案例說明
該廠採用5℃與9℃雙冰水離心式冰水主機,也是業界常用節能方法;5℃為系統需求最低溫度,在不影響clean room 環境溫溼度下,將5℃冰水主機出水溫度提升至5.5℃,提升冰水主機性能係數(COP) ,並減少R-123冷媒壓縮熱產生。冰水水質加藥控制,降低主機蒸發器趨近溫度,提昇主機熱交換效率,降低壓縮功,以達到節能之目的。
設計理念或改善流程
該廠改善方法如下:
說明:
1.1依設備廠商提供之資料 5ºC冰機效能= 0.6 kW/RT
1.2實際5℃冰水出水溫度,冰水主機效能達0.597 kW/RT(年平均)
1.3實際5.5℃冰水出水溫度,冰水主機效能達0.567 kW/RT
計算:
將冰水出水溫度調至5.5℃,
1.主機耗電率由原本0.597 kW/RT降至0.579 kW/RT
2.每公斤冷媒的壓縮熱減少3.1%
3.性能係數(COP)增加3.4%
約可節省3,605 MWh /年之電量,節省運轉成本5,407仟元/年
原理說明(flow chart):
蒸發溫度T1所構成冷凍循環A-B-C-D
蒸發溫度T2所構成冷凍循環A- B'- C'- D'
其中T1<T2
ha、hc、hc'、hd'、hd分別為A、C、C'、D'、D狀態時之焓值
A-B'、A-B為等焓過程,
所以A、B、B'焓值相同
對於A-B-C-D(T1)循環,
對於A-B'-C'-D' (T2)循環,
目前該廠有12台5℃冰水主機,總冷凍噸數為21960RT,冷煤為R-123系統,
冷凝溫度:34℃,冷凝器之冷凝壓力:126.1kPa
蒸發溫度:5℃,5.5℃ 蒸發器之蒸發壓力:40.9kPa,41.7kPa
查表得知:
ha=234.4kJ/kg=hb=hb'
hc(5℃)=384.5kJ/kg,hc'(5.5℃)=384.8kJ/kg
假設為等商壓縮,Sv(5℃)=1.6632KJ/kg•K,Sv(5.5℃)=1.6631KJ/kg•K
hd=410 kJ/kg,hd'=409 kJ/kg
蒸發溫度5℃時,
qe=hc-ha=(384.5-234.4)kJ/kg=150.1kJ/kg
w=hd-hc=(410-384.5)kJ/kg=25.5 kJ/kg
qc=hd-ha=(410-234.4)kJ/kg=175.6 kJ/k
13,117.2kW/21960RT=0.597 kW/RT→8760hr×13,117.2=114,906,672kW•hr
114,906,672kW•hr×1.5(NT)=172,360,008NT
蒸發溫度5.5℃時,
qe=hc'-ha=(384.8-234.4)kJ/kg=150.4 kJ/kg
w=hd'-hc'=(409.5-384.8)kJ/kg=24.7 kJ/kg
qc=hd'-ha=(409.5-234.4)kJ/kg=175.1 kJ/kg