2013年7月28日 星期日

冷凍主機效率測試

冷凍主機的耗電佔整個系統的耗電通常都在50%以上,簡單講,假設整個系統的耗電百分比是100%,通常主機的耗電會佔到50左右,因此在整個電力消耗分布的權重上,主機都是佔最多的比例.

影響主機耗電的因素很多,主機本身設計的效率,冷卻水進出水溫度,銅管的結垢因素,水流量多寡,主機本身工作的區間,甚至本身冷媒充填量的多寡都會影響主機的效率.

前幾天去測了幾台主機,不測還好,測了以後發現當水流量足夠並且稍微增加,對主機的效率的確是有益的,為什麼這麼講?長久以來業界節能的趨勢是裝變頻器,把馬達水量,風車的風量減少,藉以降低馬達本身的耗電,因為當流量減少,馬達的耗電是以三次方比例的關係降低.

但是其中一個疑問是如果總熱負荷不變,降低了水流量對主機有什麼影響?泵浦馬達的耗電是降低了,但是主機的耗電不會變嗎?在同樣熱負荷底下,水量變少了,泵浦馬達耗電降低了,主機的耗電還會不變嗎?

這個疑問必須透過測試來證明,一般除非業主本身已經裝了完善的監控系統,不然因為熱負荷會跑來跑去,沒有測試的話根本不知道哪邊電多了而哪邊電變少了,尤其是主機,主機必須工作在不同的熱負荷區間,耗電本來就是跳來跳去,如何知道水流量是如何的影響主機的效率?而且如果主機是工作在水流量較選機水量更多的區間,主機的效率又會怎麼表現?

前幾年我去楊梅一家客戶那邊分別測了一台800噸跟500噸的主機,那個客戶的泵浦水量比起主機所需要的設計水量大概多了2成,那時候我就發現主機的效率比預期的要來的好,不過因為是純測試,測完報告交完錢領走就沒事了,要說主機效率好壞那是客戶的事,設備是誰的誰就要繳電費,測出來的數據只是給客戶參考,效率好代表主機的效能ok,效能差可就慘了,那代表可能操作有問題,設備保養有問題,工程設計有問題,選機有問題,通常人都不喜歡聽不好的答案,嘴巴講說要節能,但是一堆東西的運轉都一直變,手上又沒有足夠的工具去測量,最好是交差就好,不然又能怎麼辦?

對於業主來講,設備買了當然希望設備運轉的效率能好一點,畢竟主機的耗電真的是非常大,假設把電表裝上去,然後抓它的累計瓦時,就會看到那個數字一直往上跳,而且跳得非常快,以前幾天去測的800噸主機情形來看,一台一天的電錢大概就要2萬多塊,真的是吃電怪獸.

那麼主機測試的意義在哪裡呢?又為什麼必須做測試?其實大部分的人的觀念都還是停留在設計效率上面,也就是說由設計者或是業主決定好要買什麼設備,安裝試車完成後就開始運轉,設備會有選機表,上面會標註主機的額定效率,但是設計的效率是額定的工作條件底下測出來的,實際上現場的運轉條件根本不會是設計條件,要嘛不是高就是低,絕對不會一樣,沒有按照實際現場運轉狀況去測,到底這台主機有沒有到原廠宣稱的設計值,一直是製造廠商跟使用者之間爭論的重點.買了一台設備到底噸數夠不夠,冷媒灌的夠不夠,還有沒有空間改善?有些公司要求底下的人每年必須有幾%的節能績效,那麼主機的效率好壞因為佔的權重大,當然必然會成為關注的重點.

我不想去談公司績效管理層面的問題,因為管理的規定本身在很多層面不見得在科學層面上做得到,例如說假設一年必須減少2%的能源消耗,那麼在一切業務條件,天氣條件不變的狀況下,10年下來不就要降低2成,東西越用要越來越省電,就像要60歲的老頭跑的跟20歲一樣快,你覺得有可能嗎?但是如果公司一年業績下降2%,那麼應該績效就自然達成了.能源消耗跟產值一定是正相關,假設是負相關那就是天方夜譚了.

再用機種來分類,從小台的渦卷機到螺旋機再到離心機,離心機的效率最好,但是現在也有小台的變頻離心機,效率不會輸大台的,那是不是換之前把主機系率測一測,這樣就知道如果要換新機,新舊之間的效率會差多少,假設換的話回收時間又是多久?

原廠的主機在出廠時測試的方法是把主機送上測試台,然後用熱平衡的方式來測,通常測試的時間就是一下子,頂多測個半天一天,因為測試是很花錢的事情,以我測過的設備來講,一台800噸主機走一個月大概要7,80萬電錢,去想一件事情,假設這個測試不是拿來生產會有人付費,誰會開一台大冷氣在那邊一直走白花錢.一個月要花那麼多錢.

所以大部分的主機都是製造好就出廠,唯一測試的方法就是現場測試,掛上該有的儀器做現場測試,然後把數據撈出來做參考.因為本來現場就要用,現場測試的成本跟實驗室或是工廠測試不一樣,實驗室跟工廠的測試都是成本,而現場測試是反正都在用,花的只是測試費用,電錢不用,可以想見兩者測試的成本差多少.

那麼測試結果呢?其實做這件事是良心事業,我不相信主機做出來的效率就一定是這樣,舉個簡單例子,我們去買一部車,原廠說這部車高速公路一公升汽油可以跑10公里,可是如果你是非常會開車的人,開到1公升跑12公里也不是不可能,之前有很多的報導都是車主採用非常多極端的方法開車,一樣跑出比原廠漂亮的數字,也有車廠刻意誇大油耗數據結果被重罰,主機效率這個東西實驗室或是工廠做的跟現場跑出來的數據一定不會一樣,到現在我也不曾測過有哪個設計水量跟實際水量一樣的.

就簡單的講一個事情,主機安裝完試車的時候有哪家廠商在測流量的,根本就沒有對不對?水流量變主機效率就跟著變,現場的水流量跟工廠裡面測試的條件流量根本就不會一樣,數據不一樣才是正常,因為測試用的公式是一樣的,公式一樣運轉條件不一樣結果當然不同,假設測出來的數據跟工廠一樣那才奇怪咧.所以我對測試的結果都是抱平常心,只要儀器沒壞,測試的方法跟量測點沒錯,測試出來的結果就當作是正確的,因為測試程序上是對的.結果就沒有錯的道理.而且我不是製造廠商,不用替自己的產品做掩護,測好測壞客戶自己參考,畢竟這個世界充滿太多利害考量跟算計,噸數足不足夠不夠牽扯到商業計算,你去買了一台號稱一公升汽油可以跑20公里的車,結果無論怎麼跑最多就是8折7折,但是有人買了另外一個廠牌的另一部車,卻可以跑出比原廠宣稱的更多里程數,主機效率大概也是這個意思,因為實際運轉的時候變數真的是太多了,只能針對實際抓到的數據做判斷.

總而言之,性能測試是一個產品必須要做的工作,因為它的性能好壞最後一定會反應在電費單上,所以我常覺得說假設設備不測不量,講什麼節能減碳都是紙上談兵,正確的量測才是第一部,這個在很多節能減碳的推廣課程都有,不過就像我在很多文章講過的,量測的筆數越多,紀錄的時間越長越有代表性,量的筆數太少意義不大,因為設備的運轉狀況會變,不過這個到後來又變成成本的問題,因為量越久收費就越高,等待也是要花成本的,所以還是要平衡.電視上講的或是講義裡講的看看聽聽就好,實際上不會是這樣的,現實的世界複雜多了.假設真的那麼簡單,哪裡會做越多卻發現事情卻不如預期,因為變數越多呈現的結果就越難控制,不是表面上看到的數字就是真的,還要去思考其他設備的效率連動問題,然後才能夠達到真正想要的目標.