空調系統通常佔建築總能耗的 40% 至 60%。對於已運轉多年的既有建築,空調系統的老化與效率衰減往往是最大的節能潛力所在。我們依據 ASHRAE 標準與 ISO 50001 能源管理系統框架,透過系統化的效能評估、診斷與改善,協助客戶實質降低空調能耗與營運成本。

設計流程

  1. 能源使用現況調查——蒐集建築用電紀錄、空調系統運轉數據、設備銘牌資料與維護紀錄,建立能源使用基準線(Baseline)[1]
  2. 系統效能量測與診斷——對冰水主機、冷卻水塔、泵浦、空調箱等關鍵設備進行效能量測,評估實際運轉效率與設計值的差距。
  3. 節能機會識別——依據 ASHRAE 標準能效基準[2],識別設備汰換、控制優化、系統改造等各類節能機會,並進行優先排序。
  4. 改善方案設計——針對識別之節能機會,擬定具體的技術方案、設備規格與施工計畫,並計算預期節能效益與投資回收年限。
  5. 施工與調試——執行節能改善工程,完成設備安裝、系統調試與控制參數優化。
  6. 效益驗證——改善完成後進行為期數月的能耗追蹤比對,以 IPMVP 方法驗證實際節能效益[3]

技術規範與標準

  • ASHRAE Standard 90.1——建築節能標準,提供空調設備最低能效要求與系統設計規範,作為節能改善的效能基準[2]
  • ASHRAE Standard 189.1——高性能綠色建築設計標準,對節能目標提出更嚴格的要求[4]
  • ASHRAE Guideline 36——高性能控制序列指引,提供供水溫度重設、靜壓重設、最佳化啟停等控制策略的標準化實作方法[5]
  • ISO 50001:2018——能源管理系統國際標準,提供持續改善能源績效的系統化管理框架[1]

核心設計考量

冰水主機效率提升

冰水主機是中央空調系統中最大的單一耗能設備。老舊主機的 COP 可能僅有 3.5–4.5,而現代高效磁懸浮或離心式主機在部分負載下的 IPLV 可達 9.0 以上[2]。主機汰換往往是投資回收最快的節能措施,但必須同時考量冷卻水系統的配合優化。

控制系統優化

許多既有建築的空調系統採用固定設定值運轉,未能因應實際負荷變化調整。導入 ASHRAE Guideline 36 所建議的高性能控制序列[5],包括冰水出水溫度重設、冷卻水溫度最佳化、變風量系統靜壓重設、需量控制通風(DCV)等策略,可在不更換硬體的情況下實現 15%–30% 的節能效果。

變頻改造

冷卻水泵、冰水泵與冷卻塔風機的變頻改造是另一項高效益的節能措施。風機與泵浦的耗功與轉速的三次方成正比(Fan Affinity Laws),即使轉速僅降低 20%,耗功即可減少約 50%。

我們的優勢

節能改善工程不同於新建設計,必須在不影響既有系統運轉的前提下進行改造,對工程團隊的實務經驗要求極高。我們的團隊在既有建築空調系統的診斷與改善領域累積了豐富經驗,能夠精準識別節能機會,提出技術可行且經濟合理的改善方案,確保節能效益的實現。

常見節能改善項目

冰水主機汰換與最佳化

冰水主機佔中央空調系統總耗能的 35%–40%。運轉超過 15 年的傳統往復式或螺旋式主機,其 COP 值通常在 3.5–4.5 之間。更新為現代磁懸浮離心式主機後,全年加權效率 IPLV 可達 9.0 以上,節能幅度達 50%–60%。然而,主機汰換並非單純的設備更換——必須同步評估冷卻水系統的匹配性,包括冷卻水塔容量、水泵揚程與流量、以及管路系統的水力平衡,才能發揮新主機的最大效益。

空調箱與送風系統改善

許多既有建築的空調箱採用定風量(CAV)系統設計,無論實際負荷高低均以固定風量運轉,造成大量能源浪費。改造為變風量(VAV)系統後,送風量可依據各區域的實際冷房需求自動調節,風機耗能可降低 30%–50%。改造過程中須同時考量最小送風量的設定(維持通風換氣要求)、風管靜壓的重新平衡、以及末端設備的控制整合。

冷卻水系統優化

冷卻水系統的節能潛力常被忽略,但冷卻水泵與冷卻塔風機的耗能約佔系統總能耗的 15%–20%。透過變頻控制、冷卻水溫度最佳化設定(降低冷卻水溫可提升主機效率,但會增加冷卻塔風機耗能,需找到最佳平衡點)、以及冷卻塔的定期清洗與填料更新,可實現顯著的節能效果。

投資回收分析

節能改善工程的經濟評估是業主決策的重要依據。我們對每一項改善措施均進行詳細的投資回收分析,包括初期投資成本、年節能金額、設備壽命、維護成本差異及電價趨勢等因素。一般而言,控制系統優化的投資回收期最短(1–2 年),變頻改造次之(2–3 年),主機汰換的回收期較長(3–5 年)但絕對節能金額最高。我們會依據業主的預算與優先順序,規劃分階段的改善計畫,讓每一筆投資都能產生最大的節能效益。