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電機月刊第二十卷第五期2

摘 要

節能節水技術因綠建築推動之故，已成為空調設計的主流。結垢造成性能下降，浪費電力，

早為社會各界詬病，卻因為牽涉跨領域技術，空調工程業界遲遲無法突破。本文介紹世界潮流的

LEED設計模式，其中節能節水技術項目佔總100積分的45積分，其比例不可謂不高。節能節水技

術結合EER量測驗證及節能分析系統技術，一面增加社會各界接受度，另一面提高電機、空調業

界技術水準，拋開過去偷工減料惡性競爭習慣模式，建立良性競爭秩序的產業發展新模式。為增

加本文對電機、空調業界可讀性，關鍵處作了簡易說明。

關鍵字：綠建築、LEED、跨領域技術、量測驗證M＆V、節能分析、CNS標準、ARI標準、部分負載耗能模式、價值工程

節能減碳時代來臨的新商機

綠建築(Green Building)為內政部二大一級單位的營建署與建築研究所共同推動之政策。美

國綠建築協會U.S. Green Building Council(USGBC)則於1998年以LEED(Leadership in Energy and

Environmental Design)綠建築評估系統來創新設計做為推動指針。本文由LEED切入，一方面提升

節能節水技術與世界潮流接軌，以便讀者運用時能提高技術高度及社會接受度，另一方面介紹

EER節能量測驗證(Measurement and Verification，M&V)系統，以利讀者對水處理跨領域的化工技

術由電腦畫面數據分析，這種較為熟悉領域切入節能防垢及經濟效益分析，避開陌生的化學反應

方程式、水質變化、計算、化學分子式...等一系列陌生技術領域，快速達到提昇技術服務品質功

能的成效。

綠建築LEED工程技術－

空調冰機節能節水 之新技術

陳主福█

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2010年五月號 3

聯合國已於1992年5月9日正式通過「聯

合國氣候變化綱要公約」(the United Nations

Framework Convention on Climate Change,

UNFCCC)，並於1994年3月21日正式生效。公

約的目的是為「將大氣中溫度室氣體穩定在

防止氣候系統受到危險人為干擾的水平之濃

度下。這一水平應當在足以使生態系統能夠

自然地適應氣候變化，確保糧食生產免受威

脅，並使經濟發展能夠在可持續進行之時間

範圍內實現。」

近年來頻繁的水旱災在世界各國構成極

大壓力。第3屆會員國大會(COP3)中，通過了

「京都議定書」。2009年12月，在丹麥首都

哥本哈根召開之COP15已正式落幕，雖因少

數強國的極少差異無法及時訂出妥協共識字

眼，未簽訂正式協議，但大幅減碳目標值50%

已成為主流。溫度室氣體減量法通過是遲早

的事，以外銷為主的電子業進行相關改善也

愈來愈多，如華碩推動碳足跡已有十多年，

台積電亦有某些廠通過LEED，聯電亦在積極

進行。

空調冰水主機在運轉之後，性能大幅

下降一事，早已經是業界所共知，但因工程

幾乎都採最低標方式決標，加上此性能改善

技術牽涉跨領域的化工技術，對業界來說恍

如另一個星球的事，工程業界許多人被迫放

棄理想，故十餘年來業界遲遲未有真正的動

作，是不能也，非不為也。筆者推動EER節

能改善十餘年來也遇見一些惡形惡狀、不顧

品質的業界人士，但若因此一竿子打翻一船

人，怪罪整體空調及電機業界「逃避節能工

作的推動」，並不公平；但業界努力程度不

足，卻也分擔部分責任。筆者在94年5月本刊

曾為文介紹「空調冰水主機性能改善技術」[1]

作為起步，冀望能激發空調及電機業界在冰

機用電上，能百尺竿頭更進一步地運用更多

節能技術。

歷經多年最低標下工程生態的現實歷

練，我只能說「上帝磨練我，因祂要先賜

福給我，好叫我成為業界的祝福」。十年

來榮獲多項補助與獎勵，我歷經經濟部技術

處SBIR*3，工業局CIUP、 CITD、ERAI、

TWTM等共7個研發計畫補助，2度國科會產

學合作計畫補助，3度工業局通過登錄之研

發類技術服務機構。與台大化工所、北科大

冷凍空調系、工研院能環所、台灣建築中心

都有研究合作及技轉經驗。又因工程生態的

黑與亂，上帝奇妙的讓本公司開發了商業技

術、法規技術、市場技術，整合入空調與電

機、控制、儀表、化工、節能、通訊、電腦

等跨領域技術，開發出全新EER節能工程技

術產業平台，可以與綠建築及LEED結合創

造新商機的競爭力。筆者深盼本文能拋磚引

玉，提供業界參考，鼓舞更多先進開發高階

跨領域技術，拋棄惡性競爭的黑與亂，再造

業界良性競爭的產業秩序，重新締造光明前

景。

2005年5月前文「冰水主機性能改善技

術」 [1]介紹經濟部委託中技社對大電力用戶

(亦即多數較有規模、管理較佳的大公司)訪

測2年共約400台主機，已確認主機EER央結

垢下降嚴重，平均下降超過33%。另介紹改

善的水處理技術內容，包括水質變化複雜多

變之特性、化學處理技術原理及缺失、磁能

鈍水技術原理、適用範圍及極限，以及設計

及施工技術實務。最後，介紹避免魚目混珠

造成損失的辨別技能以及經記效益。本文接

續介紹LEED規範查核以及EER節能的量測驗

證(M&V，Measurement and Verification)技術

及節能分析技術。本文接續前文進一步提升

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空調工程品質與國內CNS標準連結，亦與世

界主流的ARI標準連結，並介紹美國綠建築

LEED設計理念，使得國內設計能與國際同

步。

(一) 行政院要求CNS綠色工法的商機馬政府上任以來對節能減碳推廣不遺餘

力，經常檢討推動狀況。可惜電機/空調業界

較少注意相關報導，以致於許多商機就從指

縫間流失。舉四年5,000億振興經濟擴大公共

建設投資計畫的龐大商機中為例。2007年5月

5日公程會通過「振興經濟擴大公共建設投資

計畫落實節能減碳執行方案」[2]以及2009年7

月14日工程技字第09800309960函「振興經濟

擴大公共建設投資計畫落實節能減碳執行檢

討作業要點」[3]引述2009年年2004月11日「振

新興產業規劃報告」院長指示：「四年5,000

億振興經濟擴大公共建設投資計畫中，與綠

色能源相關之經費比例過低，各項公共建設

應有適當比例(如10%)之經費採用例綠色工法

或綠色能源相關產品，請內政部、教育部、

經濟部、交通部及農委會分別成立專案小

組，於工程設計階段確實審核，請內政部、

教育部、經濟部、交通部及農委會分別成立

專案小組，於工程設計階段確實審核，並請

工程會彙總並對外說明。」2009年四月23日

行政院3141次會議院長指示：本人要再強調

四年5000億的「振興經濟擴大公共建設投資

計畫」中，不管是重大工程、危險校舍的重

建，或是都市更新，希望至少要有10％的比

例能用於綠色能源或綠色工法，盡量讓綠色

能源、節能減碳的理念充分發揮，請相關機

關努力配合，並請工程會追蹤辦理情形。

(二) 政府節能節水技術的租稅獎勵政府節能節水技術的租稅獎勵措施有投

資抵減、優惠貸款及加速折舊等項目[4]，由下

述網路可立即查閱。

1. 投資抵減：額度為設備的15%

http://law.moj.gov.tw/Scripts/Query4A.

asp?FullDoc=all&Fcode=J0040040「公司

購置節約能源或利用新及淨潔能源設備或

技術適用投資抵減辦法」第4條

2. 優惠貸款：利率約為2%，貸款額度最高為

80%

http://www.tami.org.tw:2480/sp1/bulletin/

government/government_980408.pdf或

經濟部能源局網站「補助銀行提供公司購

置節約能源設備優惠貸款要點」http://www.

moeaboe.gov.tw/opengovinfo/Laws/saveenergy/

LSaveMain.aspx?PageId=l_save_24

3. 加速折舊

http://esco.tgpf.org.tw/esco3.htm#a1依據

「促進產業升級條例」第五條公司購置節

約能源之機器設備，得按二年加速折舊。

業主可提早資本回收及現金運用，減輕利

息負擔。財務部門支持及期待。

LEED規範查核一覽表

LEED規範[5]為美國綠建築協會1998年所

建立的綠建築評估認證系統，其中經過多次

修正，有新建築版、既有建築版、商業內裝

版、結構體版、住宅版、鄰域開發版建築適

用版本，亦有商店設計、校園設計、實驗室

設計、醫療設施等應用準則。LEED評估系

統的能源項目主要分類區分為四大類(建築能

源系統功能驗證、建築能源效率、建築節能

效益確認、綠色能源)，其功能驗證有七大項

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2010年五月號 5

LEED 2009 for New Construction and Major Renovations Project ChecklistSustainable Sites基地開發的永續性 26 Possible Points

Prerequisite 1 Construction Activity Pollution Prevention 施工活動污染預防

Credit 1 Site Selection 基地選擇

Credit 2 Development Density and Community Connectivity 開發密度與社區連結性

Credit 3 Brownfield Redevelopment 棕地(拆舊屋新生地)再開發

Credit 4.1 Alternative Transportation—Public Transportation Access 替代交通方案—公共交通路線

Credit 4.2 Alternative Transportation—Bicycle Storage and Changing Rooms 替代交通方案—自行車

Credit 4.3 A l t e r n a t i v e Tr a n s p o r t a t i o n—L o w - E m i t t i n g a n d F u e l - E f f i c i e n t Ve h i c l e s 替代交通方案—低排放和燃料高效車輛

Credit 4.4 Alternative Transportation—Parking Capacity 停車容量設計

Credit 5.1 Site Development—Protect or Restore Habitat 基地開發—保護或復育自然棲地

Credit 5.2 Site Development—Maximize Open Space 基地開發—開放空間最大化

Credit 6.1 Stormwater Design—Quantity Control 防洪設計—逕流量控制

Credit 6.2 Stormwater Design—Quality Control 防洪設計—水質控制

Credit 7.1 Heat Island Effect—Nonroof 降低熱島效應—無屋頂

Credit 7.2 Heat Island Effect—Roof 降低熱島效應—有屋頂

Credit 8 Light Pollution Reduction 降低光害

Water Efficiency 用水效率 10 Possible Points

Prerequisite 1 Water Use Reduction 用水量降低

Credit 1 Water Efficient Landscaping 節水景觀設計

Credit 2 Innovative Wastewater Technologies 創新廢水技術

Credit 3 Water Use Reduction 大樓整體用水量降低

Energy and Atmosphere 能源與大氣 35 Possible Points

Prerequisite 1先決條件1

Fundamental Commissioning of Building Energy Systems基本建築能源系統功能驗證

Prerequisite 2 Minimum Energy Performance 最低能源效率需求

Prerequisite 3 Fundamental Refrigerant Management 基本冷媒管理

Credit 1 Optimize Energy Performance 能源效率最佳化

Credit 2 On-site Renewable Energy 現地使用可再生能源

Credit 3 Enhanced Commissioning 加強功能驗證

Credit 4 Enhanced Refrigerant Management 加強冷媒管理

Credit 5 Measurement and Verification 節能效益量測與確認

Credit 6 Green Power 使用綠色電力

表1 LEED2009年版新建築及更新專案查核表

如：基本建築能源系統功能驗證、額外加強功能驗證、最低能源效率需求、能源效率最佳化、節

能效益之量測與確認、現地使用可再生能源、使用綠色電力等。

表1為LEED 2009年版新建及更新專案查核表。由該表可看出節水節能佔總100積分的45積

分，其比例不可謂不高。

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Materials and Resources材料與資源 14 Possible Points

Prerequisite 1 Storage and Collection of Recyclables儲放及收集可回收品

Credit 1.1 Building Reuse—Maintain Existing Walls, Floors and Roof建材再利用—保存既有牆、地板和屋頂

Credit 1.2 Building Reuse—Maintain Existing Interior Nonstructural Elements建材再利用—保存既有內部非結構組成

Credit 2 Construction Waste Management 營建廢棄物管理

Credit 3 Materials Reuse 材料再利用

Credit 4 Recycled Content 循環使用品內容物

¨ Credit 5 Regional Materials 地區性材料

¨ Credit 6 Rapidly Renewable Materials 無天然匱乏之虞之自然建材

¨ Credit 7 Certified Wood 永續經營的木材

Indoor Environmental Quality室內環境品質 15 Possible Points

Prerequisite 1 Minimum Indoor air Quality Performance 最低室內空氣品質基準

Prerequisite 2 Environmental Tobacco Smoke (ETS) Control 空間二手菸控制

¨ Credit 1 Outdoor Air Delivery Monitoring 室外空氣輸送監視

¨ Credit 2 Increased ventilation 增加通風

¨ Credit 3.1 Construction Indoor Air Quality Management Plan—During Construction施工期間室內空氣品質計畫

¨ Credit 3.2 Construction Indoor Air Quality Management Plan—Before Occupancy交屋過程室內空氣品質計畫

¨ Credit 4.1 Low-Emitting Materials—Adhesives and Sealants低逸散性、揮發性建材—黏著物和填充物

¨ Credit 4.2 Low-Emitting Materials—Paints and Coatings 漆料和塗裝料

¨ Credit 4.3 Low-Emitting Materials—Flooring Systems地板系統

¨ Credit 4.4 Low-Emitting Materials—Composite Wood and Agrifiber Products低逸散性、揮發性建材—複合木材和農作纖維產品

¨ Credit 5 Indoor Chemical and Pollutant Source Control 室內化學和污染源控制

¨ Credit 6.1 Controllability of Systems—Lighting 系統操控性—燈光

¨ Credit 6.2 Controllability of Systems—Thermal Comfort 系統操控性—熱舒適性

¨ Credit 7.1 Thermal Comfort—Design 舒適熱環境—設計

¨ Credit 7.2 Thermal Comfort—Verification 舒適熱環境—通風

¨ Credit 8.1 Daylight and views—Daylight 晝光及視野—晝光

¨ Credit 8.2 Daylight and views—Views 晝光及視野—視野

Innovation in Design設計過程的創新 6 Possible Points

¨ Credit 1 Innovation in Design 設計過程的創新

¨ Credit 2 LEED accredited Professional LEED 認證員參與

Regional Priority地域優先性 4 Possible Points

¨ Credit 1 Regional Priority地域優先性

LEED 2009 for New Construction and Major Renovations100 base points; 6 possible Innovation in Design and 4 Regional Priority points

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2010年五月號 7

EER節能量測驗證及分析系統

由於水處理屬於跨領域的化工技術，對

電機、空調領域讀者較為陌生，但節能防垢

對空調主機運轉的性能及EER能源效率提升

又屬關鍵性技術，工程業界生態又有偷工減

料的惡性競爭歪風，對業界兢兢業業工作者

極為不公，筆者榮獲經濟部研發補助(此已在

第一節敘明)，開發了EER節能量測驗證及分

析系統，又為了提升公信力並提升量測校正

及節能分析、CNS/ARI三方面技術力，特委

託工研院製作軟體系統。其中，筆者近三十

年來從事冷卻水處理，熟悉電子廠、醫院、

觀光飯店、百貨商場、辦公大樓…等類型建

物空調主機運轉的操作維護過程，其中林林

總總的使用者困境，以及廠務、空調、機電

主管與工程師尋求技術突破的需求，在在均

轉化為程式語言系統分析的軟體規範。本節

將陸續介紹社會使用業界的觀點。

EER量測驗證系統可適用於16台冰機

(#0～#15)的機房，其中#0冰機可轉作為機

房總量或平均值或系統功能參數代表值，例

如：總消耗功率或機房平均負載、冷卻水入

水溫、平均EER/COP/kW/RT...等。這種設計

已經可以適用絕大多數機房案例，對空調工

程設計有極大適用性，對電機或空調設計/施

工者可以開拓對使用者的服務範圍。

(一)EER節能量測驗證系統架構軟體系統架構以下節「系統功能簡介」

為骨幹做說明。本節說明硬體「通訊系統架

構」及節能關鍵用語，以利讀者充分瞭解。

特別說明：早期許多軟體系統採用個

別公司自己開發的特殊架構，沒有公會 /協

會出面整合，因此軟體常獨立運作、彼此不

能互通，這點固然減少個別軟體受其他軟體

的干擾或影響而當機的機率，有責任分明的

優點，但也造成投資者無法共用資源，而需

重複投資的疑慮，更大問題乃滋生為軟體眾

多、繁雜，也形成使用者龐大負擔，不僅學

習新軟體虛耗許多時間、管理疊床架屋…總

總額外工作。近十多年來世界潮流逐漸走向

整合通訊協定架構，如：BACNet、MODBus

或早期之RS-485、RS-232等。

1. 通訊系統架構

本系統採用開放式架構，透過PLC可

採用前述通訊協定連線中央監控電腦及感測

器，亦可直接讀取空調主機(採前述通訊協定

者)的感測器資料，或在電腦端與中央監控系

統或空調主機監控系統作讀取動作。目前技

術已經克服早期各自為政的不方便，提高使

用者的使用親和力(user friendly)。

圖1說明EER節能量測驗證系統架構，

圖2進一步說明主機遠端及節能量測驗證

M&V系統通訊連線系統架構，表2則列出系

統資料擷取項目及擷取後計算項目。空調主

Certified 40–49 points 符合認證

Silver 50–59 points 銀級認證

Gold 60–79 points 黃金級認證

Platinum 80 points and above白金級認證

資料來源：「LEED 2009 for New Construction and Major Renovations Rating System」公開版， USGBC 2008年11月通過

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電機月刊第二十卷第五期8

機效率計算參見下一小節。

2. 空調主機效率

空調主機運轉隨著季節及現場使用條件而變動，其主

機效率隨時在變。利用現場量測之物理量如溫度、流量、電

力等(如表3)可計算出冷凍能力及主機效率。其計算式如下：

圖1 EER節能量測驗證系統架構

圖片來源：新湧公司/台北科技大學

擷取項目：

a. 溫度冷卻水入口溫度、冷卻水出口溫度

冰水入口溫度、冰水出口溫度

b. 流量 冷卻水流量、冰水流量

c. 冷媒 冷凝壓力、蒸發壓力

d. 電力 電流、電壓、功因、功率

e. 水質水量 pH、導電度、ORP 、用水量

計算項目：

a. 溫度差 冷卻水溫度差、冰水溫度差。

b. 散熱能力(RT) 、冷凍能力(RT)

c. 主機效率 COP、EER、kW/RT)

d. 趨近溫度(approach)與UA值

表2 節能量測驗證系統資料擷取項目及計算項目

冷凍能力

RT = m×4.184 ×(Th,out-Th,in)-P.....(1)

=m×4.184×(Tc,out-Tc,in)...........(2)

主機效率 = P / RT

單位：kW / RT

式(1)的量測計算CNS稱為間接

法，式(2)稱為直接法。

3. 積垢係數及積垢引數

積垢係數乃量度結垢狀態的

測定參數。CNS 12575、12812及

美國ARI-550的空調主機規範中

就訂定了「積垢係數」(fouling

factor)的標準。利用結垢測定

器，在結垢之後，經由前後的熱

傳係數之比較，可以決定當時的

「積垢係數」Rf。

利用熱交換的公式：

pQ=UA TLM m C T∆ = ⋅ ⋅∆ ....(3)

其中，U：總熱傳係數，UAΔTLM

代表經過熱交換器表面的熱傳，

而 pm C T⋅ ⋅∆ 為冷卻水所帶走的熱

量。積垢係數乃利用計算阻抗增

加的觀念，定義出通行的指標。

1U = i

1h

+ xk

+o

1h

.........................(4)

ff

1 1R -U Uc

= ................................(5)

其中，1

Uc 為開始時乾淨狀

態的熱阻抗，f

1U 為結垢狀態的

熱阻抗，二者的差即為「積垢係

數」Rf，參見計算式(5)，其單位

為m2．℃/W、hr．m2．℃/kcal或

hr．ft2．℉/BTU(SI制、公制、英

制)。

CNS及ARI均訂定積垢係數

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2010年五月號 9

標準容許量為0.000044 m2．℃//W。

實務上因為熱交換面積A並無正確數

據，但A為固定常數值，學術界另提出由UA

值作總熱傳引數或 1UA 作積垢引數(fouling

index)，再來由總熱傳引數計算值變化看出積

垢引數 1UA ，並對運轉時間作圖看出變化。

4. 空調主機效率分析技術

由於主機運轉通常為暫態，EER隨著

冷媒的蒸發溫度、冷凝溫度和主機負載而改

變，且蒸發溫度、冷凝溫度受水溫度、流量

及外氣的影響，已經如上節所述。但EER值

經常變動，且非規律性，且EER量測所得的

圖2 主機遠端及節能量測驗證M&V系統通訊連線

測試項目 量測值

冰水入口溫度，Tc,in（℃） （依照實際量測值填入）

冰水出口溫度，Tc,out（℃） （依照實際量測值填入）

冷卻水入口溫度，Th,in（℃） （依照實際量測值填入）

冷卻水出口溫度，Th,out（℃） （依照實際量測值填入）

冷凝溫度，Tcond (℃) （依照實際量測值填入）

冷卻水流量，m（liter/s） （依照實際量測值填入）

消耗電力，P （kW） （依照實際量測值填入）

冷凍能力 （RT） = m*4.184*（Th,out - Th,in）－P

主機效率，(kW/ RT) = P/ RT

主機效率EER，(kcal/W-h) = 3.024*RT/P

表3 空調主機性能測試項目

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電機月刊第二十卷第五期10

資料必須進一步與基準值比對，才能達到節

水、節能目的。

比對必須在相同運轉條件下進行，因此

軟體也須能搜尋相同運轉條件，計算平均值

才比對分析其差異。

5. 節能技術與主機效率之關係

盲目的不用電或少用並不是節能，而

是合理的減少用電，提昇效率及性能才是真

正的節能。是故，空調節能必須在不影響主

機運轉提供舒適空調條件目的下達成才是正

確。因此節能系統必須同時量測主機效率，

驗證節能設備的功能是否發揮，其理自明。

(二) EER量測驗證及節能分析系統功 能簡介

本節說明EER量測驗證系統及節能分析

系統的功能。由前節系統架構及資料擷取說

明及計算式(1～2)可以得出空調主機性能(RT

數和主機負載)及EER值、總熱傳引數、積垢

引數。下二小節藉助重點畫面逐步說明系統

運作功能，特別是量測驗證及節能效益二大

功能。

1. EER量測驗證功能簡介

各項物理量與感測器輸出訊號之對應關

係如圖3所示，警報上下限設定亦在相同畫

面，可自行設定上下限，一旦運轉達到設定

點後立即出現警報畫面。參數設定的溫度及

流量校正相當重要，原因為溫度感測器選用

精確度通常為誤差 ±0.5℃。舉例來說，某個

案冷卻水入水溫誤差恰巧為＋0.5℃，出水溫

誤差恰巧為－0.5℃，此個案的入出水溫之誤

差恰巧為1.0℃，相對於100％負載的ΔT 5℃，

其誤差百分比為20％；相對於60％負載的ΔT

3℃，其誤差百分比為33％。這些狀況都是

不能接受的結果。所以，校正系統都相對於

同一標準，則二值相減結果的ΔT量測值準確

性就可接受了，其精確度的誤差值仍為感測

器原始的±0.5℃，與起初選用標準相同。同

理，若預算高些，選用精確度為誤差 ±0.1℃

時，經過校正系統後，精確度同樣為誤差 ±

0.1℃。本感測器校正系統採用5點校正方法，

按「Fitting」鈕可出現5個校正點(參見圖4)進

行校正。

冰水器及冷凝器操作資料由前述資料擷

圖3 資料擷取參數及警報上下限設定

圖4 感測器校正系統： 5個校正設定點

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2010年五月號 11

取系統轉換顯示於圖5左上及中上數據。左下數據

為消耗電力資料，中下及右下數據為計算出的空調

主機性能及能力資料(參見圖5 空調主機性能量測驗

證畫面。計算方法參見表3，空調主機性能測試項目

及計算式(1～5)。本系統可顯示公制、英制、SI制三

者的方便性，以利使用者可視需要變換(如：電子廠

有外籍顧問探詢討論或外賓參觀，或學研界教授指

導等)，且變換不會影響資料儲存及日後分析的正確

性。

本系統提供節能資料庫建立的彈性選擇，

可選擇每1、2、3、4、5、10分鐘等6種時間模式記錄。

由於電腦硬碟日趨便宜，一般建議第1～2年選擇每1

分鐘一筆資料，每日24小時開機時60×24＝1440筆，

其容量約0.56 MB，一個月約43,200筆，一年365天

約52萬筆資料，共約200 MB的硬碟容量。充分瞭解

冰機耗能龐大的運轉模式，做為日後發現耗能異常

的比較基礎，或節能改善及驗證的依據。第二年起

可依照實際資料庫查詢實際狀況記錄，選適合個案

條件的時間模式。

一般中央監控並未提供節能資料庫查詢功能，

以致於建立之資料庫處於英雄無用武之地的遺憾，

最後淪落為廢墟。本系統提供二類簡易查詢：其

一，可利用萬年曆快速選擇查詢資

料之日期或直接查詢製作昨日運轉

資料之報告(參見圖6 空調主機性能

查詢)，另可利用萬年曆快速選擇

查詢日之當週運轉資料。資料查詢

之後，可顯示於電腦畫面，亦可列

印。

本系統瞭解操作者及主管甚

至經營者除了節能資料庫查詢以

外，一般基本運轉資料也常有查詢

機會，因此開發設計時就設定須提

供運轉資料之30種項目具備可任意

選擇的功能。本系統亦提供高階查

詢，請參見「EER節能分析系統功

能簡介」。

圖 6空調主機性能查詢：圖

6(a)A可選擇任一日期或該週運轉資

料之30種項目之任意組合。圖6(b)

查詢後資料可顯示曲線於電腦畫

面，亦可列印。

EER量測驗證系統與中央監控

系統節能技術分析比較

EER量測驗證系統為中央監

控系統進階技術，亦即監控取得基

本感測器數據，只做到建立基本資

料庫，耗能資料及其資料庫並未建

立。十多年來這「基本資料庫」仍

無實際用處。

EER量測驗證系統乃增加「空

調專業技術」及「專家分析技術」，

建立多達30項資料之查詢系統，並

提供基本的每日報表、每日曲線功

能立即選項，藉以使得高階主管甚

至決策階層馬上瞭解每日運轉耗能

圖5 空調主機性能量測驗證畫面

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狀況、及其一日當中之變化，提高廠務及空

調工程師貢獻的能見度，在經營管理階層與

廠務間建立聯繫通路，突破「廠務孤兒」的

困境。

EER量測驗證系統並進一步以CNS、ARI

國家標準及國際標準相同精神，由Server端建

立冰機部分負載(Part Load)運轉耗能模式。另

外亦建立了跨年度同期、或年度中每季、每

月、每週(旬)的查詢比較。

本系統在畫面圖3已有警報上下限設定，

可自行設定，一旦運轉達到設定點後立即出

現警報畫面，已如前述。畫面圖7即為空調主

機出現警報後的異常記錄。本系統另內建警

報項目(如：高壓過高、冷卻水溫過高…等)

對應之解決建議，當警報畫面出現時，解決

建議亦同時出現，以便缺乏經驗之使用者參

考。

2. EER節能分析系統功能簡介

第一小節為EER量測驗證系統的功能簡

介，本小節由前系統提供資料庫建立節能分

析功能，並建立CNS 12575/12812及ARI 550

空調冰水主機的運用，亦即經由本系統可以

分析空調冰水主機性能及EER能源效率是否

符合CNS/ARI的要求。

本系統為空調專業節能分析軟體，彌補

一般中央監控所缺乏的分析技能，首先由數

據上傳設定查驗並確保資料傳輸的完整性和

及時性(參見圖8客戶及空調主機管理)。

(a)節能資料高階查詢功能

空調冰水主機運轉特性是其性能及EER

能源效率隨負載及冷卻水溫(影響冷凝溫)而

變化。這種隨機變化使得主機EER能源效率

一二十年來一直在五里迷霧中。本系統的開

發已破解此困境，到達「撥雲霧見天日」狀

態。以下介紹幾種使用技巧。

圖6 (a)

圖6 (b)

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圖7 空調主機異常記錄

圖8 客戶及空調主機管理

(a)客戶資料及數據上傳設定

(b)客戶及冰水機資料

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圖9 CNS/ARI快速查詢按鈕具有快速查

詢功能，立即查詢符合CNS或ARI條件的運轉

狀況資料。出廠條件通常依照CNS或ARI條

件，所以這些資料的節能數據與出廠條件比

對，可以很快看出哪些運轉條件偏差，調整

這些偏差就可以達到節能成效。

(b)節能資料跨年度查詢功能

此項跨年度查詢功能為本系統創新突破

技術。

基準值耗能模式建立

前節說明空調冰水主機運轉性能及EER

能源效率隨負載及冷卻水溫而變化，CNS/

ARI條件比對是簡易方法。但畢竟主機運轉在

CNS/ARI標準條件的數據仍少，為了增加比對

機會，本系統提供任意條件建立基準值模

式的功能(圖10 勾選基準值即可建立)。部分負載耗能模式建立

本系統另提供查詢條件依序鍵入部分

負載運轉條件如：90、80、70、60、50%等

5種負載及30、29、28、27、26、25℃等6個

冷卻水溫共30種條件，只要試車運轉時量測

並建立節能資料庫，本系統就能提供比對方

法。進一步解說餘下。例如：完工試車時為

夏季，白天傍晚及夜晚之負載及冷卻水溫偏

90、80、70%等3種負載及30、29、28、27℃

等4個冷卻水溫共12種條件，以後第二年夏季

及春末初秋均有相當多運轉條件相同的數據

可供比對，即使初春或深秋的白天傍晚仍有

不少運轉條件相同的數據可供比對。

又例如：完工試車時為冬季，仍可利用

專業運轉技能，將多台主機負載集中在其中

一二台以提高負載，冷卻水塔適當搭配減少

風扇運轉散熱，亦可提高水溫。白天傍晚及

夜晚之負載及冷卻水溫偏90、80、70、60、

50%等5種負載均可能及27、26、25℃等3個

冷卻水溫共15種條件，冷氣團或寒流來的日

子，冷卻水溫可能低於20℃，但陽光普照的

日子，當天最高氣溫仍可能高於20℃。慎選

圖9 CNS/ARI快速查詢按鈕

圖10 清除條件全部查詢按鈕

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2010年五月號 15

試車日子及利用專業運轉技能，還是可以獲

得需要數據。以後第二年冬季及初春深秋均

有相當多運轉條件相同的數據可供比對，即

使春末或初秋的白天傍晚仍有不少運轉條件

相同的數據可供比對。

圖10清除條件全部查詢按鈕可利用二組

萬年曆快速選擇查詢資料之日期區間，如：

2009年7月1日(第一組萬年曆)至7月31日(第二

組萬年曆)。為了減少龐大數據量，本系統提

供個別月、日、時點的選項，以便利較少的

數據更容易進行軟體比對操作。

圖11及圖12為前述運轉條件查詢結果，

並提供可任意選擇30個運轉條件作組合的功

能，數據及曲線均可顯示及列印。例如：98

年6月台電電費調漲時，許多企業老闆看到電

費增加之後，常要求廠務或機電空調主管報

告電力使用狀況，本系統提供這類要求的報

表及曲線。

(三) EER節能量測驗證及分析系統的 價值工程 1. 價值工程的計量考量—價值分析

價值工程主要是通過對選定研究物件的

功能及費用分析，提高物件的價值。價值，

指的是反映費用支出與獲得之間的比例，用

數學比例式表達如下：

V=F/C (價值=功能／成本)

提高價值的基本途徑有5種：提高功能，降低成本，大幅度提高價值

功能不變，降低成本，提高價值

功能有所提高，成本不變，提高價值

功能略有下降，成本大幅度降低，提高價

值

提高功能，適當提高成本，大幅度提高功

能，從而提高價值。

2. EER節能量測驗證及分析系統提高客戶滿

意度

圖11 查詢結果及30任意選擇項目

圖12 查詢結果及30任意選擇項目曲線圖

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由圖13Kano模型[6]分析可以看出空調從

業人員的理工背景強烈不足的人文素養—興

奮類人性需求與科技整合的技術開發，因此

幾乎只有建立純技術性的功能—基本品質需

求。性能需求的滿足難度較高，介於這二類

的中間，空調業也顯得心餘力絀，特別是若

要同時考慮技術功能與價格時，困難就更凸

顯了。使得空調工程品質價值對建築投資者

及開發者來說，基本類需求的滿意度足夠，

性能類需求的滿意度差強人意，但興奮類的

需求滿意度相當差。EER節能量測驗證及分

析系統可以依照每個設計發揮程度，提供這

三類不同程度的滿意度。

空調EER節能量測驗證及分析系統技能

建立Kano模型之三類品質(基本類、性能

類、興奮類，參見圖3)之客戶滿意度、技

術項目及其間之關聯性。

價值工程新技術，協助新的EER節能量測

驗證及分析系統建立空調工程設計及施工

價值系統架構，開拓「附加價值、創新價

值」，提升空調工程新的價值。

空調工程價值系統架構將以邊際投資、邊

圖3 客戶滿意Kano模型圖

際效益為主，配合空調水電費估算展開、

壽命週期費用分析等技能可以估算節能投

資效益，亦即估算新開發的空調EER節能

量測驗證及分析系統技術之價值，分別以

年度及壽命週期之效益為基準表達其價

值，以利工程設計規劃技術品質技能的提

升，達成環保節能方案的採用。

空調EER節能量測驗證及分析系統可令電

機空調的外界建築投資者及開發者依據或

參酌政府採購法第26條的品質、功能和效

益，第70條品質的管理、檢查程序及檢驗

標準的相關規定及做法，提高空調設計或

施工技術升級的接受度。

結 語

在國際上因氣候變遷地球暖化、溫室效

應的現象愈加嚴重、氣候反常屢屢出現如莫

拉克侵襲台灣，是台灣氣象史上傷亡最慘重

的侵台颱風。本文提供電機空調設計者或施

工者他們的工程作品之品質功能一種提升及

升級的方法，並與CNS/ARI整合，同時可以

與LEED世界節水節能減碳潮流同步。讀者若

加以發揮，不僅是自身的提升及獲益，贏得

社會各界的尊敬，更是國內電機空調工程落

實節約能源的一大突破。

致 謝筆者感謝新湧公司。M＆V系統及節能

分析的使用及功能說明部分涉及該公司營業

機密，蒙允採用特此誌謝。我們也感謝國科

會產學專案，經濟部技術處SBIR計畫，工業

局CITD、CIUP、ERAI等計畫的研究補助累

積的研發成果；最後也感謝工研院能環所協

助發展EER量測驗證M＆V系統及節能分析系

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2010年五月號 17

統，台北科大空調系在經濟部能源局專案下

技轉資料擷取系統的通訊技術。本文能有諸

多技術性突破，以上單位的貢獻極多。

參考資料

[1] 陳主福，「綠建築新技術—空調冰水主機

性能改善技術」，電機月刊2005年5月。

[2] 行政院公程會「振興經濟擴大公共建設投

資計畫落實節能減碳執方案」，2009年5

月5日「行政院公共工程委員會公共建設

督導會報」2009年度第2次會議討論通過

[3] 行政院公程會「振興經濟擴大公共建設

投資計畫落實節能減碳執行檢討作業要

點」，http://www.prowatertech.com.tw/，

2009年7月14日工程技字第09800309960函

[4]「公司購置節約能源或利用新及淨潔能源

設備或技術適用投資抵減辦法」，行政院

2004年12月22日院臺財字第0930057357號

令修正發布施行，其中節約能源設備認

定。

[5] LEED 2009 for New Construction and Major

Renovations Rating System」公開版，

USGBC 2008年11月。

[6] Kano模型，http://wiki.mbalib.com/zh-

tw/KANO模型

作 者陳主福/新湧科技股份有限公司