中央空調冰水機性能監測系統簡介

1. 中央空調冰水機性能監測系統簡介 劉 中 哲 能資所 熱流組 中華民國 93 年 7 月 3 日

2. 系統發展理念(1) • 主機平日運轉效率與新機效率一樣重要，監測系統應普及至每一台主機。 • 監測系統應滿足冰水機運轉監測需求，包括冷凍噸、效率、水質等。 • 滿足現場與遠端監測使用需求。 • 減輕主機管理人員負擔。

3. 系統發展理念(2) • 多種資料蒐集硬體彈性組合。 • 採泛用的通訊架構。 • 最低初置成本與最低操作成本。 • 安裝工程對主機及機房影響減至最低。

4. 功能與技術指標(1) • 適用於所有冷媒蒸氣壓縮式中央空調冰水機，多台監測。 • 搭配可程式控制器(PLC)或記錄器與電力分析儀，建構成為冷凍噸、效率、水質監測系統。 • 專用電腦分析軟體，可進行冰水機運轉狀態監測。即時圖表曲線及測試資料分析歸納。

5. 功能與技術指標(2) • 可自訂任意量測數據或自行建立數據作為比較基準(base line) ，例如定義base line為某運轉條件下無污垢之主機效率。 • 可進行多組測試數據比對，例如不同年份或月份或任一時間、任一溫度或流量條件下之能力與效率比較。 • 透過網路進行遠端資料分析。

6. 現場(客戶端)監測架構說明

7. 現場監測架構圖 資料來源：台北科技大學

8. 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.電力：電流、電壓、功因、功率d.水質：pH、導電度、ORP計算項目：a.溫度差：冷卻水溫差、冰水溫差。b. 冷凍能力(RT)c.主機效率(COP、EER、kW/RT) 系統擷取與計算項目

9. 溫度量測 • 溫度感測器一般常用熱電偶、電阻式溫度感測器。 • 熱電偶成本低、精度較低(0.5 ℃) 、使用彈性大。 • 電阻式溫度感測器成本高、精度較高(0.3 ℃) 、無溫井時需使用表面量測型感測器。

10. 流量量測 • 高成本的做法：採用浮子式、槳葉式、電磁式、超音波式等各式流量計直接量測流量。 • 低成本的做法：量測熱交換器水側差壓，由軟體轉換為流量。 • 水側差壓與流量的關係：由冰水機製造廠提供，或由現場實測而得。

11. 蒸發器水壓損與流量關係 資料來源：詮恩公司

12. 電力量測裝置 • 高成本的做法：採用三相電力分析儀。 • 中成本的作法：採用電功率轉換器。 • 低成本的作法：固定電壓功因，以電流轉換器直接量測電流。主機部分負載時較不準確。

13. 水質量測裝置 • 使用一般水質感測器，留意取樣位置的代表性。

14. 資料擷取裝置 • 使用可程式控制器(PLC) ， • 或使用資料擷取模組， • 或使用記錄器， • 或使用自行開發的資料擷取器。

15. 安裝工作對冰水主機與機房的影響 • 溫度sensor部分：不會破壞管路，量測四個水溫，若無多餘溫井可用，則使用表面式電阻式溫度計 • 流量sensor部分：以水差壓計來量測冷卻水流量與冰水流量，若無多餘水壓取出口，需於壓力表頭旁加裝直徑1/4英吋的水壓取出口，一共四個。 • 電力sensor部分：需加裝比流器於電線上，共三個。 • 水質sensor部分：pH、導電度、ORP sensor。 • 通訊部分：需有網路線，由網路線分享器分出即可。

16. 現場監測軟體架構 • 程式開發語言：Visual Basic • 作業系統：MS Windows XP、 MS 2000 • 資料庫：MS Access • 資料產生：依設定每日產生一檔案 • 資料傳送：採用email方式自動或手動給伺服器

17. 客戶端量測輸入點參數設定

18. 客戶端客戶基本資料設定

19. 客戶端冰水機擷取系統與電力計設定

20. 客戶端冰水機運轉資料即時量測畫面

21. 遠端(伺服端)管理系統架構說明

22. 遠端監測連線方式 資料來源：台北科技大學

23. 遠端管理系統軟體架構 • 程式開發語言：Visual Basic • 作業系統：MS Windows NT Server • 資料庫：SQL Server • 資料接收：採用自動或手動方式接收email

24. 選擇分析客戶對象

25. 選擇分析冰水機對象

26. 依數值範圍查詢

27. 依時間範圍查詢

28. 查詢結果

29. 基準值資料庫50筆與比較用之指定基準線

30. 曲線圖繪製 水溫 冰水器能力、冷凝器能力、冷凍噸數、COP

31. 結 語 • 主機運轉效率之維持，有賴嚴謹的保養，由本系統可掌握最佳保養時機。 • 本系統為針對冰水機管理需求所開發的最簡單、最低成本的性能監測系統。 • 未來將增加熱交換器污垢係數分析、電費分析功能與其他實用功能。

32. 敬請指教