《中央空調節能常見的方法（續）補充冷卻水系統》

筆者在寫完上週的中央空調常見節能手法後，回頭看時發現居然遺漏了冷卻水的系統，所以這禮拜我們就來談談冷卻水布部分吧！如果對上週內容有興趣的可以點我回去複習一下。

首先，補充說明中央空調的組成，大致上可以將它區分為四大系統循環，即：冷媒系統、冰水系統、冷卻水系統，以及空氣系統。

從流程上來看，在涼爽的空氣吹到人之前，它原本是較高溫的空氣，藉由空調箱或風機的帶動，與冰水管路進行熱交換來將熱能帶走以得到冷氣；接著熱能再從冰水回水管路與冰機的蒸發器之低溫冷媒蒸氣進行熱交換，獲得設定的冰水溫度後，繼續進行與室內空氣的熱交換循環；而熱交換後冷媒蒸氣則進入冰機的壓縮機內被壓縮成高溫高壓的狀態，接著進入冰機的冷凝器與冷卻水系統進行熱交換，冷凝後的冷媒則再進入膨脹閥膨脹成低壓狀態，然後由蒸發器再度變為低溫氣態，又能再與冰水進行熱交換，甚或一般小主機便在此直接與室內空氣做熱交換；而帶走冷媒熱量的冷卻水，透過冷卻水泵送至戶外之冷卻水塔，透過自然對流以及利用冷卻鰭片加大與空氣的接觸面積，最終將熱能帶給大自然。示意圖如下：

從上圖便能發現，在中央空調中具有四項循環系統，為了產生人類所需要的空調冷氣，我們透過電能驅動冰機中冷媒的態相變化來進行搬熱的動作。因此會產生四個熱交換的過程，而熱交換過程的損失往往也是耗電的關鍵，若能提高換熱效率，形同提升設備運轉效率，這將能省下可觀的能源費用。

上週我們已經提到的節能手段是著重在冷媒系統（變頻壓縮主機）、冰水系統（變頻、變流量）、以及室內空氣側（變頻、變流量）的一些方法，這週便來補充一下冷卻水的部分。

在冷卻水系統裡，主要設備為冷卻水泵與冷卻水塔，透過變頻系統，一樣可以進行變流量控制，冷卻水泵變頻控制可調節進入冰機換熱的水量，但此部分控制須藉由較精密的控制系統來運作，譬如智慧管理系統，精算出所需要的冷卻水量後再進行調節，否則萬一水量不足除了會造成冰機換熱不良，亦會影響冰機運轉負載，甚至發生高溫跳機，不可不慎。

另一方面則是藉由分段變速或全段變頻的風扇來調節外氣的進氣量，可藉由所需的冷卻水溫度做調整依據，或是藉由智慧能源管理系統計算後的轉速做調節。

除了設備面的考量之外，水質也很容易被忽略，尤其較小型的冷卻水塔，若在水中沒有加藥抑制水垢生成，將造成水垢快速地在散熱鰭片上結垢，這將大大影響了散熱效率，而系統為了彌補這部分的散熱阻力，勢必將消耗更多的電能去驅動水泵與風扇來加大水量或進氣量。

同理，定期藥洗散熱鰭片也是維持高換熱效率應考量的節能維護項目。

雖然調高冷卻水溫度固然也可以省水塔風扇的電力，但卻會連動影響冰機效率下降，故不建議。

冷卻水塔風扇改良主要可分為兩種，一種是葉片的角度修改，重新製作旋轉時能產生更多風量的葉片，來提升進氣效率；另一種則是在不需要用到大風量的情況下，將葉片直徑車小，來降低負載，但此方法為不可逆，較不建議。在業界以第一種方法較常見，效果也比較好。

在過去，冷卻水系統節能主要還是透過對冷卻水塔的風扇做分段變速或變頻控制，但其實一般冷卻水塔的風扇都不大，所以節能效率雖然高，但換算成電費後其實並不多。而冷卻水泵的變流量並非主流節能措施，主因還是在於不當的控制對冰機的影響可能較大，不過隨著節能控制技術進步，現在透過智慧能源管理系統運算後去調節，已能取得不錯的成效。

空調裡的四項系統雖各有各的節能措施可以應用，但其實許多措施之間存在連動影響，因此能夠整合各項系統的智慧能源管理系統，具有調節最佳化的能力，將可做到最精確的能源利用，以最低耗電量滿足使用者的需求，達到真正節能的精髓。