2012年1月10日 星期二

冰水流量分析及壓降

上圖是一次二次側冰水系統的流程圖,假設有一台500RT的主機,樓層總共5樓,每層樓配置100RT的冷凍能力,所以總共有10台空調箱.當然,這十台空調箱也可以化成一般的送風機模式存在.

整個系統裏面有一台主機,兩台泵浦,泵浦一次側因為揚程較小,所以選15HP,二次側因為要克服較多的管路及空調箱盤管的壓降,所以揚程選15米,前後端泵浦的揚程兩者合計25米.

空調箱的壓降選機是0.7KG,其他的管路,閥及彎頭的壓降,兩者合計15米.
這些揚程的估計只是經驗值,確實的數據必須由現場的狀況及實際的選機而定.

用IV來表示冰水進水閥,OV表示出水閥,BV表示幹管上的平衡閥.

系統蓋好的時候,要可以應付最尖峰的的冷凍需求,按照NPLV的定義,系統滿載大概只會佔1%,的運轉時間,將近8成的時間會在50%~75%之間運轉,實際狀況下也會非常接近這樣的數據.

以這張圖來說,假設主機的進出水溫差是3.4度C,那麼可以說這個系統的負載是68%,也就是說設計冷凍量的68%.

現場的負載是以滿足想要的溫濕度條件而定.當建築物的面積很大的時候,每一台空調箱或是送風機的必須負荷的條件不會一樣,所以說,每一台所需要的流量不同,對於現場送水的泵浦來講,使用變頻器將馬達的轉速降低可以節省相當大的電力.

以這個圖來講,流量降為設計量的68%,所以使用的馬力降為7.86HP,揚程變成6.93米,換句話講,整個冷凍量降為設計量的68%,泵浦來講可以節省將近一半,這也是大部份冰水系統的標準設計.

主機的部份耗電要看相對條件,不見得就是馬達額定電流的68%,有可能高或低,這中間牽扯到冷卻水溫的高低,趨近溫度的多寡,冷煤的量,主機部份負載時本身的機械效率.

空調箱的部份,由於各樓層的負載不一樣,所以壓降,流量都不同.表上的各個樓層,流量及空調箱的壓降,應該都是以現場的數據為準,上述的數據只是推斷值.

當一個管路用久的時候,裏面的流量會產生微妙的變化,道理很簡單,計畫趕不上變化,天要下雨,人要倒楣完全是不可預知的,當業界利潤已經被壓縮到幾% 內,代表任何外界環境的變化只要超過這個變動,那就是要虧錢了.

所以,當現場有幾百個變數,不能符合節能設計的狀況,事實上就是在侵蝕著業主的利潤,因為無形似有形,有形又無形.現場的表頭(看數據的東西)如果不精準,很難察覺這麼精細的變化,只要不抖就很好了,那種10%20%的變化沒有慧根的人是看不出來的.也就是說能源變化一般人是很難去知道他的變化對大局的重要性的.

也因此,流量對系統效率的重要性從來沒有人討論,不冷就是加負載,而事實上,舉個簡單例子說明
,自來水管路末端的用戶在尖峰時段,有時候水量不夠就是整體輸配管路互動的影響,要全部都能達到該有的壓力和流量,管路不改的狀況下就是多加泵浦多耗電而已.


上圖是管路加入必須有的化學藥劑,他的主成分是抗垢,防蝕,殺菌的成分,也就是說防止管路因為氧化作用增加了多餘的管路阻力,進而降低管路整體的摩擦阻抗.

當藥劑加入,不生鏽的管路進一步的降低的管路的阻抗,因此,整個熱交換器的效率變高了,系統就省電了.

節能減碳絕對不是用喊的,要的是對基本原理跟科學理論的驗證,我常常認為,時間是最難掌握的變數,很簡單原理經過時間的考驗,跟設計面是會差非常多的.

外在的環境(地球的變化)是無法控制和掌握的,習慣和歷史的認知更難改變人們的前進方向,但是人很多的作為總是站在自以為是的方向去前進,如果理論是完美的的,那麼台塑不會連續發生大火,結果原因都是因為管路問題.

潤水精的發明是follow genuine,也就是老外先做,然後破解並創新,你家的包子跟我家的包子都是麵粉做的,但是工序不一樣,做出來都是包子,要不要買單由市場決定.

很多人都想把事情做到完美,但完美兩個字應該是藝術跟哲學跟感情的領域,人類無知並且自大,能做道自然定律的幾十%就很好了.完美應該是符合市場定律並且符合上述條件才行.

此系統的訴求是保持系統原有的效率,(跟日本產品比),多餘的紅利是系統可以增加2~3%的效率,
增進社會的福祉,讓發明者,業主雙贏.

創新者的挑戰是站在人性的對立面,失敗是必須面對的過程,也就是說,你可以什麼都不做,得過且過,但是創新就是打破市場定律,雖然艱苦但是卻甘之若飴.

分配在很多的領域一向是難題,流量的分配有很多的機會可以節能,並且,我們可以提供非常公平的評估方法和工具,該有的公式和系統驗證,提醒一句話,無膽者莫試.