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國產磁浮離心式冰水機 節能利器

2019-07-31 08:32經濟日報 劉靜君

無油與低振動噪音 助建築師更彈性發揮建築物空間最大價值

國產400冷凍噸-雙壓縮機的磁浮離心式冰水機組。 工研院/提供
國產400冷凍噸-雙壓縮機的磁浮離心式冰水機組。 工研院/提供

我國冰水機總用電量約為220億度,約占全國總耗電量9%,其中,中大型建築物的空調用電占比最高。因此,台灣冰水機製造產業鏈相當完整,市場每年約60億新台幣。雖然產值不如其他產業龐大,但其性能優劣則與建築耗電關係密切,唯有擁有自主的高效率冰水機產業,才能協助國家達成高效益的節能減碳目標。

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磁浮離心式冰水機主要採用主動式磁浮軸承取代傳統剛性機械軸承,因無機械摩擦運轉,可以完全免除使用潤滑油;另外,導入高速變速馬達直結及可調變容量的葉輪機構,使國產磁浮離心式冰水機組具有無油、靜音、低振噪、體積小、耗電量低、使用年限長、年度保養費用少等優點。尤其無油與低振動噪音的特色,非常適合都會區建築,如演藝廳、博物館、醫院、飯店、圖書館、學校、辦公廳、宿舍等,因此,建築師可以更有創意與彈性的設計冰水機房,發揮建築物空間的最大價值。

工研院綠能與環境研究所在經濟部能源局的能源科技專案計畫支持與指導下,積極投入磁浮離心式壓縮機與冰水機組研發,成功開發出各項關鍵技術包含:磁浮軸承、位移感測器、離心葉輪、高速馬達、容調機構、高頻高功率變頻器、磁浮驅動與感測調制器、系統控制器、雲端監控器等軟硬體。

同時,所有零部件皆與國內主要供應商合作,使技術開發與商業化都有明確的供應基盤。

國產磁浮冰水機組已完成20部100~400冷凍噸的單級壓縮機組在全國北、中、南各地進行商轉示範,應用場域有:大專院校、商業大樓、博物館、航空站、醫院、研究大樓、大型宿舍等。所開發的單級磁浮離心冰水機,在200RT的冷凍能力條件下,性能COP值為5.85、部分負載性能IPLV值為9.56。

其中有採用自主專利的容調機構,展現優異的負載調控特性,以24小時運轉的廠辦大樓為例,夜間可卸載至僅15%的能力,全年節電量超過40%。

由於磁浮冰水機組採全數位化控制,運轉中的馬達轉速-耗功、軸承驅動力、轉軸軌跡、振動幅度、冷凍能力與磁浮控制的關係等資訊,都可經由雲端進行遠端監測與系統調控,讓建築物管理系統即時掌握冰水主機狀態及預測故障發生機率;如結合建築的能管系統,還可進行主機即時降載的電力管理。

這是因為磁浮冰水機的啟動電流非常小、起停次數不受限制、可頻繁起停與快速加卸載,因此,磁浮冰水機可成為降低電網尖峰負載的重要設備。磁浮冰水機組的研發與商業化,將可成為我國冰水機產業進入藍海的利器,且可使全國中大型建築空調耗電具可控性而能有效降低。

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