[实用新型]冰水主机空调系统专用之自动监测装置

说明书

本实用新型一种冰水主机空调系统专用之自动监测装置，属于空调系统自监测装置。

现行装设于各式大型购物场所、商业大楼、大型厂房等室内中央空调系统，大部份均采用具有冰水主机之中央空调系统，如图1所示，其由一冰水机组1、一冷却水塔2、一冷却水泵3、一冰水泵4及一空调箱5所组成；其中，该冰水机组1包含一冷凝器11、一压缩机12及一蒸发器13，又该冷凝器11上分别接设有一冷却水进水管111及一冷却水出水管112，而该冰水器13上亦分别接设有一冰水进水管131及一冰水出水管132。于该中央空调系统中所使用的冷却水，系由冷却水塔2经冷却水泵3及冷凝器11之冷却水进水管111，流入该冷凝器11内进行热交换为温水后，再由该冷凝器11的冷却水出水管112，送回至该冷却水塔2内再循环使用；而该中央空调系统中所使用的冰水，则由冰水泵4及蒸发器13的冰水进水管131，进入该蒸发器13内进行热交换为低温的冰水后，再由该蒸发器13的冰水出水管132流出，而进入该空调箱5内之盘管51进行热交换后，由送风机52送出冷气至室内，同时被盘管51热交换后的高温冰水，则经冰水泵4回流入蒸发器13内再循环使用。

众所周知，上述冰水主机空调系统整体运转所消耗的能源电力费用相当高昂，故长久以来所有制造厂商或业者即不断地投入研发资金与时间，企求改善该冰水主机空调系统中各机组之性能，期望能达到节省电力之目标；但，目前该冰水主机空调系统真正在实际的使用运转过程中，迄今却仍旧存在有许多耗电之处是无法藉由改善各机组之性能可获得被改善或解决的，其产生的原因及缺失分述如下：

一、兹配合图1所示并先就系统中各机组的设计规格而言：

1.目前在预备装设冰水主机空调系统前，设计人员依据该系统设置现场所需求冷却水之流量及扬程来决定其所选配冷却水泵3的规格，但实际上提供冷却水泵3的厂家，在考虑未来运转使用以后如机械损失及管路损失等之因素下，通常会提供比实际要求的流量及扬程值较大的冷却水泵3，以避免发生提供刚好符合扬程设计值的冷却水泵3，将来会发生冷却水无法抽到达冷却水塔2高度的情形，否则其还须赔上将来重新更换新冷却水泵3的损失；换言之，实际上所有冰水主机空调系统中运转的冷却水泵3，其实测流量值必定大于设计流量值，此一事实即是造成耗电的一部份；特举下例公式可证明如下：已知冷却水泵之现有实测流量值Q1＝267m3/hr，转速N1＝1750rpm，原设计流量值Q2＝190m3/hr，则依泵相似定律公式Q1/Q2＝N1/N2，可算出该冷却水泵实际上相应所需之转速N2＝(1750×190)÷267＝1245rpm即可够用，则其实际运转的转速(N2)1750rpm显然太多，另已知冷却水泵之轴马力BHP1＝45kw，再依泵相似定律公式BHP1/BHP2＝N13/N23，可算出该冷却水泵真正所需要的轴马力BHP2＝(45×12453)÷17503＝16.2kw，故两者相比后可节省做功之马力＝BHP1-BHP2＝45-16.2＝28.8kw(每单位小时)。由上述算例得知，倘若人们能采用加装变频器来做控制冷却水泵之转速，于调慢该冷却水泵之转速至与原设计流量值相同之转速时，即可达到省电的效果。

2.该运转于冰水主机空调系统中之冰水泵4，除了与上述冷却水泵3存在着相同问题之外，还常发生室内冷房温度已到达设定值(例如25℃)，却仍然打出相同之冰水温度(例如7℃)的冰水，不仅冰水泵4自己多耗电又容易使蒸发器13的冰水进水温度过低，反而导致蒸发器13之蒸发温度降低，将使得压缩机12做功增加而更为耗电，故如何在冰水进水温度过低时，对该冰水泵4之转速做出适时的调慢，以减少冰水循环量，则可降低压缩机12之作功，才是能达到省电的效果。

3.一般启动冰水主机空调系统运转后，在达到所设定之室内温度值时，其保持室内冷房所需的冰水流量，不再需要与刚启动时的冰水流量相同即可达成维持该所设定之室内温度，但当该室内温度随着人员进出数量变化而上升时，则其冰水流量就得随着再度增加，以营业中的大型购物场所为例，其场内空间的人数流动变化量极快，前十分钟与后十分钟的人数差异可能自数十人至百人以上，但整个冰水机组1所输出的冷气量，却无法做出及时相对应的配合输出量，常常在人数多时所提供的冷气量与人数变少时是相同的量，如此之情况反而是耗电的；因此，如能通过即时的监测得知该室内空间温度的变化，并立即调整冰水主机空调系统中各机组的操作条件，使之符合相对应之冷气需求量时，就可达到省电的效果。