送 風 系 統 / 設 備

送 風 系 統 是 指 空 調 系 統 內 負 責 把 經 過 處 理 的 空 氣 運 送 到 空 調 房 間 中 的 系 統 。 此 系 統 包 括 所 有 在 冷 凍 空 氣 輸 送 網 絡 內 的 設 備 〔 例 如 通 風 管 道 、 風 扇 、 送 風 機 〕 、 空 氣 擴 散 器 〔 即 風 咀 〕 、 加 濕 及 除 濕 設 備 等 。 以 下 將 會 介 紹 多 種 可 以 被 應 用 在 送 風 系 統 中 的 節 能 科 技 。

• 置 換 式 通 風
• 送 風 系 統 的 熱 回 收 裝 置
  • 滾 動 式 熱 交 換 器 和 除 濕 綜 合 熱 回 收 裝 置
  • 熱 管
  • 循 環 盤 管
• 液 態 乾 燥 劑 空 調
• 微 導 管 熱 交 換 器
• 輻 射 頂 板 供 冷 系 統

置 換 式 通 風

技 術 概 要 ：

置 換 式 通 風 是 通 過 從 地 板 附 近 送 出 低 流 速 、 而 低 溫 的 風 。 送 風 會 慢 慢 地 向 天 花 板 的 方 向 上 升 而 取 代 陳 舊 的 空 氣 。 房 間 內 的 空 氣 將 呈 層 狀 分 佈 ， 溫 度 較 高 的 空 氣 主 要 集 中 在 房 間 的 上 部 ， 而 較 冷 及 較 新 鮮 的 空 氣 則 集 中 在 工 作 區 域 。 下 圖 為 置 換 式 通 風 系 統 的 示 意 圖 。

置 換 式 通 風 系 統 示 意 圖

它 如 何 節 約 能 源 ？

採 用 置 換 式 通 風 可 以 在 以 下 幾 個 方 面 降 低 系 統 的 能 源 消 耗 ：

能 節 潛 力

置 換 式 通 風 系 統 的 節 能 效 果 很 大 程 度 上 取 決 於 空 調 系 統 的 控 制 策 略  、建 築 物 的 類 型 、 和 氣 候 環 境 。 總 體 來 說 ， 置 換 式 通 風 的 製 冷 耗 電 量 比 傳 統 混 合 式 通 風 系 統 為 低 。

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送 風 系 統 的 熱 回 收 裝 置

技 術 概 要 以 及 怎 樣 節 能 ：

a) 滾 動 式 熱 交 換 器 和 除 濕 綜 合 熱 回 收 裝 置

滾 動 式 熱 交 換 器 是 一 個 有 旋 轉 輪 的 熱 交 換 器 。 它 透 過 旋 轉 輪 在 空 調 系 統 的 鮮 風 和 房 間 的 排 風 進 行 熱 能 交 換 。 送 風 管 的 連 接 方 式 可 以 使 兩 種 氣 流 都 沿 軸 逆 流 方 式 流 經 大 約 半 個 旋 轉 輪 。 旋 轉 輪 中 的 多 孔 物 質 可 在 較 高 溫 度 的 氣 流 中 吸 熱 ， 然 後 將 較 冷 的 氣 流 加 熱 。

有 些 滾 動 式 熱 交 換 器 會 加 上 乾 燥 劑 （ 如 矽 膠 ） ， 這 可 把 濕 氣 由 一 股 氣 流 傳 遞 到 另 外 一 股 氣 流 ， 因 此 較 潮 濕 的 空 氣 會 被 弄 乾 而 較 乾 燥 的 空 氣 會 被 濕 潤 。 顯 熱 交 換 和 潛 熱 交 換 在 滾 動 式 熱 交 換 器 和 除 濕 綜 合 熱 回 收 裝 置 中 同 時 發 生 。

滾 動 式 熱 交 換 器 的 運 作 概 念

(b) 熱 管

熱 管 是 一 種 被 動 式 的 熱 回 收 裝 置 。 它 由 多 條 管 子 組 成 ， 而 這 些 管 子 被 分 隔 板 分 為 蒸 發 器 和 冷 凝 器 兩 個 部 分 。 熱 空 氣 流 經 蒸 發 器 ， 而 冷 空 氣 則 由 相 反 方 向 流 經 冷 凝 器 ， 從 而 使 熱 能 於 兩 種 氣 流 間 傳 遞 。 下 圖 是 典 型 的 熱 管 示 意 圖 。

熱 管 換 熱 器

為 了 提 高 除 濕 效 能 ， 熱 管 的 盤 管 和 除 濕 盤 管 通 常 都 安 裝 在 一 起 ， 形 成 包 圍 式 的 佈 置 ， 熱 管 包 圍 在 冷 卻 盤 管 的 周 圍 ， 而 部 分 熱 導 熱 管 盤 管 在 上 游 ， 另 外 一 部 分 則 在 下 游 。 如 下 圖 一 樣 。

熱 管 在 風 櫃 機 的 應 用

熱 管 可 以 同 時 對 空 氣 進 行 預 冷 和 加 熱 處 理 。 熱 管 的 預 冷 部 分 放 置 在 進 風 口 。 當 熱 空 氣 流 經 熱 管 時 ， 熱 管 中 的 製 冷 劑 會 蒸 發 ， 並 將 熱 量 帶 到 熱 管 的 加 熱 部 分 ， 從 而 把 空 氣 加 熱 。 空 氣 流 經 冷 卻 盤 管 便 會 繼 續 被 冷 卻 到 較 低 的 溫 度 ， 從 而 移 除 更 多 空 氣 內 的 冷 凝 水 。 這 些 被 " 過 度 冷 卻 " 的 空 氣 會 透 過 熱 管 加 熱 部 分 重 新 加 熱 到 一 個 合 適 的 溫 度 。

循 環 盤 管 系 統

(c) 循 環 盤 管

循 環 盤 管 是 安 裝 在 送 風 以 及 回 風 氣 流 上 的 翅 片 式 銅 盤 管 。 盤 管 之 間 有 管 道 連 接 ， 可 循 環 水 、 乙 二 醇 或 傳 熱 液 體 。 這 系 統 利 用 排 風 中 的 能 量 對 室 外 鮮 風 進 行 事 先 處 理 。 在 夏 季 ， 空 調 房 間 的 排 風 先 對 盤 管 內 的 循 環 液 進 行 冷 卻 ， 然 後 就 可 以 利 用 這 比 較 冷 的 循 環 液 對 溫 度 較 高 的 鮮 風 進 行 預 冷 。 在 冬 季 ， 這 個 過 程 正 好 相 反 ， 排 風 中 的 熱 量 會 被 用 來 預 熱 較 冷 的 鮮 風 。

液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統

技 術 概 要 ：

液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 是 利 用 液 體 乾 燥 劑 來 去 除 空 氣 中 的 濕 氣 和 潛 熱 ， 氯 化 鋰 是 最 常 用 的 乾 燥 劑 溶 液 。 一 般 的 液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 是 由 兩 個 主 要 單 元 組 成 ， 分 別 是 吸 收 器 和 發 生 器 兩 個 小 室 。 在 吸 收 器 裡 ， 乾 燥 劑 溶 液 會 被 噴 灑 在 濕 潤 的 氣 流 中 從 而 吸 取 氣 流 中 的 水 份 。 吸 收 了 水 份 的 乾 燥 劑 溶 液 會 被 稀 釋 ， 而 這 稀 釋 的 乾 燥 劑 溶 液 會 被 送 到 發 生 器 。 在 發 生 器 裡 ， 液 體 乾 燥 劑 將 從 吸 收 器 所 吸 收 的 水 蒸 氣 經 加 熱 後 釋 放 ， 並 從 氣 流 中 排 走 。 經 除 濕 的 液 體 乾 燥 劑 接 著 會 被 送 到 吸 收 器 循 環 再 用 。 下 圖 是 這 系 統 的 示 意 圖 。

液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 示 意 圖

它 如 何 節 約 能 源 ？

液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 首 先 把 鮮 風 進 行 了 初 步 的 空 調 處 理 ， 並 且 降 低 了 空 氣 的 濕 氣 含 量 。 當 鮮 風 的 濕 球 溫 度 和 送 入 的 鮮 風 的 溫 度 比 較 低 時 ， 該 系 統 可 同 時 處 理 潛 負 荷 以 及 部 分 顯 負 荷 。 由 於 此 系 統 已 經 處 理 了 大 部 份 的 濕 負 荷 ， 所 以 它 能 使 空 調 系 统 於 較 高 的 蒸 發 溫 度 下 運 作 ， 從 而 提 高 機 組 的 性 能 系 數 （ COP ） .

乾 燥 劑 溶 液 的 再 生 過 程 需 要 有 熱 量 輸 入 ， 通 常 可 以 採 用 較 低 品 質 的 能 量 ， 如 太 陽 能 、 工 業 過 程 中 的 廢 熱 ， 從 而 減 少 最 初 能 源 的 消 耗 。

能 節 潛 力

液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 的 節 能 效 果 取 決 於 鮮 風 狀 態 和 系 統 的 配 置 情 況 。 美 國 的 一 個 研 究 表 明 ， 與 傳 統 的 新 風 處 理 機 組 相 比 ， 液 態 乾 燥 劑 空 調 系 統 在 鮮 風 空 調 預 處 理 中 能 節 約 20-25 ％ 的 能 源 [1] 。

進 一 步 的 資 料 來 源 ：

此網頁的超連結有可能引向由第三方發行或營運的網站。National Renewable Energy Laboratory

微 導 管 熱 交 換 器

技 術 概 要 ：

微 導 管 熱 交 換 器 是 由 很 多 裝 有 鰭 片 的 微 管 子 組 成 ， 而 流 體 就 在 管 子 內 流 動 。 空 氣 會 與 管 子 成 直 角 地 流 過 來 進 行 熱 交 換 。 在 微 管 子 與 微 管 子 之 間 有 許 多 扇 狀 褶 皺 的 散 熱 片 結 構 。 這 個 結 構 可 延 長 流 經 微 通 道 的 空 氣 的 時 間 ， 從 而 提 高 散 熱 效 率 。

它 如 何 節 約 能 源 ？

微 導 管 熱 交 換 器 的 傳 熱 效 果 比 傳 統 的 熱 交 換 器 要 高 ， 其 原 因 如 下 ：
1. 較 小 的 製 冷 劑 流 道 增 加 了 製 冷 劑 的 傳 熱 ；
2. 管 道 扁 平 的 流 向 降 低 了 空 氣 的 流 動 阻 力 ， 從 而 產 生 了 較 高 的 空 氣 流 量 和 降 低 了 風 機 的 功 率 消 耗 。

由 於 換 熱 效 率 提 高 了 ， 微 通 道 熱 交 換 器 可 比 傳 統 熱 交 換 器 有 較 小 的 體 積 ， 但 卻 能 夠 擁 有 相 同 的 換 熱 量 。 體 積 較 小 的 熱 交 換 器 降 低 了 製 冷 劑 的 壓 力 損 失 ， 並 提 高 了 壓 縮 機 的 整 體 效 率 。

能 節 潛 力

此 設 備 的 節 能 效 果 與 熱 交 換 器 的 大 小 、 使 用 範 圍 以 及 其 它 製 冷 部 件 的 優 化 配 置 有 很 大 關 係 。 總 體 來 說 ， 這 種 熱 交 換 器 的 效 率 比 傳 統 鰭 片 管 換 熱 器 高 大 約 15 ％ 。

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輻 射 頂 板 供 冷 系 統

技 術 概 要 ：

在 輻 射 頂 板 供 冷 系 統 （ 或 者 稱 為 冷 樑 柱 系 統 ） 中 ， 房 間 的 天 花 板 內 設 有 冷 水 管 。 這 些 管 子 貼 近 天 花 板 表 面 或 者 安 裝 在 嵌 鑲 板 內 ， 通 過 自 然 對 流 和 輻 射 換 熱 來 冷 卻 房 間 （ 如 下 圖 所 示 ） 。 但 是 ， 水 蒸 氣 會 比 較 容 易 在 較 冷 的 天 花 板 表 面 凝 結 積 聚 ， 這 有 可 能 破 壞 天 花 板 的 材 料 。 因 此 ， 可 能 需 要 配 合 一 個 鮮 風 處 理 機 組 來 對 室 外 鮮 風 的 濕 度 進 行 處 理 。

天 花 板 輻 射 製 冷 系 統 示 意 圖

它 如 何 節 約 能 源 ？

這 種 系 統 的 一 個 基 本 的 節 能 途 徑 是 它 可 以 在 較 高 的 冷 凍 水 溫 度 下 工 作 ， 這 樣 就 提 高 了 製 冷 機 的 蒸 發 溫 度 ， 從 而 降 低 了 製 冷 機 的 耗 電 量 。 天 花 板 輻 射 製 冷 系 統 所 需 的 冷 凍 水 溫 度 通 常 比 傳 統 的 製 冷 機 冷 水 温 度 高 攝 氏 3-5 度 。
除 了 較 高 的 冷 凍 水 溫 度 運 作 之 外 ， 這 系 統 還 可 以 降 低 送 風 量 。 當 和 鮮 風 處 理 機 組 配 合 使 用 時 ， 輻 射 頂 板 供 冷 系 統 能 夠 降 低 系 統 的 總 通 風 量 和 更 有 效 的 處 理 顯 負 荷 ， 從 而 節 省 能 量 。 系 統 通 風 耗 電 量 的 降 低 是 因 為 通 風 量 只 要 滿 足 房 間 的 通 風 要 求 （ 全 空 氣 空 調 系 統 最 高 冷 凍 量 的 通 風 需 求 的 25% － 30 ％ ） 。

能 節 潛 力

根 據 美 國 一 項 研 究 顯 示 ， 當 天 花 板 輻 射 製 冷 系 統 和 鮮 風 處 理 機 組 配 合 使 用 時 ， 此 系 統 的 鮮 風 製 冷 需 求 可 以 比 可 變 風 量 系 統 節 省 約 15% － 20 ％ [1] 。

參 考 資 料