辦公室如何有效節約能源
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辦公室如何有效節約能源. 李浩銓 工業技術研究院能源與資源研究所 中華民國九十二年九月二十六日. 內容. 辦公室節能潛力與基準 耗能與舒適度 辦公室空調節能 空調換氣節能 清淨空調與耗能 辦公室綠色照明. 空調系統相關指標 1. 建築節能方面 “ ENVLOAD ” 、 ” PACS ” 辦公建築 ENVLOAD 值 <110[kWh/(m 2 -f1-area.yr)] 百貨建築 ENVLOAD 值 <300[kWh/(m 2 -f1-area.yr)] 旅館建築 ENVLOAD 值 <130[kWh/(m 2 -f1-area.yr)]

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Presentation Transcript

辦公室如何有效節約能源

李浩銓

工業技術研究院能源與資源研究所

中華民國九十二年九月二十六日


內容

  • 辦公室節能潛力與基準

  • 耗能與舒適度

  • 辦公室空調節能

  • 空調換氣節能

  • 清淨空調與耗能

  • 辦公室綠色照明


空調系統相關指標1

  • 建築節能方面“ENVLOAD”、”PACS”

  • 辦公建築ENVLOAD值<110[kWh/(m2-f1-area.yr)]

  • 百貨建築ENVLOAD值<300[kWh/(m2-f1-area.yr)]

  • 旅館建築ENVLOAD值<130[kWh/(m2-f1-area.yr)]

  • 醫院建築ENVLOAD值<180[kWh/(m2-f1-area.yr)]

  • 所謂空調系統耗能效率(PACS)是為了使室內居住環境長期維持健康、衛生、舒適的空調條件,其空調設備系統為了消除此建築物的全年空調負荷量,所耗費的能源比例



空調系統相關指標3

  • EUI 指標(kWh/㎡/year)

  • MBBM指標=

  • 空調系統年耗能EUI指標




局部性熱感不適之原因

不對稱熱輻射

冷流

不適之地板溫度

垂直溫差


ISO 7730

  • ISO 7730中所建議採用的舒適度指標為PMV(Predicted Mean Vote )與PPD (Predicted Percent of Dissatisfied )

  • PMV在提供一個參考平均值,用來衡量人體在一個環境中的舒適度,PMV指標的產生是來自於許多受測試者,在特定的測量環境裡,對一些環境條件所做出的主觀評估,共分為7個階段,範圍由-3(極冷)延伸至+3(極熱),中立點0代表熱感適中的狀況 。

  • PPD用來估計人體對環境的不滿意程度。


PMV理論公式

tcl=35.7-0.028M-Icl{3.96×10-8fcl×[(tcl+273)4-(tr+273)4] +fcl hc (tcl-ta)}

PMV=(0.303e-0.0036M+0.028){M-3.05×10-3×(5733-6.99M-Pa)-0.42×(M-58.15)-1.7×10-5M(5867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fcl hc (tcl-ta)}

hc=2.38× (tcl-ta)0.25 for 2.38× (tcl-ta)0.25 > 12.1(var)0.5

= 12.1(var)0.5for 2.38× (tcl-ta)0.25 < 12.1(var)0.5

fcl=1.00+1.29Icl for Icl≦0.078m2k/w

=1.05+0.645Icl for Icl>0.078m2k/w

活動量、水汽壓力、環境溫度、面積比、衣服溫度、輻射溫度、風速、衣著量等


PMV與PPD之對應關係


ASHRAE Standard 55之舒適區域


人體舒適工作條件

根據國際標準組織ISO 7730的建議,一般人處於坐姿中從事活動時,可被接受的舒適度條件為:

1. -0.5<PMV<+0.5

2. 在頸部與腳部的冷流率DR<15 %

3. 頭部與腳踝的垂直溫差<3℃

4. 由寒冷窗戶所造成的不對稱熱輻射溫差<10℃

5. 由暖和窗戶所造成的不對稱熱輻射溫差<15℃

6. 由暖和天花板所造成的不對稱熱輻射溫差<5℃

7. 19℃<地板表面溫度<29℃

8. 30 %<相對溼度<70 %

註:其接受度在85﹪以上。


辦公場所空調舒適度問卷調查

問卷調查分析結果,在一般辦公場所中,國人的舒適溫度範圍為22.3℃~26.6℃(PMV在 ±0.5之間),而將實際環境量測條件代入ASHRAE Thermal Comfort Program中計算得到之舒適溫度範圍為20.5℃~25.2℃,很顯然的,國人較能接受高溫的環境。


空調模擬環境實驗

實驗結果分析

當受測者穿著一般夏季服裝時,其舒適的溫度範圍為24.2~27.2℃,比公式計算(23.6~26.7℃)高出0.5℃左右;當受測者穿著西裝時,其舒適溫度範圍為22.6~25.5℃,比公式計算(22.1~25.8℃)高出0.5℃左右。

另外可以看出,當受測者穿著西裝時,在環控室內溫度大於26℃時,其忍受度低於預測結果。


空調系統如何做節能?

  • 中央空調系統省電還是窗機/分離式省電?

  • 中央空調系統如何節能?

  • 窗型機安裝位置重要嗎?





窗型機安裝位置分析

  • Schematic of Climatic Chamber & Window-type Air-conditioner

Return opening near wall

Outdoor unit

Return opening

Indoor unit

Supply opening

A

A/C

B

Supply opening near wall

  • T-type Thermocouple Sensors


辦公室個人如何做節能?

  • 減少洩漏出口

  • 空調溫度設定在26-28℃

  • 空調與風扇並用

  • 改變衣著的習慣


空調與風扇併用

  • 依經驗,風速上升0.1m/s,空調溫度可調高1.0℃,節約空調用電約1.2~6.7%。若室內平均風速0.3m/s,則溫度在29~30℃亦可達舒適之感覺,其節電量約為15%。(應注意房間內溫度分布之均勻性)

  • 空調以能達到人體舒適之感覺為目的,故搭配風扇使用,空調溫度可適度提高至29~30℃。

  • 室內風速應小於0.5m/s。

  • 室內人員可減少衣著量,以增加皮膚表面散熱效果。

  • 配合空調設備以配置良好之送風口、回風口,並於適當位置配置風扇,使室內氣流分佈良好及均勻。


空調換氣節能

  • 失敗的案例

  • 該換多少新鮮外氣?

  • 裝置換氣節能利器


工業技術研究院

能源與資源研究所

Industrial Technology

Research Institute

Energy & Resources Laboratories

檢討通風系統之使用時程與控制

  • 依據不同之季節調整自動啟動與關閉之時間,例如春秋季節較夏季延後開啟空調系統

  • 對於可變體積系統來說則可以調整風扇風壓至不影響舒適之程度

  • 可以適時增加引進外界空氣來減少暖氣與冷氣之負載

  • 依據使用之程度來增減送風速率,例如中午進餐時將餐廳送風量開至最大,半夜無人使用時則予以關閉或調整至最小風量


工業技術研究院

能源與資源研究所

Industrial Technology

Research Institute

Energy & Resources Laboratories

通風換氣率設定在最低要求標準

  • 將空調系統換氣率設定在最低要求標準,但必須在符合IAQ前提下

  • ASHRE 通風換氣標準探討

  • Ventilation Rate Procedure

  • Indoor Air Quality Procedure


Ashrae 62

工業技術研究院

能源與資源研究所

Industrial Technology

Research Institute

Energy & Resources Laboratories

ASHRAE 62外氣通風標準


Air cleaner

工業技術研究院

能源與資源研究所

Industrial Technology

Research Institute

Energy & Resources Laboratories

減少外氣通風量對策—Air cleaner


乾球溫度27.5℃

絕對濕度0.0142 kg/kg

相對濕度 62%

熱焓 15.3 kcal/kg

給氣

排氣

全熱交換器

調

乾球溫度26.0℃

絕對濕度0.0105 kg/kg

相當濕度 50%

熱焓 12.6 kcal/kg

乾球溫度32℃

絕對濕度0.0211kg/kg

相當濕度 70%

熱焓 20.6 kcal/kg

室內

空氣

外氣

交叉流式全熱交換器之應用

空調換氣節能

  • 當室內26℃ 50%RH時,熱焓為12.6kcal/kg,若室外為 32℃ 70% RH 時,其熱焓為 20.6 kcal/kg,室內外空氣有很大之焓差。在引入新鮮空氣與排氣時,使兩股氣流作熱(或焓)交換,可節約大部份的外氣負荷。節能方式可採用一個全熱交換器,在RH=70%之外氣條件下,可使外氣進入室內前之焓值自20.6降至15.3kcal/kg,節約70%之外氣耗能。


屋外或屋內有污染物時的對策

  • 減少外氣量(室外污染)

  • 遷移適當陰涼的入口(室外污染)

  • 採用清淨裝置


購買空氣清淨機時應考慮事項

  • 對於健康的影響

  • 清淨機的型式

  • 清淨機的過濾功能

  • 安裝、使用和維護的問題

  • 產生或者再釋出污染物

  • 對於環境

  • 噪音

  • 成本


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