2012年5月13日 星期日

先把流量及熱負載平衡好,再來談節能

冰水系統因為面對的熱負載並不一定精準,所以常常有設計過大的情形發生,也就是說在計算熱負載的時候因為抓錯了,所以系統建置完後,真正跑起來跟設計值差很多.

舉例而言,原本一個系統的設計熱負載是1000RT,選了3台500RT的主機,尖峰的時候開2台備一台,冬天的時候則只開一台,但是實際上跑起來夏天最高負載只有600RT,冬天的時候甚至低到150RT,那麼即使在夏天,系統的負載也只有6成,而冬天的時候熱負載只有主機的3成.

熱負載的計算是流量乘以溫差,所以如果冬天的時候熱負載只有3成,那麼因為低負載的關係,用變頻將水量跟風量降下來,可是問題是這麼低的負載並不能將流量或風量降到3成,主要是因為主機的流量或是水塔的風量都有揚程跟靜壓的關係,如果主機的流量或水塔風量降到設計值的3成,主機大概一定會跳機,因為即使是負載這麼低,熱交換器的部分還是保持一個最低的流量設計值,這個可以從型錄或操作手冊上看到.

也因此,把冷卻泵跟風車裝上變頻,就算在低負載的狀況下,變頻頂多就是降到40HZ左右,再低的話可能就跳機了,所以說,換一個角度看,有低負載發生的狀況,應該是開一套小台的來應付這種狀況,而不是只是在流量及風量上做文章.因為流量及風量一變,溫差及焓差就變大,換句話講,主機的高壓升高是必然,因為主機的揚程變大了,省了泵浦跟風車的電,但是主機卻是多耗電的.一個增加一個減少,是非常有可能得不償失的.

當然,如果說驗證的標準是裝上變頻器的設備的省電率跟沒裝之前比較,那麼隨便一定是比較低,譬如說原本是50HP的泵浦,然後裝上變頻器後去跟沒裝的比較,想當然一定比較低,但是流量的減少對整個熱負荷的變化不去看,有可能就是單一設備的電是省了,但是整體的電卻沒有下來.

那麼在上述設計過大的情況下,應該是直接弄一套小的系統,小主機自然就是跑小泵浦,小水塔,而原本過大的系統拿來應用在尖峰負載使用,譬如說有一台200RT的主機,200RT配的泵浦差不多就是15HP而已,這樣搭配起來,會比純粹把現有的系統裝上變頻器來的好,省的更多,操作起來也會更穩定.

設計過大的系統很常見,所以系統改善之前應該是把平常實際的負載數據拿出來研究一下,先更正設計過大的問題,因為以上述的那個現象來講,一台500RT的主機去跑150RT的負載本身就非常不經濟,而且變頻的流量是有最低值的限制,怎麼看都不應該是直接裝上變頻器了事.

而且直接裝變頻器還有一個問題,那就是設備的稼動率,如果系統最多只要2套設備來跑,那麼多裝的設備根本派不上用場,也就是說有裝變頻器的設備要拼命跑,如果現場的系統頂多一年裡面就是跑個半年,其他的時間都在休息,那麼因為運作時間的關係,節能功效立刻少一半,回收期就多一倍長.

因此,假設弄節能就是把沒裝變頻的設備裝上變頻器,那業主自己買來裝都可以,根本不需要什麼複雜的規劃跟控制,但是如果是從系統流量跟熱平衡的觀念來看,裝變頻器有可能可以解決一些系統過大的問題並進而節省能源,但是沒辦法最佳化,因為裝變頻器我認為並不能完全解決系統設計過大的問題,頂多就是一小部分而已,所以說,有些系統改善很好玩,整個系統的改善就是幾%,但是單一設備的節能率卻是幾成,中間的關鍵點就是在流量跟熱負載的平衡,所以單一設備省下來電看起來可觀,整個系統的改善卻不多.

熱平衡跟流量的平衡需要許多數據來佐證,還要一些現場的測試才能獲得,尤其是在大的系統裡面,流量的變化是很複雜的,前一陣子去測的系統跟之前的一些經驗,流量的變化都不會是固定不變的,也就是說,輕率的裝上變頻不見得可以解決流量平衡跟熱平衡的問題,而這兩個工作沒搞好,系統是有可能越搞越糟的.

所以說,設計過大的問題要先解決,然後再在應該裝變頻的地方裝上變頻器,這樣子才可以省的最多,回收期最短,錢花的才算有意義.