《中央空調主機應用介紹》

之前我們介紹過中央空調的節能，其中最主要的耗能設備，便是主機，它往往占整體空調用電的50%以上，其中更以冰水主機為最多，這週我們就來針對空調主機應用來做一點更深入的介紹。

空調主機之於空調系統，就像是心臟之於人類，一旦故障或效能降低，是直接對系統造成影響的，因此使用者有必要多了解一些主機相關的知識，對於在使用上或是保養維護上，都會有一定的幫助。

一般常見的空調主機，主要是按冷媒壓縮形式來區分，可分為：渦卷式、螺旋式、離心式，其也相對應在不同程度的空調需求量上。另外較大型的場域，例如工廠，也常見到利用廢熱回收的吸收式冰水主機。此外也有不少規模較大的場域，會考慮使用儲冰式主機，此類型主機是以離峰時製冰，並於非離峰時融冰產生低溫空氣來做空調使用，與冰水主機藉由冰水循環不同。下面我們就對這些類型的設備做進一步介紹。

渦卷式主機主要使用範圍大約在空調需求量0.5 RT～100 RT（冷凍噸）的範圍，適用於較小的場域，例如咖啡廳、小型商辦或是小型超市。通常是以複數壓縮機做疊加搭配（ex: 2~8）至所需的空調用量。可再依照冷卻形式區分為氣冷式與水冷式，氣冷式自帶風扇將熱傳遞至大氣，水冷式則另需冷卻水塔進行散熱。

其優點是體積小、安裝簡易、多壓縮機備載，但是在效率上並不能算是特別好，以COP（制冷能力kW／能耗kW）來看，大約介於3～4之間，部分負載IPLV則可到3.5～5.0。

螺旋式冰機應用範圍約在30 RT～1000 RT，可說是最常見的冰機，基本上多為水冷卻形式，需搭配冷卻水塔，依蒸發器不同，還可再區分為直膨式與滿液式，但由於滿液式蒸發器熱傳效率較好（優於直膨式20～30%），現已成為主流。

目前最常見的滿液式主機形式為雙壓縮系統，通常會以一定頻一變頻來組合，定頻壓縮可為四段變速，即25%、50%、75%與100%，變頻則可在約20%負載以上做無段變頻調整，可以應付最多的使用需求變化，在節能上有很大的幫助。

整體來說螺旋式冰機COP在3.5～5.5之間，部分負載IPLV落在4.0～8.5之間，搭配變頻系統可以更高。

離心式冰機所應用的場域範圍約在200 RT以上，主要為大量需求之場域所使用，基本上均需要搭配冷卻水系統作為散熱之用。COP在5.5～7.0之間，部分負載IPLV則在9.0～12.0（變頻）之間。

此外近來各家離心式冰機廠商紛紛推出磁浮式冰機，除了可以用於更小的場域（空調需求～90 RT）、體積更小之外，由於少了機械軸承的損耗，大幅降低起動電流、降低噪音、機械損耗且移除了油冷卻系統，相較傳統離心式冰機可節省約10%以上的能源損耗。只是軸承控制系統較為複雜且精密，通常需搭配不斷電系統以維持突發狀況下轉子降速需求。不過由於造價較一般離心式冰機為高，國內尚未普及使用，但在節能減碳政策需求下，可視為未來舊機汰換的趨勢。

吸收式冰機與壓縮式冰機的最大差異是在於以「發生器」與「吸熱器」的組合來取代壓縮機，通常以溴化鋰作為吸收劑，以水為冷媒，透過熱源（熱水、蒸氣、廢熱或以燃料燃燒生熱）加熱吸收劑以維持對水氣的高吸收力，再由水蒸發對冰水吸熱來製冷。可分為單效（製冷）與雙效（製冷＆製熱）。

由於系統較為複雜且需有熱源，故一般應用較少，多見於工廠以廢熱來做再利用最有效益，現已鮮少有以能源燃燒來製熱後再做製冷的使用（電價高於能源價的地方）。

大致來看，其COP較低大約在1.0左右，但若是利用原本就要排放的廢熱，就會是很好的應用。

儲冰式主機最大的特點就是利用離峰電價製冰，尖峰時融冰與循環冰水做熱交換，透過冰水泵送至現場，再由風機與室內氣體做熱交換來產生冷氣，轉移尖峰用電除了可以降低用電契約量，亦可節省與日間流動電費之差價，但以設備能耗來看，製造冰塊自然要比製造冰水花費更多的能量，因此儲冰系統是能節省電費但並不節能。

上述各種不同的中央空調主機，各有優缺與適用的場所，並無孰優孰劣，需視現場狀況來搭配最適合的設備。另外需注意本文並未加以區分不同冷媒種類或冷卻水的溫度所造成的影響，僅以一般的見解來做介紹避免過於複雜化，讀者若有需求時，還是要與製造廠商坐下來對整體環境與需求做討論，以選出最適合的設備。