管路阻抗曲線的應用-空調水側系統IPLV能效評估-冰水管路有三種負載模型比較(非CMVP的方法)
何謂CMVP：CMVP 為國際量測驗證師的縮寫 | Certified Measurement & Verification Professional program (CMVP)
編輯:簡煥然
煜然有限公司
節能量測:陳建龍CMVP
殷聖工程有限公司
前言
本分講義的目標在讓廠務工程師可以利用管路阻抗曲線進行空調水側系統
IPLV的能效計算，本份講義的內容有：
a.水側系統各項耗電與冷凍能力數據記錄，泵浦出入口壓力，蒸發器與冷凝器出入口溫度。
b.以冰水10Lpm/RT與冷卻水12.5Lpm/RT@5℃溫差進行水量推估。
c.計算冰水管路系統阻抗曲線，計算冷卻管路系統阻抗曲線。
d.計算100%、75%、50%、25%負載時的流量揚程。
e.計算IPLV部分負載時冰機能效、泵浦能效、冷卻塔能效。
f.冰水管路有三種負載模型比較：冰水管路模型一：管路固定、冰水管路模型二：管路變動負載、冰水管路模型三：管路終端負載
1. 運用管路阻抗曲線計算空調水側系統IPLV能效的方法
前言：希望本文的評估方法可以減少人力支出，一般的廠務人員也可以執行，並能取得一些有用的數據可以參考。
目的：在以現場可以獲得的數據進行蒐集紀錄與計算，讓空調水側系統的能效指標有初步了解，方便後續改善案的評估。
實施方法：
步驟1.蒐集數據： 功率紀錄表、冷凍容量溫差紀錄表、泵出入口壓力與冷卻塔位差及室外環境濕求溫度紀錄表。
步驟2.能效指標計算：用冷凍容量與各項設備耗電量計算能效指標，用冰機能效指標作為後續的計算參考，含系統熱負載能效與冷媒熱負載能效。
步驟3.運轉冷凍容量RT、流量與流速計算：用冷凍容量推算流量，10Lpm/RT,12.5Lpm/RT，用溫差5℃為標準推算平均流量與計算管內流速。
步驟4.計算泵浦的耗電比與冷卻塔能效指標：耗電比=耗電功/流功；平均冷卻水流量(gpm)/馬力(hp)。
步驟5.計算管路阻抗曲線：冰水管路以遠端變動負載來計算，冷卻水管路以固定管路負載來計算，用泵出入口壓力差與管路流速，計算泵浦揚程，並計算阻抗曲線的係數C0與C1，用平均流量計算並繪出曲線圖及在線上標示出操作點與計算流功。
步驟6.管路負載模式： 冰水管路以遠端負載模式，冷卻水管路以固定負載模式，溫差為5℃為主，由冰機規格分別計算負載100%、75%、50%、25%的冷凍容量與個別流量。
步驟7.部分負載泵浦流功計算與耗電功計算：負載100%、75%、50%、25%，依負載曲線計算出泵浦的揚程與流功，並用耗電比反推耗電量，用冰水機的能效指標反推部分負載的耗電量，用冷卻塔的節能指標計算冷卻塔耗電量。
步驟8.部分負載設備節能指標計算：部分負載的各項能效指標。
步驟9. IPLV（integrated part load value)綜合部分負荷性能係數計算：
在三個冰水管路負載模型中分別計算。
IPLV = 2.3%×A + 41.5%×B + 46.1%×C + 10.1%×D，A是100%運轉，B是75%運轉，C是50%運轉，D是25%運轉。
2.IPLV計算數值(非CMVP的做法)的侷限性
a.泵浦的耗電比：事實上在低轉速下泵浦耗電比會變劣化，讓泵浦在部分負載時會低估泵浦的耗電量。
b.冰機的能效：變頻冰機，每一顆壓縮機都有變頻，在部分負載下能效表現有可能更好，非變頻機組的能效會變差，也就是冰水機的耗電量會有誤差，低估或高估。
c.溫差：推估以溫差5℃為標準，事實上冰機並非這樣運轉，要看冰機的控制系統是否如此，在部分負載下許多冰機會設法提高蒸發器的壓力與溫度並降低冷凝器的壓力與溫度，真正的溫度變化無法得知，也就是流量與壓力都會循著阻抗曲線變動。
d.數據來源：許多現場錶頭年久失修。
3.IPLV的誤差與節能改善評估
a.報告：現場初勘報告會把實施方法的量測數據與推估數據都列出，並把Ashrae90.1的標準上限值列出作對比。
b.誤差：勘查報告的推估數據之誤差會超過10%，但若各項耗能指標都超過Ashrae90.1的差距在20%以上時，就值得列入CMVP的量測，需要付費，以便進行後續的改善工作，CMVP的量測誤差在5%左右，更能準確估算出更新的投資是否值得投資。
c.短期回收：節能回收分為短期與長期，多數評估以2年回收為主，設備更新投資在2年內由節能電費回收。
d.長期回收：以設備的生命週期來考量，因為在生命週期中的總費用中，設備初期投資只佔<3%不到，而設備的運轉能耗卻佔>95%以上，許多長期運轉的生產設備逐漸考慮長期節能，尤其像蘋果這類公司的要求會愈來愈多，現在台積電也宣示要節能20%。
4.案例-設備冰水機-水側系統
冰水機：額定容量200RT，操作點負載率60%，冰水機耗電量72kW，蒸發器入水溫度11℃出水溫度7℃，冷凝器入水溫度30℃出水溫度34℃ 。
泵浦：冰水泵入口壓力0.5bar出口壓力2.5bar耗電功8kW，冷卻泵的入口壓力0.5bar出口壓力2.0bar耗電功7kW。
冷卻水塔：耗電功3kW，冷卻塔位差3m。
5.步驟2.能效指標計算
a.案例1-常見空調系統狀況，能效指標與泵浦搬運效率
備註：
冰水機能效缺乏變頻
冰水泵、冷卻泵和冷卻塔缺乏變頻
總耗電為系統能效
>>冷媒＝冰水機＋冰水泵 ＝ 158.6 + 27.5 (單位是kw，換算成 RT要除3.516)
>>1冷凍噸(RT)＝3.516kw
所以冷媒熱負載 = (158.6+27.5)/3.516 + 193.1 = 246.2RT
冷卻泵耗電＝ 24.1 kW
冷媒熱負載指標 = 24.1/246.2 = 0.0979kW/RT
b.案例2-設備冰水機-水側系統
c.案例2-磁浮冰機200RT@60%負載+泵浦變頻，能效指標與泵浦搬運效率
備註：
冰水機能效為0.6kW/RT
冰水泵、冷卻泵和冷卻塔變頻+能效再提升
總耗電為系統能效
冷媒熱負載=(72+8)/3.516+120 = 142.75RT
冷卻泵耗電＝ 7 kW
冷媒熱負載能效指標= 7/142.75 = 0.049kW/RT
6.步驟3.運轉冷凍容量RT、水的流量與流速計算
a.案例2磁浮冰機能效推算(以下為假設值)
磁浮離心冰機2台並聯，額定總容量200RT，運轉負載60%
系統熱負載 = 200×60% = 120RT = 421.9kW (單位換算：1RT = 3.516kW)
壓縮機總耗電量 = 36kW + 36kW = 72kW (參照案例2的冰水機耗電)
再將總耗電量作單位換算為RT => 72/3.516 = 20.5RT
冰水機能效 = 72/120 = 0.6(kW/RT) → 很棒的能效!
磁懸浮機的優秀表現不會讓人失望!
b.案例2冰水流量推算
冰水設計規格 : 冰水10Lpm@1RT@5℃溫差
冷卻水設計規格 : 冷卻水12.5Lpm@1RT@5℃溫差
冰水溫差 = 4℃，出水7℃，入水11℃
冰水流量 = 120RT × 10Lpm × 5℃/4℃ = 1500Lpm
流功 = 壓力 × 流量
流量 ＝ 流功 / 壓力
1kw=(mpa*l/min)/60
1kw=60mpa·l/min
q(kW) = m (kg/sec) x Cp (kJ/(kgK)) x △T (°C或是K)
q(kW) = 密度 ρ(kg/m3) x 流量 Q(m3/sec) x Cp (kJ/(kgK)) x △T (°C或是K)
LPM 流量 (l/min) = 60 x kW/ ( Cp x △T )
>> 60 x 120 RT / (4.186 x 4 ) >>
冰水流量 = 60 x ( 120×3.516 )/( 4×4.186 ) = 1512Lpm
平均冰水流量 = ( 1500+1512 )/2 = 1506Lpm
流量Q (LPM 換算成每立方公尺/秒) = 1506/60/1000
Lpm去換算成m3/sec
LPM是liter per minute的縮寫，表示：升/分鐘，流量單位。
1LPM=1/60/1000 (m3/sec)
6吋管外徑 = 165.2mm，壁厚 = 5.0mm，管內徑 = 155.2mm
管截面積 = 18918mm2/1000000 = 0.0189m2 (單位換算)
(1m=100cm=1000mm，所以是10002)
面積A = 0.0189 (m2 )
平均流速V (m/sec) = 流量Q/面積A
平均流速= 1506/60/1000/0.0189 = 1.32m/sec
c.案例2冷卻水流量推算
冷卻水溫差 = 4℃，出水34℃，入水30℃
冷卻水流量 = 120 × 12.5Lpm × 5℃/4℃ = 1875Lpm
冷卻水流量 =( 120 × 3.516+72 )/( 4×4.186 )×60 = 1769Lpm
平均冷卻水流量 = ( 1875+1769 )/2 = 1822Lpm
6吋管外徑 = 165.2mm，壁厚 = 5.0mm，管內徑 = 155.2mm
管截面積 = 18918mm2/1000000 = 0.0189m2 (單位換算)
平均流速 = 1822/60/1000/0.0189 = 1.6m/sec
7.步驟4.計算泵浦的耗電比與冷卻塔能效指標
a.案例2中的冰水泵浦輸出流功與耗電比推算
冰水泵入口壓力 = 0.5bar，冰水泵出口壓力 = 2.5bar
冰水泵揚程 = (2.5-0.5)×10=20m
1bar=1公斤=100kpa=0.1mpa=10米水柱，也就是10m的揚程
冰水泵流量 = 1506Lpm
流功（kW）= 密度ρ（Kg/m3）× 加速度g(m/sec2) ×揚程H（m）× 流量Q（m3/sec）/1000
水的密度是 1.0 × 103 （Kg/m3）
(單位換算：1 m3/sec = 60,000 l/min = 60 x 1000 LPM)
冰水泵流功 = (1000 ×9.8 ×20×1506)/(1000×60×1000) = 4.9kW
冰水泵耗電比 = 8/4.9 = 1.63 ≫ 1.538 理想值是8 節能是輸入的地方節能
b.案例2冷卻水泵浦輸出流功與耗電比推算
冷卻泵入口壓力 = 0.5bar，冰水泵出口壓力 =2 .0bar
冷卻泵揚程 = (2.0 -0.5) × 10 = 15m
冷卻泵流量 = 1822 Lpm
冷卻泵流功 = ( 1000 × 9.8 × 15 × 1822 )/( 1000 ×60 × 1000 ) = 4.46kW
冷卻水泵耗電比 = 7/4.46 = 1.57 ≤ 1.677
c.案例2冷卻水塔能效推算
冷卻水流量 = 1822Lpm = 1822/3.7854 = 481.3gpm
冷卻塔耗電功 = 3kW = 4.02hp
冷卻能效 = 481.3/4.02 = 119.7 gpm/hp ≫ 40.2 gpm/hp
8.步驟5.計算管路阻抗曲線
管路阻抗曲線
a.案例2冰水側管路阻抗曲線計算
冰水流量 = 1506Lpm，揚程 = 20m
冰水阻抗曲線，HL = C1 × Q2
20 = C1 × 15062，C1 = 0.00000882
b.案例2冷卻水側管路阻抗曲線計算
冷卻水流量 = 1822Lpm，揚程=15m，冷卻塔位差 C0= 3m
冷卻水阻抗曲線，HL=C0+C1×Q2
15 = 3 + C1 × 18222，C1 = 0.00000361
9.步驟6.部分負載泵浦流功計算(假設管路系統不變)-管路負載模式-先計算100%負載時的流量揚程
a.案例2計算100%負載@溫差5℃時的流量、揚程與流功
冰水流量 Q (Lpm) = 1506 × (4/5) ÷ 60% = 2008Lpm
冰水阻抗曲線，HL = 0.00000882 × Q2
揚程H(m) = 0.00000882 × 20082= 35.6m
冰水泵流功 = (1000 × 9.8 × 35.6 × 2008)/(1000 ×60 × 1000 ) = 11.68kW
冷卻水流量Q(Lpm) = 1822 × (4/5) ÷ 60% = 2429Lpm
冷卻水阻抗曲線，HL=3 + 0.00000361 × Q2
揚程H(m) = 3 + 0.00000361 × 24292 = 24.3m
冷卻泵流功 = ( 1000 × 9.8 × 24.3 × 2429 )/( 1000 × 60 × 1000 ) = 9.64kW
b.案例2計算@75%溫差5℃負載時的流量、揚程、流功
冰水流量 = 2008 × 75% = 1506Lpm
冰水阻抗曲線 ，HL = 0.00000882 × Q2
揚程H(m) =0.00000882 × 15062 = 20m
冰水泵流功 = ( 1000 × 9.8 × 20 × 1506 )/( 1000 × 60 × 1000 ) = 4.92kW
冷卻水流量 = 2429 × 75% = 1822Lpm
冷卻水阻抗曲線，HL= 3 + 0.00000361 × Q2
揚程H(m) = 3+0.00000361 × 18222 = 15m
冷卻泵流功 = ( 1000 ×9.8 × 15 × 1822)/( 1000 ×60 × 1000 ) = 4.46kW
c.案例2計算@50%溫差5℃負載時的流量、揚程、流功
冰水流量 = 2008 × 50% = 1004Lpm
冰水阻抗曲線，HL = 0.00000882 × Q2
揚程H(m) = 0.00000882 × 10042= 8.89m
冰水泵流功 = (1000 ×9.8 ×8.89×1004)/(1000 × 60 × 1000 ) = 1.46kW
冷卻水流量 = 2429 × 50% = 1215Lpm
冷卻水阻抗曲線，HL = 3+0.00000361 × Q2
揚程H(m) = 3 + 0.00000361 × 12152= 8.3m
冷卻泵流功 =( 1000 × 9.8 × 8.3 × 1215)/( 1000 × 60 × 1000 ) = 1.65kW
d.案例2計算@25%溫差5℃負載時的流量、揚程、流功
冰水流量 = 2008×25% = 502Lpm
冰水阻抗曲線，HL = 0.00000882 × Q2
揚程H(m) = 0.00000882×502^2=2.22m
冰水泵流功 =( 1000 × 9.8 × 2.22 × 502)/( 1000 × 60 × 1000 ) = 0.182kW
冷卻水流量 = 2429 × 25% = 607Lpm
冷卻水阻抗曲線，HL = 3 + 0.00000361 × Q2
揚程H(m) = 3 + 0.00000361 × 6072 = 4.33m
冷卻泵流功 = ( 1000 × 9.8 × 4.33 × 607)/( 1000 × 60 × 1000 ) = 0.429kW
管路負載模式-冰水管路遠端負載曲線
冰水管路負載模式：管路終端負載
冰水管路系統：冰水管路系統是由許多個設備所並連起來的系統，為了方便維持終端設備間的平衡，會把數個設備並連成一個並聯迴路，再把複數個並聯迴路並聯起來，為了達到冷卻的平衡會採用流量平衡閥。
冰水管路部分負載：代表部分迴路關閉或減少設備的運轉，管路系統的阻抗曲線會變動且阻力增加，平衡閥也會有額外壓損。
冰水管路遠端負載曲線：採用遠端的壓差監控方法，依遠端設備或裝置的壓差需求，多在2m以內，設備會有5m以內的壓差，在揚程縱軸取需要監控的壓差，2m，由流量100%處劃一直線到該縱軸位置，並分別在25%、50%、75%位置依比例算出各操作點。
10.步驟7.部分負載設備耗電功
a.泵浦在100%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比 = 1.63，冰水泵流功 = 11.68kW
冰水泵耗電功 = 11.68 × 1.63 = 19kW
冷卻水泵的耗電比 = 1.57，冷卻水泵流功 = 9.64kW
冷卻水泵耗電功 = 9.64 × 1.57 = 15.1kW
b.泵浦在75%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比 = 1.63，冰水泵流功 = 4.92kW
冰水泵耗電功 = 4.92×1.63=8kW
冷卻水泵的耗電比 = 1.57，冷卻水泵流功 = 4.46kW
冷卻水泵耗電功 = 4.46×1.57 = 7kW
c.泵浦在50%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比 = 1.63，冰水泵流功 = 1.46kW
冰水泵耗電功 = 1.46 × 1.63 = 2.38″kW”
冷卻水泵的耗電比 = 1.57，冷卻水泵流功 = 1.65kW
冷卻水泵耗電功 = 1.65 × 1.57 = 2.59kW
d.泵浦在25%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比 = 1.63，冰水泵流功 = 0.182kW
冰水泵耗電功 = 0.182×1.63 = 0.297kW
冷卻水泵的耗電比 = 1.57，冷卻水泵流功 = 0.429kW
冷卻水泵耗電功 = 0.429 × 1.57 = 0.674kW
冰水管路模型一：管路固定
e.冷卻塔部分負載下的耗電功
冷卻塔能效 = 119.7 gpm/hp
100%負載，冷卻水流量 = 2429Lpm = 641.7gpm
冷卻塔耗電功 =641.7/119.7 =5.36hp =4kW
75%負載，冷卻水流量 = 2429Lpm × 0.75 = 481.3gpm
冷卻塔耗電功 = 481.3/119.7 = 4hp = 3kW
50%負載，冷卻水流量 = 2429Lpm × 0.5 = 320.9gpm
冷卻塔耗電功 = 320.9/119.7 = 2.68hp = 2kW
25%負載，冷卻水流量 = 2429Lpm × 0.25 = 160.4gpm
冷卻塔耗電功 = 160.4/119.7 = 1.34hp = 1kW
f.冰水機部分負載下的耗電功
冰水機能效 = 0.6(kW/RT)，冰水機容量 =200RT
100%負載，冰水機耗電量 = 200×0.6 =120kW
75%負載，冰水機耗電量 = 200×0.6×0.75 = 90kW
50%負載，冰水機耗電量 = 200×0.6×0.5 = 60kW
25%負載，冰水機耗電量 = 200×0.6×0.25 = 30kW
11.步驟8.部分負載設備節能指標計算(以冰機能效固定推估)
冷卻水管路系統：冷卻水管路多數是直接連接冷凝器與冷卻水塔，中間有一顆冷卻泵浦來循環的單一迴路，當冰水機部分負載時冷卻水泵也會跟著一起變頻降轉速。
冷卻水管路固定負載曲線：多數管路為單一迴路，代表冷卻水泵的操作點會依阻抗取線來回變動，也就是負載曲線就是阻抗曲線，由流量100%、75%、50%、25%位置依比例算出各操作點。
冷卻水管路模型：管路固定負載
12.假設管路系統改變-管路系統變動負載曲線
a.冰水管路系統：冰水管路系統是由許多個設備所並連起來的系統，用來冷卻各個設備，為了方便維持終端設備間的平衡，會把數個設備並連成一個並聯迴路，再把複數個並聯迴路並聯起來，為了達到冷卻的平衡，會採用流量或溫度或壓力平衡的手法在各回路間裝上平衡閥，當部分負載時，代表部分迴路關閉或減少設備的運轉，這時管路系統的阻抗曲線的壓損會增加，部分來自並聯裝置數量的減少部分來自平衡閥的額外壓損。
b.系統負載曲線：用來描述管路系統在部分負載時的操作點變化，在縱軸取100%負載揚程的50%，本案例為17.8m，在25%時流量揚程(502Lpm，22.25m)，50%時流量揚程(1004Lpm，26.7m)，75%時流量揚程(1506Lpm，31.15m) ，100%時流量揚程(2008Lpm，35.6m) 。
冰水管路模型二：管路變動負載
13.步驟6.部分負載泵浦流功計算(管路系統變動負載)
a.案例2計算100%負載@溫差5℃時的流量、揚程與流功
冰水泵操作點，流量 2008 Lpm，揚程 35.6m
冰水泵流功= (1000 ×9.8 ×35.6×2008)/(1000 × 60 ×1000 )=11.68kW
b.案例2計算@75%溫差5℃負載時的流量、揚程、流功
冰水泵操作點，流量1506Lpm，揚程 31.15m
冰水泵流功 = (1000 × 9.8 × 31.15 × 1506)/(1000 × 60 × 1000) = 7.66kW
c.案例2計算@50%溫差5℃負載時的流量 、揚程 、流功
冰水泵操作點，流量1004Lpm，揚程26.7m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×26.7×1004)/(1000 ×60 ×1000 )=4.38kW
d.案例2計算@25 %溫差5℃負載時的流量 、揚程 、流功
冰水泵操作點，流量502Lpm，揚程22.5m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×22.5×502)/(1000 ×60 ×1000 )=1.84kW
14.步驟7.部分負載設備耗電功-系統變動負載曲線
a.泵浦在100%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=11.68kW
冰水泵耗電功=11.68×1.63=19kW
b.泵浦在75%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=7.66kW
冰水泵耗電功=7.66×1.63=12.48kW
c.泵浦在50%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=4.38kW
冰水泵耗電功=4.38×1.63=7.14kW
d.泵浦在25%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=1.84kW
冰水泵耗電功=1.84×1.63=3kW
15.步驟8.部分負載設備節能指標計算(管路系統變動負載)
部分負載設備節能指標計算(管路系統變動負載)
16.管路系統變動負載
a.系統能效：在管路變動負載下運轉，系統能效會明顯提升，這時可以把這樣的系統能效視為變頻系統的能效上限，而固定管路系統的能效視為可能的最佳值，在CMVP測試中若採用模式B，將可以得到一個能效分布是介於二者之間。
b.泵浦：在管路系統變動負載時，在25%與50%負載的操作點之耗電比將會高於在100%負載的耗電比，因為泵浦運轉於低流量的低效率區，為了降低這樣的影響，建議在100%負載時泵浦運轉於最高效率點流量的110%位置，而且建議泵浦的效率曲線為滿弓形，讓最高效率往下修10%時，操作範圍仍能涵蓋50%負載的操作點，讓泵浦能在高效率區運作。
希望50%負載能位於最高效率點的10%以內，85%-76.5%，泵浦的最高效率點位於1807Lpm，讓100%負載位於最高效率點的右邊+10%流量位置。
17.管路終端負載曲線
a.冰水管路系統：在冰水管路系統遠端進行負載監控，以遠端設備所需的揚程來做設備冷卻的要件，並把各並聯迴路所需的流量平衡用流量或溫度或壓力平衡的手法在各回路間裝上平衡閥，當部分負載時，代表部分迴路關閉或減少設備的運轉，這時管路系統的阻抗曲線的壓損會增加，部分來自並聯裝置數量的減少部分來自平衡閥的額外壓損，這時已設定好的各迴路遠端的設備壓差為監控的手法。
b.系統負載曲線：用來描述管路系統在部分負載時的操作點變化，在縱軸取遠端設備的必要揚程為流量零點，本案例為2m，在25%時流量揚程(502Lpm，10.4m)，50%時流量揚程(1004Lpm，18.8m)，75%時流量揚程(1506Lpm，27.2m) ，100%時流量揚程(2008Lpm，35.6m)。
冰水管路模型三：管路終端負載
18.步驟6.部分負載泵浦流功計算(管路系統變動負載)
a.案例2計算100%負載@溫差5℃時的流量 、揚程與流功
冰水泵操作點，流量 2008Lpm，揚程 35.6m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×35.6×2008)/(1000 ×60 ×1000 )=11.68kW
b.案例2計算@75%溫差5℃負載時的流量 、揚程 、流功
冰水泵操作點，流量1506Lpm，揚程 27.2m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×27.2×1506)/(1000 ×60 ×1000 )=6.69kW
c.案例2計算@50%溫差5℃負載時的流量 、揚程 、流功
冰水泵操作點，流量1004Lpm，揚程18.8m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×18.8×1004)/(1000 ×60 ×1000 )=3.1kW
d.案例2計算@25 %溫差5℃負載時的流量 、揚程 、流功
冰水泵操作點，流量502Lpm，揚程10.4m
冰水泵流功=(1000 ×9.8 ×10.4×502)/(1000 ×60 ×1000 )=0.85kW
19.步驟7.部分負載設備耗電功-系統變動負載曲線
a.泵浦在100%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=11.68kW
冰水泵耗電功=11.68×1.63=19kW
b.泵浦在75%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=6.69kW
冰水泵耗電功=6.69×1.63=10.9kW
c.泵浦在50%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=3.1kW
冰水泵耗電功=3.1×1.63=5.1kW
d.泵浦在25%部分負載下的耗電功
冰水泵的耗電比=1.63，冰水泵流功=0.85kW
冰水泵耗電功=0.85×1.63=1.4kW
20.步驟8.部分負載設備節能指標計算(管路系統遠端負載)
部分負載設備節能指標計算(管路系統遠端負載)
21.步驟9.IPLV綜合部分負荷性能係數計算
IPLV=2.3%×A+41.5%×B+46.1%×C+10.1%×D
A是100%運轉，B是75%運轉，C是50%運轉，D是25%運轉。
由IPLV計算表可以看到，模型三是比較能節能的方式，模型一是很少見的作法，模型二是缺乏遠端監控時會採用的方法。
22.討論-參考Ashrae90.1 (假設管路系統不變)
a.冰水機：在低負載條件下運轉，其溫差可以降低，例如25%負載時溫差3.5℃，把蒸發壓力與溫度提高，冷凝壓力與溫度降低，這時的能效會比溫差5℃時更高，冰機的部分負載容量是正比於水量也正比於溫差，這時水量會增加為(5/3.5)，泵浦揚程增加為(5/3.5)2，耗電量增加為(5/3.5)3，但是壓縮機的節能空間大，最後系統能效仍然可以獲得改善。
b.泵浦：在部分負載時，流量正比於冰機負載容量，泵浦轉速也正比於流量，但揚程是正比轉速的平方，N2，耗電功正比於轉速的三次方，N3，也就是在部分負載時，泵浦的耗電功會大幅降低，讓系統能效提升。
c.熱負載：在計算系統能效時係以系統負載來計算，事實上冷卻水泵的搬運熱量是冷媒熱負載，而不只是系統熱負載，所以，冷卻水泵的搬運效率是高於冰水泵。
d.冷卻塔：能效表現是用水量來表現，在ashrae90.1的要求，≧40.2gmp/hp，其實冷卻塔需要搬運的是冷卻水熱負載，包含系統熱負載、冰水泵、壓縮機、冷卻泵冷卻扇的耗電功，國內多數廠商安裝的冷卻塔都是具有大面積，只使用小小的風扇就可以達到散熱的目的，在這裡的計算是用119.7gmp/hp，幾乎不用大風扇的冷卻塔。
e.溫差：沒有調整到5℃，過多流量造成泵浦浪費過多電功。
泵浦的最高效率點一定要高於，MEI ≧ 0.4， ≧ C40，最佳高於MEI≧0.7， ≧ C70，有些廠商的產品可以超過C80，耗電比≦1.3，在管路系統變動負載時，在25%與50%負載的操作點之耗電比將會高於在100%負載的耗電比，因為泵浦運轉於低流量的低效率區，為了降低這樣的影響，建議在100%負載時泵浦運轉於最高效率點流量的110%位置，而且建議泵浦的效率曲線為滿弓形，讓最高效率往下修10%時，操作範圍仍能涵蓋50%負載的操作點，讓泵浦能在高效率區運作。
f.熱交換：設備冰水用板式熱交換，額定壓差近20m，管路阻抗提高需要泵浦輸出更高壓力高揚程。
g.電動閥：管路上不必要的裝置盡量除去，如逆止閥，並聯機組用電動閥隔離。
h.耗電比：適度選用更佳耗電比的泵浦，會更容易達到Ashrae90.1的指標，例如耗電比1.3的能效，可以讓系統能效獲得提升。
i.泵浦能效：係以100RT為基準，以ashrae90.1的冰水泵揚程與冷卻泵的揚程進行流功計算，並以耗電比換算得到耗電功，再除以100RT得到的能效上限值。
j.負載模式：在做現場初勘時先確認冰水負載模式與泵浦是否變頻，泵浦沒有變頻驅動系統能效的表現會非常糟糕；其次冰水機的壓縮機是否都變頻或只有一台變頻，若只有一台變頻，冰水機的能效也是會不好；冷卻水管路就只有蒸發器與冷卻塔的連結，冷卻水管路是固定管路；模型一；冰水管路會有大的區域分佈也會有不同迴路單元，其管路阻抗曲線也會變動，以模型二是常見的選擇，更佳為模型三遠端負載控制。
k.能效指標：勘查報告的推估數據之誤差會超過10%，量測完成後的數據都應該跟ashrae90.1的指標做出比較，若其數據與指標相差在20%以上，都該建議進行更換為節能產品。
附件-量測數據表
量測點資料
| 量測點資料 |
|||
|---|---|---|---|
| 執行量測公司 | 執行者姓名 | ||
| 量測日期 | 執行者電話 | ||
| 公司名稱 | 室外環境溫度 | ||
| 量測地點 | 室外濕球溫度 | ||
| 聯絡人姓名 | 冰水機用途 | ||
| 聯絡人電話 | 冰水機型式 | ||
冰水機數據
| 冰水機數據 | |||
|---|---|---|---|
| 壓縮機型式 | 壓縮機並聯數(台) | ||
| 額定冷凍容量RT | 運轉負載% | ||
| 運轉耗電量kW | 運轉容量RT | ||
| 蒸發氣冷媒溫度℃ | 冷凝器冷媒溫度℃ | ||
| 蒸發器入口水溫℃ | 冷凝器入口水溫℃ | ||
| 蒸發器出口水溫℃ | 冷凝器出口水溫℃ | ||
| 蒸發器出入口溫差℃ | 冷凝器出入口溫差℃ | ||
冰水泵數據(一次泵)與冰水泵數據(二次泵)
| 冰水泵數據(一次泵) | |||
|---|---|---|---|
| 膨脹水箱位高m | |||
| 額定揚程m | 額定流量Lpm | ||
| 額定馬力hp | 額定轉速rpm | ||
| 馬達效率% | 運轉耗電量kW | ||
| 泵入口壓力bar | 泵出口壓力bar | ||
| 入口壓力錶離地板高m | 出口壓力錶離地板高m | ||
| 冰水泵數據(二次泵) | |||
| 額定揚程m | 額定流量Lpm | ||
| 額定馬力hp | 額定轉速rpm | ||
| 馬達效率% | 運轉耗電量kW | ||
| 泵入口壓力bar | 泵出口壓力bar | ||
| 入口壓力錶離地板高m | 出口壓力錶離地板高m | ||
冷卻水泵數據與冷卻水塔風機數據
| 冷卻水泵數據 | |||
|---|---|---|---|
| 泵入口與冷卻塔盛水盤液面位差m | |||
| 額定揚程m | 額定流量Lpm | ||
| 額定馬力hp | 額定轉速rpm | ||
| 馬達效率% | 運轉耗電量kW | ||
| 泵入口壓力bar | 泵出口壓力bar | ||
| 入口壓力錶離地板高m | 出口壓力錶離地板高m | ||
| 冷卻水塔風機數據 | |||
| 灑水盤與盛水盤位差m | 濕球溫度℃ | ||
| 額定馬力hp | 馬達效率% | ||
| 運轉耗電功 | |||
量測數據表格
| 狀態 | 設備 | 馬達負載 | 冰水機 | 一次泵 | 冷卻水循環 | 冷卻塔 | 總耗電 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 量測 現況 | 額定kW，額定RT | 86 | 120 | ||||
| 標準溫差℃ | 5 | 5 | 5 | ||||
| 耗電 kW | 104.20% | 89.61 | 7.193 | 11.043 | 3.76 | 111.606 | |
| 流量 Lpm | 1076.20 | 1630.20 | |||||
| 揚程 m | 22.85 | 14.55 | |||||
| 量測溫差 | 5.850 | 4.75 | |||||
| 熱負載 kW | 439.23 | 540.23 | |||||
| 熱負載 RT | 124.92 | 153.65 | |||||
| 泵浦流功 kW | 4.021 | 3.878 | |||||
| 靜位差 m, C0 | 0 | 2.60 | |||||
| 管路阻抗係數C1 | 0.00001973 | 0.00000450 | |||||
| 系統能效 kW/RT | 0.717 | 0.058 | 0.088 | 0.030 | 0.863 | ||
| 搬運效率EUIqra (kW/kW) | 109.24 | 139.30 | |||||
| 泵浦耗電比 | 1.789 | 2.848 | |||||
| RT額定容量百分比 | 104.10% | 冷卻塔Lpm/kW | 433.56 | ||||
| Ashrae90.1(系統熱負載) | ≦0.0582 | ||||||
| Ashrae90.1(冷媒熱負載) | ≦0.0465 | ||||||