,典藏庫房溫控濕控穩定持續展件保存效果良好。 三、典藏庫房熱泵取熱來自於全館空調冰水總回水,直接降低冰水總回水溫度,進而減少全館空調冰水主機做功,降低全館空調運轉電力。
設計理念或改善流程
改善前
一、典藏庫房(728平方公尺)為維持全年24小時恆溫(22度)恆濕(50%)空間,配置提供冷源(冷凍空調)及熱源(熱泵及電熱鍋爐)設備設施,以維持系統恆溫恆濕,惟系統運轉時冷熱源互相競逐造成能源浪費情形。
二、其次,因典藏庫房冷凍系統冰水回水之熱源載熱不足,無法滿足熱泵於恆溫恆濕過程加熱除濕所需熱量,本來備援之電熱鍋爐(用電量為熱泵3 倍)遂成為主要提供熱源設備,造成加熱除濕過程用電量遽增。
三、另外,熱泵取熱於同系統冷凍機組冰水回水熱源,因熱泵所需熱量遠高於冰水回水所能提供之熱量,造成冰水回到系統之回水溫度過低,冷凍機組感測冰水回水回授信號(溫度),依信號(溫度)判別先是降載,最後卸載。卸載後冰水於負載端帶出之熱量,在無冷凍機組冷媒取熱冷卻狀況下,冰水快速提升溫度再次啟動冷凍機組運轉,如此反覆卸載啟動不僅造成冷凍機組用電量劇增,也加速設備損耗。
圖109-F03-108-AC06-1典藏庫房恆溫恆濕空調改善前示意圖
改善流程
一、本館現況全館空調系統與典藏庫房恆溫恆濕系統為兩個獨立系統,且全館空調系統運轉於負載端移除之熱量遠高於典藏庫房恆溫恆濕系統所移除之熱量,即使是閉館或休館期間,尚有電腦資訊機房(94M2)、高壓變電室(304M2)及中央控制室(50M2)等空調需求,經1年來之觀察,即使冬天寒流來襲,熱泵取熱亦無虞,穩定供應典藏空間再熱需求。先予說明。
二、因典藏庫房恆溫恆濕系統冷凍機組之冰水於負載端移除之熱量不足以提供熱泵所需,故以全館空調系統冷凍機組之冰水回水引接至典藏庫房恆溫恆濕系統熱泵提供熱源,再將供熱後之冰水回送全館空調系統。
改善後
一、典藏庫房除濕過程之設備熱泵所需熱量由原來同系統(恆溫恆濕系統)冷凍機組冰水回水提供,改由全館空調系統冷凍機組冰水回水提供;爰此,典藏庫房熱泵熱量足夠,不須使用備援電熱鍋爐加熱節省電力。
二、另外典藏庫房空調機組回水溫度不受熱泵取熱影響,排除回水溫度過低啟停頻繁,冷凍機組穩定運轉節省電力。
三、典藏庫房熱泵取熱來自於全館空調冰水回水,直接降低冰水回水溫度,進而減少全館空調冰水主機做功,降低全館空調冷凍機組運轉電力。
圖109-F03-108-AC06-2典藏庫房恆溫恆濕空調改善後示意圖
一、本館典藏庫房自108年2月改善完成,108年3月至109年2月(共1年)用電量與去年同期比較,1年平均降低37.6%,節省電力316,038度,可抑低CO2之排放量160.86公噸。
二、典藏庫房用電設備除恆溫恆濕系統外,尚有照明設備、負30度極低溫冷藏庫房、負80度極低溫冷藏櫃及其他用電設備。本次恆溫恆濕系統若以最近半年計算,平均節省電力達40%以上;若單以恆溫恆濕系統(扣除照明、冷藏設備用電)節省之電力計算,將達50%以上用電量。
三、且不計全館空調系統因冰水總回水溫降所帶來的冰水主機減少做功節省用電量,僅以典藏庫房節電計算所能節省之電費,以最近3年全館用電量與電費計算,平均每度電費為3元,本案1年約可節省電費948,114元。
改善投入金額:20仟元(包含4英吋B級鍍鋅鋼管、管配件、保溫、吊掛、支撐固定及工資等)。1年節省電費948.11仟元
回收年限:20 / 948.11 = 0.02年(立即回收)