V0.8 空調系統

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S200S300G皆已更新至新版(V0.8)V0.8最主要是加強空調系統的模擬分析功能。

在住商建築能耗中,空調的占比通常位居首位,是節能的重要環節。空調系統設計是一門專業,需要此領域的技師/工程師來執行。RBESP主要在建築初步設計階段提供下列兩大功能:
  • 估算空調容量,
  • 比較不同空調系統、運轉排程、室內溫度設定對能耗的影響。

在V0.8之前RBESP 只提供「理想空調」,它就像是一個有無窮大容量與送風量的空調系統。「理想空調」設定簡單,運算快速,是建築設計初期用來估算尖峰熱負荷很方便好用的工具。RBESP再以此來推算冷氣的總噸數。但「理想空調」無法提供個別樓層與設備組件(例如冰水主機、冷卻水塔等)之容量。

V0.8提供五種空調系統選擇:
  • 理想空調
  • 窗型空調(單體或分離式)
  • 變風量室外箱型空調 (以 ASHRAE 90.1 System 6,packaged VAV with PFP boxes,為原型)。
  • 變風量中央空調 (以ASHRAE 90.1 System 8,VAV with PFP boxes,為原型)
  • 無空調

下面是五種空調系統的綜合一覽表:

 
空調設定包括兩個部分:
  • 需求端(室內溫度)設定。不同樓層可以設定不同溫度。
  • 供應端(空調設備)設定。目前整棟建築只能設單一類別的空調設備,單一組的運轉排程。
以下以S200的空調設定介面做說明。S300G的設定介面大同小異。

 室內溫度設定


若室內熱負荷選擇「模板」輸入,只需設定主時段的冷氣溫度與暖氣溫度:

RBESP會依不同的建築類別自動預設主時段的時間。譬如辦公建築是周一至周五,早上7:00至下午7:00。旅館是一周7天,一天24小時都是主要使用時段。

若室內熱負荷選擇「表格」輸入,空調的溫度設定是在表格的下方,類似V0.8之前的設定,如下圖:





空調設備設定

選擇不同的「空調類別」會自動展現不同輸入欄位。預設的「空調類別」是「理想空調」,設定介面如下:

「理想空調」是虛擬空調,它的冷氣COP和暖氣COP也是虛擬的。可輸入您希望實際空調系統能達到的COP值。另,理想空調的定位是估算尖峰負荷,全年無休,啟用月份對「理想空調」無影響。

窗型/分離式空調的的輸入介面:

  • 在台灣,窗型冷氣機的「能源效率比」與「能源效率比值」都簡稱為「EER」。為避免混淆,RBESPCOP代表所有冷氣機的 「能源效率比」。此外,能源局對窗型冷氣機要求的最低COP,不論單體式或分離式,都小於3。 因市面上的窗型冷氣機其COP都超過3很多,所以預設值為3.5
  • 暖氣提供「電熱式」(EnergyPlus內部自動設定能效) 與「無暖氣」兩個選擇。因台灣多數窗型空調只有冷氣無暖氣。所以預設為無暖氣。
  • 啟用月份預設為1月至12月,i.e. 全年開啟。若只啟用幾個月,須注意 a. 開啟月必須早()於關閉月,b. 關閉時冷暖氣會一起關閉。

變風量室外箱型空調設定介面如下圖,與窗型空調相同,不再累述。


 變風量中央空調設定介面如下:



其中多了一項「冰水主機」,有a.水冷螺旋式;b. 水冷離心式;c. 氣冷式三種選擇。參考能源局頒佈之「空調系統冰水主機能源效率標準」,COP各自預設為4.9, 5.5, 2.79。

若室內熱負荷是以「表格」輸入,空調系統會延伸出「周排程」與「日排程」的輸入介面(如下圖)。日排程中若「迄」時是0,或是「起」「迄」是同一個時間,代表空調整天都關閉。



為何空調系統的運轉排程與室內溫度的排程獨立設定?
  • 「變風量室外箱型空調」與「中央空調」都是1對多的空調系統,必須能獨立設定運轉排程才能支援整棟大樓的多元溫度設定需求。
  • 室內溫度通常依作息設定,空調系統的排程可能因能源管理的目的而做不同的設定,譬如早上晚開1小時,或在尖峰用電時段暫停1小時等等。


不同空調系統估算的冷氣噸數會有差異


「理想空調」因為是理想空調,若建築只有一或少數樓層時,其估算的總冷氣噸數會傾向比其他空調系統估算的總冷氣噸數高。但在多樓層的情況下,因為「理想空調」是依據建築的尖峰負荷,在該尖峰時刻不一定所有樓層的熱負荷都同時達到尖峰,所以它估算的總冷氣噸數會有可能比其他空調系統估算的低。

「窗型/分離式」、「變風量室外箱型」、「變風量中央空調」三者間通常「變風量中央空調」估算的冷氣噸數會相對最高,因為需製造冰水再轉換成冷氣。其次是「變風量室外箱型」,因為冷氣經過風管傳送會有損失。「窗型/分離式」因直接把冷氣送入室內,估算的冷氣容量會相對低一點。

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