冷暖气调节机.doc

冷暖氣調節機
鄧亦翔、陳煥文、游文義、鄒政哲、葉典倫
德霖技術學院94年夜二技機械系
指導老師：藍天雄、王岱淇老師
摘要
為了維持良好的室內空氣品質，需引入適當的新鮮外氣，但是引入新鮮外氣會造成空調負荷的增加，導致能源費用增加。而在一般換氣的同時又需要排除室內等量的廢氣，此排氣相較於外氣則有更低的溫溼度，如果能將乾冷廢氣之冷能回收來作為引入外氣之預冷、除濕用，則可在耗費少量額外能源下達到將外氣溫、溼度降低之目的，如此可減少冷卻盤管之負荷，亦即是可降低空調換氣所需之能量需求。因此在引入外氣時若能做全熱換氣回收處理將是一個很值得採行的方案。
另一方面，一般空氣調節之主要功能為何：(1)增進建築物室內人員舒適感，如溼度及氣流場控制：(2)符合工業製品及加工過程之需要條件。但自1970年代能源危機的衝擊，使得設計師基於能源上的考量，把現代的大樓設計成高氣密性，以期因室內外氣體得洩漏或滲透造成的空調負荷增加量，減至最低程度。許多大樓業主為了降低能源消耗，則盡量減少空調換氣率。空調系統在此低換氣率的情況下運作，加上現代建築大量採用人工建材、室內裝潢、事務機器燈會散發出有害物質，(如：氡、甲醛、揮發性有機氣體)，以及空調設備(如：濾網、風管、水盤)所滋生的微生物或細菌等，增加了室內污染物濃度，長期下來的結果，由於室內空氣品質不佳，容易造成如病態大樓症候群(SickBuilding)、過敏或呼吸系統等毛病。此外，由於電子與生化醫學科技的發展迅速，使得其關鍵設備生產的作業環境，嚴格需要無塵無菌的空氣環境要求；同時其製程中的有機化學氣體，易於在環境中擴散，因此需要空氣淨化後之大量外氣稀釋，以避免生產污品之不良率升高，或有工作人員中毒而影響生產力。因此人們逐漸重視室內空氣品質的提昇，也就是所謂的健康空調技術，係指包含溫度、溼度與氣流控制外，特別強調空調淨化。
本研究探討降低傳統空調送風溫度之整體節能潛力與效益，在不使用儲冰系統的前提之下，提升傳統低溫送風之溫度以探討整體空調系統中各主要元件之耗能變化情況，並討論可獲得之運轉效益，稱之為最佳風溫系統

第一章緒論
由於我國的地理環境處亞熱帶，且為一海島型國家，夏季的平均氣溫超過攝氏25℃，因此，國人為求空氣條件的舒適，空調乃成為生活上不可或缺的要素。空調使用率在都市已高達93％，鄕村也達87％，空調用電量已佔夏季電力負載量30％左右，尖峰時段甚至高達40％以上，在形成供電不足及限電危機之虞，空調負載每年仍以15％迅速成長，因此空調電力為造成我國夏季電力供電吃緊之主要因素之一。
1.1動機
隨著物質生活的提昇﹐冷暖氣調節機設施在現今社會的各層領域皆被普遍的運用。舉凡學校、工廠、醫院以及各辦公大樓﹐或保持物品之新鮮﹐或創造研究之工作環境﹐乃至於最普遍之營造舒適的空間條件﹐皆無不廣泛運用冷暖氣設備之技術。冷暖氣空調之於現代人﹐已經是一不可或缺之技術﹐其運用亦無時不環繞於社會大眾身旁。舉例說明:冷氣效率是一個冰水管排5.6°C進水﹐26.7°C進風﹐11.7°C出風﹐由此可發現50%的流量就能供應80%的空調箱負荷﹐他們之間的關係為非線性﹐在80%的空調箱負荷﹐溫差必須60%高於設計溫差﹐而溫差受限於管排的出水溫度﹐無法高於近風溫度﹐如於100%時設計溫差維8.3°C或35.2KJ/L﹐80%部分負載時設計溫差為13.3C或56.2KJ/L﹐回水溫度由100%負載時的13.9°C昇至80%負載的19.8C°﹐相反的趨近值由100%負載時的12.8°C降至80%負載的7.8°C﹐必須了解200%的管排冰水流量﹐只能提供115%的管排能量﹐這種狀況溫差比設計值小40%將使其他管排無法發揮效率﹐就算是控制閥全開也一樣。冰水變流量系統如能良好的設計﹐施工、控制管理及維修﹐以達到設計溫差或甚至更高﹐將能應付負載測1%到100%的負載變化。選用適合的管排、水泵、管路系統﹐控制閥及控制系統將可達到舒適空調8.3°C至10°C溫差﹐5.6°C冰水進水溫度﹐26.7°C進風溫度﹐11.7°C離風溫度的目標。
但隨著人民生活水準提高﹐電器用品的大量使用﹐造成用電量大增﹐故如何在保持舒適的空調狀況下﹐節約能源﹐加強冷暖機應用﹐是目前小型的空調系統之研究中非常重要的一項。冷暖氣調節系統可以在空調狀態不變德情況下配合其他系統進行能量之儲存﹐如果可以精確的找出各個元件之最佳設定條件﹐便可以在享受舒適空調的同時又節省能源﹐將能源做最有效之利用。

1.2研究目的
本研究目的為利用熱流原理控制冷暖氣空調系統之性能探討。其研究方式依次如下:在冷凍系統的分析中﹐冷凍系統的部分以穩態模式分析﹐四大元件包括壓縮機、冷凝器、感溫器與加熱器等四大部分中﹐除了壓縮機和感溫器的部分是以製造商所提供的性能曲線為基礎作分