案例說明

依106年行政院「政府機關及學校節約能源行動計畫」規定，針對財產使用年限超過9年之空調設備應由空調專業人員進行評估，若效率低於經濟部能源局公告效能基準者，應予以汰換，並優先採用變頻控制中央空調主機。此項節能措施如以下幾點說明： 1.檢討老舊空調設備使用現況：因應政府節能政策，該校針對A棟大樓、B棟大樓及C棟大樓三棟大樓中央空調主機使用年限進行評估，A棟大樓及B棟大樓使用年限超過15年，C棟大樓使用年限為35年，均已超過9年之汰換建議年限。 2.委由專業人員進行經整體效能評估規劃：三棟大樓共更新3台中央空調主機，並汰換冰水泵、冷卻水塔、備用泵等空調周邊設備，將提高能源使用效率，持續改善能源績效，以降低空調主機耗電量。 3.有效運用機房空間：依照空調需求，減少空調設備數量，將原先舊主機使用空間重新規劃，以提升機房空間活化之效能。

設計理念或改善流程

為有效改善節能量，設計理念在於針對具備較高能源用量設備進行審視，而空調系統耗電量通常約佔學校總用電50~55%，選用高效率冰水主機，其平均節約能源效率將可達20%以上，因此，空調系統節能改善將是推動節約能源最重要步驟之一，若妥善規劃及改善設備將是快速提高節能率之方法。
本案規劃準則在於首先檢視各大樓空調主機使用年限及目前能效是否超過法令規定，除了主機汰換外，亦留意主機容量縮減及整併之可能性，更重要在於卸載控制策略規劃。該校針對A棟大樓(超過15年)、B棟大樓(超過15年)及C棟大樓(超過35年)，主機能效也都超過0.8kW/RT，因此進行主機汰換及最佳化工程規劃。
因A棟大樓兩台150RT主機主要供應教室使用，依據能源監控系統顯示主機容量較無縮減空間，因此在容量不變情況下，將定頻式主機改換為變頻式主機，因應教室上課數做即時控制，主機設置現場搭配變頻器做回水溫度卸載控制，上位能源監控系統則執行機群啟閉控制及輪流卸載。
B棟大樓原有四台冰水主機且容量不一，各自供應不同場域使用，顯見具有主機容量縮減及整併之可能，因此將兩台容量較小(15RT*2)且能效差的冰水主機移除，依據能源監控系統運行紀錄推算需求量，僅汰換60RT往復式冰水主機為變頻螺旋式冰水主機，並與既設80RT定頻螺旋式冰水主機搭配運轉，主機設置現場搭配變頻器做回水溫度卸載控制，上位能源監控系統則執行定頻/變頻主輔控制及與其他機群啟閉控制及輪流卸載。
C棟大樓原有具備僅1顆壓縮機之20RT往復式冰水主機且使用年限超過35年，僅供應C棟大樓使用，C棟大樓內部空氣交換大都靠此冰水主機運行且大型活動舉辦時冷氣需求量高，依據能源監控系統顯示平日使用負載量低，將其汰換為具備3顆壓縮機之渦卷式冰水主機，俾使在空調負荷較低時僅啟動1顆或2顆壓縮機運轉，減少壓縮機啟停運轉時間，冰水泵浦、冷卻水泵浦、冷卻水塔風機安裝變頻器，上位能源監控系統則執行卸載控制。
該校針對B棟大樓、C棟大樓及A棟大樓空調系統主機及周邊設備汰換改善流程如下：
1.B棟大樓
B棟大樓原中央空調系統共有4台冰水主機，CH-1 60RT與CH-4 80RT冰機供應大禮堂空調，CH-2 15RT冰機供應國際會議廳空調，CH-3 15RT冰機供應攝影棚空調，3套中央空調系統各自獨立運轉，在秋冬季節或使用空間人數少時，冰水主機經常處於低負載運轉。現將CH-2及CH-3兩套小型空調系統整併至CH-1與CH-4空調系統，並把CH-2及CH-3冰水主機及相關設備拆除，使空調機房空間變得寬敞，有良好的維護空間，也減少設備數量，降低空調設備維護費用，空調主機總容量由170RT降為140RT。空調系統整併後，空調負載集中至一套空調系統運轉供應，改善設備低負載運轉而效率不佳狀況。汰換CH-1 60RT往復式冰水主機為變頻螺旋式冰水主機，並與既設CH-4 80RT定頻螺旋式冰水主機搭配運轉，夏季空調負荷高時運轉CH-4冰水主機，春秋冬空調負荷較低時運轉CH-1變頻冰水主機，大幅減少冰水主機運轉用電。冰水泵浦、冷卻水泵浦、冷卻水塔風機安裝變頻器，並依空調負載需求調整泵浦流量與冷卻水塔風機散熱風量，進一步節省空調設備泵浦與冷卻水塔用電量，改善後現況如圖109-F01-108-AC01-1所示。
圖109-F01-108-AC01-1該校B棟大樓空調設備現況
2.C棟大樓
C棟大樓汰換1台20RT往復式冰水主機(僅1顆壓縮機)為渦卷式冰水主機，並選用3顆壓縮機機種，俾使在春秋冬空調負荷較低時僅啟動1顆或2顆壓縮機運轉，減少壓縮機啟停運轉時間，延長設備使用壽命，且供應冰水溫度較穩定，提高舒適度。並採用高能效設備。原冰水泵浦、冷卻水泵浦規格選用過大，重新規劃選用合適流量揚程設備。冰水泵浦、冷卻水泵浦、冷卻水塔風機安裝變頻器，並依空調負載需求調整泵浦流量與冷卻水塔風機散熱風量，進一步節省空調設備泵浦與冷卻水塔用電量。
3.A棟大樓
A棟大樓2台10年以上150RT定頻冰水主機更換為2台150RT變頻冰水主機。冷卻水塔汰換，提升水塔效率。
該校三棟大樓空調設備改善前預估年度用電量為832,456度，改善後用電量為437,003度，預估總計節省電量為395,453度，節約率為47.5%，以每度電費2.8元計算，一年可節省電費1,107,268元，可減少二氧化碳排放量為210.76公噸C02e/年。該校辦理B棟大樓及C棟大樓冰水主機及周邊設備更換及增設變頻設備投入經費為新臺幣412萬元，A棟大樓冰水主機及周邊設備更換投入經費為新臺幣453.3萬元，本案總計投入經費為865.3萬元。預估總計節省電量為395,453度，以每度電費2.8元計算，一年可節省電費1,107,268元，平均回收年限約為7.8年，三棟大樓節能效益如表109-F01-108-AC01-1所示。
1.節能效益
年節省用電量(144,470＋54,200＋633,786)－(103,450＋28,092＋305,461)＝395,453 kWh/年
2.節費效益
年節省電費395,453 kWh/年×2.8元/kWh=1,107,268元/年
(以電力單價2.8元/kWh計算)
3.減碳效益
395,453kWh/年 × 0.509kgCO2e/kWh ÷ 1,000t/kg ＝201.28公噸CO2e/年
(依據經濟部能源局公告108年電力排放係數0.509kg/ kWh)
4.回收年限
7.81年(8,653,000/1,107,268元/年)
表1.該校B棟大樓、C棟大樓、A棟大樓冰水主機更換後節能效益
表109-F01-108-AC01-1 三棟大樓節能效益
地點單位B棟大樓C棟大樓A棟大樓小計
節能效益kWh/年41,02026,108328,325395,453
節費效益元/年114,85673,102919,3101,107,268
減碳效益公噸
CO2e/年20.8813.28167.12201.28
該校針對B棟大樓、C棟大樓及A棟大樓空調系統主機及周邊設備改善前後用電量及節能率如圖109-F01-108-AC01-2所示，各棟樓詳細節能成效評估如下說明：
圖109-F01-108-AC01-2.該校空調設備改善前後用電量及節能率

圖109-F01-108-AC01-1該校B棟大樓空調設備現況
2.C棟大樓
C棟大樓汰換1台20RT往復式冰水主機(僅1顆壓縮機)為渦卷式冰水主機，並選用3顆壓縮機機種，俾使在春秋冬空調負荷較低時僅啟動1顆或2顆壓縮機運轉，減少壓縮機啟停運轉時間，延長設備使用壽命，且供應冰水溫度較穩定，提高舒適度。並採用高能效設備。原冰水泵浦、冷卻水泵浦規格選用過大，重新規劃選用合適流量揚程設備。冰水泵浦、冷卻水泵浦、冷卻水塔風機安裝變頻器，並依空調負載需求調整泵浦流量與冷卻水塔風機散熱風量，進一步節省空調設備泵浦與冷卻水塔用電量。
3.A棟大樓
A棟大樓2台10年以上150RT定頻冰水主機更換為2台150RT變頻冰水主機。冷卻水塔汰換，提升水塔效率。
該校三棟大樓空調設備改善前預估年度用電量為832,456度，改善後用電量為437,003度，預估總計節省電量為395,453度，節約率為47.5%，以每度電費2.8元計算，一年可節省電費1,107,268元，可減少二氧化碳排放量為210.76公噸C02e/年。該校辦理B棟大樓及C棟大樓冰水主機及周邊設備更換及增設變頻設備投入經費為新臺幣412萬元，A棟大樓冰水主機及周邊設備更換投入經費為新臺幣453.3萬元，本案總計投入經費為865.3萬元。預估總計節省電量為395,453度，以每度電費2.8元計算，一年可節省電費1,107,268元，平均回收年限約為7.8年，三棟大樓節能效益如表109-F01-108-AC01-1所示。
1.節能效益
年節省用電量(144,470＋54,200＋633,786)－(103,450＋28,092＋305,461)＝395,453 kWh/年
2.節費效益
年節省電費395,453 kWh/年×2.8元/kWh=1,107,268元/年
(以電力單價2.8元/kWh計算)
3.減碳效益
395,453kWh/年 × 0.509kgCO2e/kWh ÷ 1,000t/kg ＝201.28公噸CO2e/年
(依據經濟部能源局公告108年電力排放係數0.509kg/ kWh)
4.回收年限
7.81年(8,653,000/1,107,268元/年)
表1.該校B棟大樓、C棟大樓、A棟大樓冰水主機更換後節能效益
表109-F01-108-AC01-1 三棟大樓節能效益

地點	單位	B棟大樓	C棟大樓	A棟大樓	小計
節能效益	kWh/年	41,020	26,108	328,325	395,453
節費效益	元/年	114,856	73,102	919,310	1,107,268
減碳效益	公噸 CO2e/年	20.88	13.28	167.12	201.28

該校針對B棟大樓、C棟大樓及A棟大樓空調系統主機及周邊設備改善前後用電量及節能率如圖109-F01-108-AC01-2所示，各棟樓詳細節能成效評估如下說明：

圖109-F01-108-AC01-2.該校空調設備改善前後用電量及節能率