TWI628425B - 冷凍空調主機之能源效率比值（ｅｅｒ）量測驗證及分析的方法 - Google Patents

冷凍空調主機之能源效率比值（ｅｅｒ）量測驗證及分析的方法 Download PDF

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Abstract

本發明係有關於一種冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法依照冷凍空調主機之全年尺度的季節性溫度與負載變化，建構每天的穩態與非穩態資料，分析其穩態資料，且依照整數溫度及整十負載，隨著季節運轉建立逐月或逐季的運轉EER變化趨勢，透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)呈現正確的EER變化趨勢，提供判定冷凍空調主機之耗能是否在合理標準中，並作為改善前、後節能計算方式及結果之幅度比值、總節能量的依據，藉以提供業主能夠據此訂定逐月或逐季的運轉EER最低標準，以避免現狀的電能浪費。

Description

冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法
本發明係有關於一種量測驗證及分析的方法，特別為一種應用於各類型水冷式冷凍冷藏空調主機(包含冷凍冷藏設備、箱型機、冰水主機、滷水冰機、熱泵...等等)利用冰滷水或冷媒製冷輸送，能夠透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)對主機實場動態運轉之能源效率比值(EER)進行驗證分析的方法。
按，有關冷凍空調主機的相關設計可以參考台灣新型第146487號專利案、台灣發明第I365276號專利案、台灣發明第I453363號專利案、台灣發明第I327212號專利案，及台灣發明第I351499號專利案等，該等專利案中新型第146487號專利案主要的專利訴求，在於提供一種增加空調主機散熱效果的設計。而發明第I365276號專利案主要的專利訴求在於提供一種可攜帶之一體式冰水機能力測試計，藉以取代習知流量計、電功率計及資料收集器，簡言之，將習知三種量測計作合一的整合設計。發明第I453363號專利案主要的專利訴求在於提供一種調整冰水主機之動態溫度的方法，藉以提高冰水主機及其空調系統的運轉效率。台灣發明第I327212號專利案主要的專利訴求，則在於提供一種量測空調主機的性能係數(Coefficient of Performance；COP)，藉冷媒側的冷凝溫、蒸發溫量測與計算以了解空調主機的效率值。台灣發明第I351499號專利案主要的專利訴求，則在於提供一種調整空調主機溫度設定點之裝置，藉溫度偏差訊號器以控 制空調主機之壓縮機提早或延後改變現狀。
根據前述概要陳述該等習知專利案，可以理解到其中除發明第I365276號專利案及台灣發明第I327212號專利案兩案與本發明空調主機效率基本的量測有關係外，其餘三件並無關連，惟，該兩件相關專利案除了前者為量測空調主機能力之可攜帶一體式測試計，後者為冷媒側的量測與計算，卻無提到水側的冷卻水與冰滷水的水溫、負載的量測與計算之外，遑論二者均未論及實場動態運轉之能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)穩態、非穩態的區分技術，更無提供依該動態運轉之能源效率比值驗證及分析方法，致無法提供冷凍空調主機實場量測(積垢狀態)之穩態數值，以供判定空調主機之實際耗能是否在合理標準中，因而，無法真正地的提供業者在空調工程專案的新機安裝驗收保固，或是舊機節能改善的量測與分析使用，實為一憾事而有亟待研究開發的必要。
長久以來，空調工程之冷凍空調主機的施工安裝及運轉維護，都僅限於對冷凍空調主機的機械、電機製造組裝，以及故障維修恢復原運轉等功能，對於冷凍空調主機實場動態(非實驗場、測試站)運轉過程是否符合能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)，由於缺乏客觀的量測驗證及分析，因此，相關業者在設計與施工層面，為避免惹出無法收拾殘局的事端，幾乎無人願意觸碰，進言之，目前國家所訂標準CNS 12575係以如第一圖所示實驗場、測試站冷凍空調主機運轉架構進行量測，該CNS 12575國家標準以人為或設備調整控制為固定入水溫、固定負載的批次運轉條件，來量測冷凍空調主機能力及EER的實施方式，其中負載採冷凍空調主機之能力除以額定能力之百分值。此種量測方式未見有實場之穩態EER測試，仍停留在實驗場、測試站，屬於批次單一水溫負載的穩態條件(CNS 12575國家標準100%為30℃、75%為24℃、50%為19℃、25%為19℃)，然而，冷凍 空調主機的運轉屬於實場動態，所需量測的對象為各種水溫負載的動態(穩態加上非穩態的混雜)條件，因此，以目前國家所訂標準CNS 12575並無一方法用來滿足業界的需求。
再者，從產業界及學術界的經驗觀之，台灣空調業界於2002年(民國91年)以前就由綠基會將ASHRAE(American Society of Heating,Refrigerating,and Air-Conditioning Engineers，美國冷凍空調學會)Guideline 14量測冷凍空調主機實場的方法導入國內，並經北科大協助而完成。惟，Guideline 14一般量測在1-3個月，冷凍空調主機運轉經一段時間後再以此實場冷凍空調主機運轉架構(請參照第二圖)進行量測，仍因積垢問題未解決而大幅影響EER的正確性，綠基會雖與業界討論，但因尚未有更佳的方案，以致仍繼續沿用。基於此(積垢會影響EER的正確性)，業界阻力仍大，採用意願不高。又，依此實場冷凍空調主機運轉架構北科大冷凍空調系所、工研院實測EER，都必須在進行實測的前幾天請現場操作人員先提供一份歷史資料，再憑經驗事先挑選小幅變動的特定氣候條件(一般現場的溫度並非CNS 12575國家標準的穩態條件)，北科大、工研院臨場測試前預先挑選30分鐘~一小時實場運轉穩定時段擷取運轉資料(例如：1分鐘10筆；30分鐘300筆)，通常是中午前後，萬一變動幅度超過預期，冷凍空調主機臨時切換為手動操作，以達接近CNS 12575國家標準的穩態條件要求，但該穩態之一溫度一負載仍隨該次測試現狀而定來記錄於報告中(非多溫度多負載)，屬高難度的操控，必須憑特殊技術累積才能決定穩態。因而可知對於實場運轉EER的變動性以及多溫度多負載，大家雖有知識性的瞭解，但遇特殊狀況涉及實務的操控技能仍難以應對，技術之高難度有時也超過北科大冷凍空調系所、工研院能應付，更遑論一般操作員，是以，此技術仍無法普遍為業界使用。
相關業界皆知CNS 12575(乃至AHRI 550/590)都有規範積垢係數的名詞，亦深知積垢大幅影響EER和空調能力，但實務上卻從來未曾有人使用在技術面上，主因是缺乏熱傳面積的量測或提供，以致於空有名詞而未見應用於實務的先例，即便在學術解說與理論探討亦是簡單帶過。前段有關積垢問題，經濟部於民國80年也曾委託中技社對194家廠商實測EER(計畫編號：80217)，該實測EER計畫係採用全日穩態與非穩態條件混雜的統計平均值，統計結果：冷凍空調主機平均實測EER為1.065kW/RT與新機之0.8kW/RT相差達33%之多〔(1.065-0.8)÷0.8=33.125%〕，進一步由冷卻塔結垢效率下降交互對照，更確定為水垢(積垢)所造成。之後，綠基會亦於2011年(民國100年)接受經濟部委託，對506台冷凍空調主機進行實測EER，同樣發現EER仍大幅下降的嚴重積垢情事。
鑒於上述，經濟部嗣於2011年(民國100年)的「冰水主機運轉效率管理」公告「空調冰水主機運轉效率之檢測方法五項作業要點，包括：(1)測試冰水主機效率時，應採每分鐘測試一筆，共取三十分鐘以上之穩定運轉資料之平均值作為計算依據。測試中冰水主機負載及冰(冷卻)水流量變化需在±10%內，才視為穩定運轉，若在非穩定狀況下運轉，則重新測試。(2)測試冰水主機效率時，冰水主機運轉負載須達50%以上、冰水出水溫度須在7℃±5℃、冷卻水入水溫度須在30℃±5℃。經冰水端計算之冷凍能力(kW)與冷卻水端經總熱平衡公式計算之冷凍能力(kW)，其誤差須在10%內，則現場測試資料才能視為有效數據。」此項公告對於冷卻水入水溫度25~35℃範圍，及冰水出水溫度2~12℃範圍，相當程度放寬CNS 12575允許誤差的5%至10%，由此可見穩定運轉是絕對必要條件，但是經濟部此項公告僅為政策宣示性及指導性，仍無法具體的提供能源效率比值(EER)量測驗證及分析。
再者，對於運轉EER資料的分析比較，這類動態偏向化工領域之技術缺乏教學研究及養成教育，無法應用於建築物實場上。建築物實場運轉條件為隨氣候和實場熱負荷隨機動態式變動，迥異於固定入水溫、固定負載的運轉條件，再加上實際運轉EER受到積垢極大影響，積垢亦隨運轉日數增加而增加，為變動數值。積垢控制屬於水處理化工領域之技術，不是空調業界的本業技術能予以克服，所以遲遲未見動態EER驗證分析。學術界、研究界30年來聊聊數次嘗試，未見突破而致退縮。空調技師公會全力推動空調工程完工前之測試調整平衡(Test,Adjustment,Balance，簡稱TAB)工作與技術，已屬高階空調工程技術，但TAB只涉及空調流量平衡，仍未涉及EER的基準值之建立，遑論EER的比較與分析。空調工程公會也因惡性競爭利潤微薄，更無經費及人力投入研發。
註：有關冷凍空調主機運轉的EER量測涉及冷卻水塔、冷凝器、蒸發器、冰水池等的動態運轉，包含：1.量測水流量、入出水溫差後計算(包含單位換算)得出冷凝器能力或冷凍空調能力；2.△T1=Tcond-T1，△T2=Tcond-T2，其中Tcond為冷媒冷凝溫度，T1，T2為冷卻水之入水溫度、出水溫度。
相關冷凍空調主機運轉的EER計算式如下：Q=m*Cp*△T=UA*△TLM---------------------------(1-1)
Q：冷凝器能力(QCOND，冷凝器側)或冷凍空調能力(QEV，蒸發器側)
m：冷卻水或冰滷水流量 Cp：水的比熱，1kcal/℃-kg
U：總熱傳係數，A：熱傳面積
△TLM：對數平均溫差(簡稱LMTD)，計算式如下：△TLM=(△T1-△T2)/(ln△T1-ln△T2)-----------------(2-1)
COP=QEV/kW---------------------------------------------(2-2)
EER=COP*0.86 (EER單位kcal/W-h)------(2-3)
kW/RT=kW/QEV (QEV單位RT)------------------(2-4)
QEV：冷凍空調能力(單位kW、kcal/h、RT)
kW：量測得出的電功率
COP：冷凍空調主機性能係數(單位：無因次，或kW/kW)
EER：能源效率比值(kcal/h-W或BTU/h-W)
再者，CNS 12575對整合式部分負載值IPLV僅於7.5.3.2節表示“使用下列公式來計算”，業界仍同前述未見有實場之穩態EER測試，僅滿足於實驗場、測試站屬於批次單一水溫負載的穩態條件。經濟部遲遲未公告權重值，以致業界連IPLV都未予以計算。
IPIV=WF100%×A+WF75%×B+WF50%×C+WF25%×D---------(3)
其中：A：於100%製冷能力時之COP(或EER)
B：於75%製冷能力時之COP(或EER)
C：於50%製冷能力時之COP(或EER)
D：於25%製冷能力時之COP(或EER)
WF100%：於100%之負載權重值
WF75%：於75%之負載權重值
WF50%：於50%之負載權重值
WF25%：於25%之負載權重值
WF100%、WF75%、WF50%、WF25%以機組之效率管理機關(經濟部)公告值為準。
又，由於先前對EER無法比較與分析，對於溫度量測的誤差停留在儀表本身的校正+/-0.5℃標準，此對入出水溫差△T全載全尺度僅5℃來說，+/-0.5℃的一正一負，溫差之誤差可達1.0℃或20%來說，誠屬難以接 受。若是負載50%，這1.0℃之誤差在溫差全尺度僅2.5℃來說，更高達40%，更是不可思議。
時下最大的問題在於空調業界先前習用技術都以工程安裝及設備運轉為主，對冷凍空調主機性能認為：型錄提供已經足夠，又因實驗場、測試站提供測試資料需要付費，故廠商幾乎極少專案提出測試要求。除此原因外，對於(1)前述實場穩態資料無法由動態資料分別出來而予以取得，此為最主要原因，加上(2)現場流量幾乎超過CNS 12575額定值10%以上，此狀況無法符合國家標準要求之允許誤差，更是雪上加霜；(3)積垢控制不屬於空調技術，且影響運轉EER相當大。因此，相關業者不想開發動態運轉EER的量測與分析，也因此，時下相關業者(空調承包商)與業主間的合約常規避而不明確註明或根本不註明運轉EER功能的項目，以避免無法驗收之窘境及困境，如是，不但顯示相關業者在冷凍空調主機性能的品質驗收上的缺乏，業主對於冷凍空調主機性能的品質驗收也只能莫可奈何。
2011年(民國100年)綠基會雖提出「節約能源規定說明：冰水主機蒸發器及冷凝器之對數平均溫差(LMTD)不得高於5℃」，但並未提出具體方法。另，觀諸空調業所導入之監控系統，僅為取代人力抄表及親赴現場開機關機的儀表、監控程式設計，連空調業基本的RT數計算都未能顯示，更何況對於EER的量測與分析。因而，時下一億元空調工程案，皆只是點交設備項目及數量，並無法做冷凍空調主機的性能驗收、節約能源的技術功能驗收。
上述習知技術對於冷凍空調主機實場動態(非實驗場、測試站)運轉過程是否符合能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)，由於缺乏客觀的量測驗證及分析式，且確實存在諸多缺失，雖然，經濟部嗣於2011年(民國100年)公告的「冰水主機運轉效率管理」，已相當程度放寬CNS 12575 允許誤差的5%至10%，但還是不敢觸及動態資料篩濾與選取，以致無人願意加以研發，無法作為節能時代下驗證分析比較的依據，而亟待加以開發。為了提供更符合節能效益，實際需求之物品，發明人乃進行研發，以解決習知使用上易產生之問題。
綜上所述，發明人具有化工、空調、電腦、儀控、價值工程等歷經30多年的技術，並已三度通過經濟部審查後登錄為技術服務機構研發類廠商(證號：工知字第09203426200、094-R-2-23139483-0055、097-RD-2-23139483-0095號)，已經具備研發技術。又於2000年~2009年(民國89~98年)七次申請獲得經濟部研發補助，更經過多次期中、期末查核成果圓滿，雖然，該七次研發成果豐碩卻仍因為尚未達可實施成品而無法推出市場，但發明人即利用這些成果與經驗作為基礎，加上30年來與北科大、工研院、綠基會的研發委託之實務經驗，特別是加上他們所缺之化工動態技術，此為七次通過經濟部研發計畫審查(每計畫2~5次共約30次查核)、三度登錄審查之核心技術，足見極具研發技能，再歷經6年(2010~2015；民國99~104)進一步先期研究、研究開發的不斷測試修改，終於在2016年初(民國105年初)在關鍵技術部分獲得突破，而終告完成本發明。
本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法之目的，即在提供一種將冷凍空調主機在春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的運轉所呈現動態不規則變化下所摻雜穩態和非穩態運轉資料，依照冷凍空調主機之全年尺度的季節性溫度與負載變化，建構每天的穩態與非穩態資料，並訂定每週、月、季、半年、一年的最低查驗EER指標值，建構為一聚落群，提供正確的運轉EER數值，能夠透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)呈現EER的變化趨 勢，以供判定冷凍空調主機的EER運轉值的耗能是否在合理標準中，並作為改善前、後節能計算方式及結果之幅度比值、總節能量的依據。
本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法之另一目的，即在於藉該方法提供冷凝器積垢指標，作為積垢係數的有效替代方案，以確保所測得EER的正確性。
本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法之再一目的，即在於藉該方法依照全年尺度的季節性溫度與負載變化，透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)提供業主亦可據此訂定逐月或逐季的運轉EER最低標準，以避免現狀的浪費電能。
本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法之再一目的，即在於藉該方法結合研發現場之操作對EER做出正確的比較分析，即，將冷凍空調主機之冷卻水、冰滷水入出水溫差△T之1.0℃誤差高達40%(50%負載全尺度僅2.5℃)或20%(全載全尺度僅5℃)降低溫差由1.0℃誤差達0℃誤差，以令量測之EER的正確性提高。
為達上述目的，本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)能夠判定冷凍空調主機的EER運轉值的耗能是否在合理標準中，包含如下步驟：將動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與整十負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱；其中COP為冷凍空調主機性能係數；EER為能源效率比值；kW為量測得出的電功率；RT為冷凍能力單位-冷凍噸)，配合冷凍空調主機之入出水溫度形成溫載群組；再將該溫載群組透過運算取得能源效率比值(EER)作為基準值 與運轉值再儲存；以及在相同冷卻水溫度、負載及冰滷水(或冷媒)溫度的條件下，將所取得之運轉值逐筆的除以所對應之基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較以呈現正確的EER變化趨勢，以利判定耗能是否在合理標準中。其中，該基準值所指為在完工日或酸洗日(無積垢狀態)所建立之穩態數值，該運轉值所指為實場量測(積垢狀態)之穩態數值。
依據上述冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法更包含積垢指標(fouling index)的運算，用於取代積垢係數(fouling factor)以判定積垢程度，該積垢指標(fouling index)的運算式如下係由前述(1-1)式演變而來：積垢係數(fouling factor，簡稱ff)=1/Uf-1/Uc；------------(公式1)
積垢指標(fouling index，簡稱fi)=1/(UA)f-1/(UA)c；------(公式2)
UA=m*Cp*△T/△TLM=Q/△TLM；-----------------------------(公式3)
1/(UA)=△TLM/(m*Cp*△T)=△TLM/Q；-----------------------(公式4)
前述運算式中，U為總熱傳係數；A為熱傳面積；m為冷卻水或冰滷水流量；Cp為水的比熱，1kcal/℃-kg；△TLM為對數平均溫差(簡稱LMTD)；Q為冷凝器能力(QCOND，冷凝器側)或冷凍空調能力(QEV，蒸發器側)；底標f、c分別表示積垢fouling、乾淨clean無積垢狀態。由每月的UA值可以看出熱交換的變化(遞減或降低的趨勢)，由每月的1/(UA)值可以看出熱阻抗的變化(遞增或上升的趨勢)。
依據上述冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法更進一步提供一該運轉EER變化曲線(以下稱WWHH換算錶)包含：節能改善前之合約值曲線、節能改善後之運轉值曲線、若不改善曲線三類，亦即，將節能改善前選定日動態耗能數據轉化為合約值，節能 改善後每日耗能數據轉化為運轉值，合約值、運轉值都為穩態數據，然後與「每日運轉值」(以EER改善後表示)「相同水溫負載之合約值」(以EERWWHH表示，意即為若不改善值)相比，可得各溫載之改善百分比幅度(計算式：百分比改善，單一溫載=(EER改善後-EERWWHH)÷EER改善後＊100%)，及其日平均%(計算式：百分比改善，日=[Σ36值(百分比改善，單一溫載)]平均)，此%再乘以當日總用電量即為日改善電量(註：此百分比以當日運轉值(EER改善後)為基準，才可與當日總用電量有直接關聯，不可用合約值為基準，以避免錯誤產生)。另每一運轉值的穩態數據建立都以日為單位，計算改善總電量也必須當期每一天累積(計算式：改善總電量=Σ當期(kWh改善後＊百分比改善，日)當日)，前述計算式中每一筆EERWWHH為改善後當日相同水溫負載下EER合約值之各對應值，百分比改善，日為日積垢指標的函數，如是，該WWHH換算錶以相同水溫負載條件下的改善後運轉值數據作為比較依據，藉以判定所量測的對象耗能是否在合理標準中。
又，本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，由於冷凍空調主機運轉的季節與負載的特殊性，實場運轉EER春夏秋冬任一季節的基準值，選定的36組常用溫載群組無法一次就全部填滿，本發明利用數學遞移律及計算式，建立缺值填補的技術，如此可以逐步補上基準值的缺值，以備與實場量測之運轉值的比較之需。詳言之，本發明缺值填補技術係依照其水溫負載條件按日期順序搜尋到第一個有EER者(即當日之運轉值)及其當日之百分值(即運轉值/基準值的百分值)，將該運轉值除以該百分值，即等於該水溫負載條件之基準值，如是能夠將溫載群組需要時填補，以備春夏秋冬各季節量測驗證及分析。
第一圖 習知冷凍空調主機於實驗場、測試站之運轉圖。
第二圖 習知冷凍空調主機於實場之運轉圖。
第三A圖 本發明軟體系統平台示意圖。
第三B圖 本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法方塊流程圖。
第三C圖 本發明冷凍空調主機IPLV權重之溫度負載範圍示意圖。
第三D圖 本發明全年的整合式運轉EER及該四溫載條件下的權重值(運轉時數之比重%)、運轉值(效率)運轉耗能分佈及效率概況圖。
第三E圖 本發明APLV/NPLV權重之溫度負載範圍示意圖。
第四圖 本發明之方法的基準值查詢流程圖-平均值穩態篩選法。
第五圖 本發明之方法的運轉值曲線流程圖-熱平衡穩態篩選法。
第六圖 本發明之方法的EER組(耗電率組)比較分析流程圖。
第七圖 本發明之方法的缺值填補技術流程圖。
第八A圖至第八L圖為本發明之方法的運轉條件軟體查詢介面圖。
第九A圖至第九D圖為本發明之方法對改善案量測的概念圖。
第十A圖至第十C圖為本發明之方法對新建案量測的概念圖。
茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，應用於空調系統之冷凍空調主機上(註：所指各類型冷凍空調主機包含：冷凍冷藏設備、箱型機、冰水主機、滷水冰機、熱泵...等等，利用冰滷水或冷媒製冷輸送不論其為單壓縮機、雙壓縮機、四壓縮機，未指明壓縮機運轉資料者，指的是整台機組為單位之資料。)，透過電腦(包含PLC 可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)對實場動態運轉能源效率比值(EER)，即，在春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的使用，現場冷凍空調主機運轉呈現動態不規則變化下，摻雜穩態和非穩態運轉資料中(註：本發明與習知實驗場、測試站雖同樣量測CNS/AHRI及PLV值，但本發明擷取的資料為動態運轉資料，且須經區別穩態、非穩態資料後才計算得之。而習知實驗場、測試站在穩態運轉後擷取資料，可直接計算得之，不需要先區別穩態、非穩態資料，二者有明顯適用場所、運轉方式、硬體投資及調整控制操作的差別。)，建構每天的穩態與非穩態資料，藉以提供正確的運轉EER分析比較指標，且可以呈現正確的EER的變化趨勢，以利判定耗能是否在合理標準中，並作為改善前、後節能計算方式及結果之幅度比值、總節能量的依據。
另，須先說明的是，本發明方法所提供為每台冷凍空調主機獨立資料庫的軟體系統平台(第三A圖參照)，所取得的EER組比較分析均為該冷凍空調主機的效率與耗能的比較分析。建築物的機房多台冷凍空調主機系統的EER組比較分析，則為建築物統計之綜合比較分析(機房EER分析比較建構為二部分組合，其一為單台組合，其二為加總組合)，不可與一台冷凍空調主機混為一談。再者，介紹本發明方法之前，先就本發明方法對冷凍空調主機實際運轉條件，及資料儲存電腦後所呈現於電腦螢幕的選項概要說明，其中對冷凍空調主機實際運轉條件主要包含：資料擷取，而電腦螢幕的選項則包含即時運轉EER資料顯示畫面和EER簡易查詢功能，該資料擷取即為後述本發明方法介紹的各步驟所存取的資料，本發明方法包括：(1)整數溫度、整十負載指定(2)常用溫載群組指定(3)積垢指標計算(4)額定積垢容許值的修正溫度條件指定(5)穩態、非穩態EER的決定(6)基準值/運轉值資料庫建立(計算與查詢)(7)基準值/運轉值比較分析(8)基準值缺值填補 技術(9)WWHH換算錶(10)外值比例(11)IPLV、APLV/NPLV計算及權重值技術(12)建築物機房多台主機系統資料庫的計算(13)參差系數計算等，容後一一說明。本發明該資料擷取係透過感測器將冷凍空調主機實際運轉做訊號傳輸，並與電腦連接轉換接收所擷取數據，進行單位轉換後建立運轉EER資料庫儲存於電腦。該EER簡易查詢功能則可將歷史資料任一天查詢、任一七天查詢，查詢過程於電腦螢幕透過勾選所設定30項目的任一項，並可以顯示曲線圖及excel匯出。又，本發明之方法所配合的電腦軟體可分為PC版及web版，此二版之系統架構相同，僅網路速度影響。
依據上述，本發明實現EER組比較分析方法須透過冷凍空調主機的該軟體系統平台來實現，該軟體系統平台包含：執行資料擷取功能所需的資料擷取系統S1，呈現即時運轉EER資料顯示畫面的運轉EER系統和EER簡易查詢功能S2，以及EER進階查詢功能S3，其中資料擷取系統S1係連接感測器，做傳輸訊號轉換接收的數據擷取工作，並單位轉換後儲存建立運轉EER資料庫；運轉EER系統和EER簡易查詢功能S2，包含即時運轉EER資料顯示畫面，和歷史資料任一天查詢、任一七天查詢。查詢結果可以勾選前述30項目的任一項，並備有曲線圖顯示及excel匯出鍵供選擇。EER進階查詢功能S3則屬更高階的資料庫技術。查詢結果同前述可以勾選30項目的任一項，並備有曲線圖顯示及excel匯出鍵供選擇。此部分有(1)整數溫度、整十負載指定，(2)常用溫載群組指定，(3)積垢指標計算，(4)額定積垢容許值的修正溫度條件指定，(5)穩態、非穩態EER的決定，(6)基準值/運轉值資料庫建立(計算與查詢)，(7)基準值/運轉值比較分析，(8)基準值缺值填補技術，(9)WWHH換算錶技術，(10)外值比例技術，(11)CNS IPLV、APLV/NPLV計算及權重值技術，(12)建築物機房多台主機系統資料庫的計算，(13)參差係數計算等功能。
再者，如所周知，冷凍空調主機之冷卻水、冰水管路流速通常為1.0~1.5m/s，而進入冷凝器、蒸發器(二迴路或四迴路)時，為提高熱交換率，流速通常加快為2.0~2.5m/s或更高，此種流速只需數秒鐘就可將停機前的熱量(含餘熱；冷凍空調主機關機後狀態)都全部帶走，此時入出水已經無溫差。但溫度儀表達新溫度的反應時間與此帶走熱量達無溫差時間比較為更長，所以，本發明於量測時將冷卻水之入水及出水溫度於該冷凍空調主機停機(或開機前)達穩定值後修正為相同，令溫差誤差值為0℃，冰水側亦然(註：本發明溫差誤差值修正時於冷卻水之入水及出水溫度停機達穩定值後，程式畫面秀出冷卻水、冰滷水入出水溫度修正欄位，實施以冷卻水、冰水分別修正為相同溫度，修正後的資料庫便以修正值建立。)。特別說明，本項溫差誤差值修正為數學之計算，與習知溫度儀表誤差校正(屬先前技術)分屬二件事，不可混為一談。
續請參閱第三B圖，係為本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)利用一軟體進行量測驗證及分析的方法之一較佳實施例之流程圖。如圖所示，首先執行步驟S10將動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱)，配合冷凍空調主機的入出水溫度形成溫載群組，其中，所述將動態能源效率比值(EER)以週期性接收，也就是以每1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30或60分鐘接收一筆與動態能源效率比值(EER)相關的資料，包含：冰滷水入口溫度、冰滷水出口溫度、冷卻水入口溫度、冷卻水出口溫度、冰滷水流量、冷卻水流量、蒸發壓力、冷凝壓力、PH值、導電度、ORP、補充水量、日累計用水量、電壓、電流、功率因數、消耗電功率、客戶名稱、主機編號、頻率、日期、時間…等多項，以及冷凝器能力、冷凍空調能力、COP 、EER(公制、英制)、kW/RT，及積垢指標UA值及1/(UA)值等多項計算值，該些運轉條件係以資料庫儲存形式歸檔並於電腦畫面呈現(第八A圖至第八L圖參照)，以便提供選取查詢。
本實施例中形成的溫載群組係以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準所形成，採台灣全年或各季節(春夏秋冬)常用氣候條件為整數溫度、整十負載，而冷凍空調主機之冰滷水出水溫度為單一整數溫度的組合，且所採用之常用整數溫度、整十負載以各種組數、範圍進行配套，或溫度負載範圍以平均及不平均的分配進行配套；亦即，該整數溫度係對冷凍空調主機的冷卻水入口溫度，選定各季節(春夏秋冬)中的至少一個常用溫度與一個負載，並各取所選定溫度小於1℃的正負範圍或該小於1℃範圍的整數值；該負載則以前述所選定溫度之對應負載的百分比選定，並取所選定百分比小於10%的正負範圍或該小於10%範圍的整十值，而該冷凍空調主機之冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15℃間的1個整數溫度，並取該溫度小於1℃的正負範圍或該小於1℃範圍的整數值，藉所選定的常用溫度與負載以各種組數、範圍進行配套，或溫度負載範圍以平均及不平均的分配進行配套。具體言之，本實施例中其中所形成常用的溫載群組中整數溫度係以冷凍空調主機的冷卻水入口溫度在25、26、27、28、29、30℃，並各取每一個溫度小於1℃的正負範圍；整十負載係以50、60、70、80、90、100%，並取每一個百分比在小於10%的正負範圍，冷凍空調主機之冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15℃間的1個整數溫度，並取該溫度小於1℃的正負範圍。
依據前述本發明具體實施所形成的溫載群組包含的組合有：以冷凍空調主機的冷卻水入口溫度25、26、27、28、29、30℃的6個整數溫度(各取範圍<1℃)，乘以冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15 ℃間的1個整數溫度，例如7℃(取範圍<1℃)，再乘以50、60、70、80、90、100%的6個整十負載(各取範圍<10%)，共計36種組合(6乘1乘6共36組)。
根據本發明之一較佳實施例，所述整數溫度可選擇整數值正負0.5℃範圍內取其平均值，即是運轉EER之冷卻水入水溫攝氏整數值正負0.5℃範圍內都納入該整數值，例如：25℃為24.5℃<=溫度<=25.4℃之中間值者，其餘整數溫度類推，另，所述整十負載亦可選擇整十值正負5%範圍內取其平均值，例如：80%為75%<=負載<=84.9%之中間值者，其餘整十負載均類推(參表一)。
根據本發明之另一較佳實施例，所述整數溫度可選取其整數部分代表為該整數值之所有數值者(稱為取整數法)，包括該整數值及小數值者均屬之，例如：25℃為25.0℃<=溫度<=25.9℃之最低值者之代表，其餘整數溫度類推，另，所述整十負載(稱為取整十法)亦可選擇80%<=負載<=89.9%之最低值者，其餘均類推(參表二)。
此外，根據本發明之另一較佳實施例，本實施例與前述實施例區別在於該常用溫載群組可依據台灣不同氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準選擇以3乘1乘2共6組設置，其中，該冷凍空調主機的冷卻水入口溫度可設為25~26℃、27~28℃、29~30℃的3個整數或小數溫度，以及負載可設為50~74.9%、75~100%或50~79.9%、80~100%或50~69.9%、70~100%的2個整十負載，其餘與前述實施例相同。
根據本發明之另一較佳實施例，本實施例與前述實施例區別在於該常用溫載群組更可選擇以3乘1乘5共15組設置，與前一個實施例不同的是，負載可改由設為50、60、70、80、90%的5個整十負載，藉以適應台灣不同類型的氣候條件及冷凍空調主機運轉負載基準(註：依照空調科學圖表的實際數值計算結果，其1℃、2℃內的EER最大與最小值相差僅約3~4%、6~8%，再進一步以中間值為代表，則誤差範圍縮小為1.5~2%、3~4%，整數溫度、整十負載的配合仍在CNS 12575允差範圍內。)。
除上述各實施例外，其他不同整數溫度、整十負載的配合，包括：溫度、負載範圍平均分配及不平均分配者，甚至溫度負載範圍延伸至25℃以下30℃以上及50%負載以下…等電子廠、化工廠、醫院、冷凍冷藏庫…等24小時365天冷凍空調不停機者，冰滷水(或冷媒)溫度範圍延伸至-7℃以下之超低溫冷凍、急速冷凍…等，或者範圍在正負0.1~0.4℃、正負1~4% 負載選取部分溫載條件組數、範圍者，皆屬包含於本發明該常用溫載群組之組合的變化範圍內，同樣可以歸類並區分對冷凍空調主機的動態資料，並建構運轉值、基準值、合約值聚落群的參考指標。
然，為了方便空調工程專案的使用，來比較驗收與保固期間運轉EER的變動是否符合合約要求，本發明配合CNS 12575的額定積垢提供容許值修正，即在運算取得能源效率比值(EER)之基準值之前，依照CNS 12575積垢容許值0.6℃對該常用溫載群組之溫度範圍進行修正，換言之，習知並未將積垢係數應用於實場上，而熱傳面積也無法提供可參考指標，於是本發明以積垢指標(fouling index)的運算取代積垢係數(fouling factor)以判定積垢程度，該積垢指標(fouling index)的運算式係由習知Q=m*Cp*△T=UA*△TLM計算式演變而來，包括：積垢係數(fouling factor，簡稱ff)=1/Uf-1/Uc；------------(公式1)
積垢指標(fouling index，簡稱fi)=1/(UA)f-1/(UA)c；------(公式2)
UA=m*Cp*△T/△TLM=Q/△TLM；-----------------------------(公式3)
1/(UA)=△TLM/(m*Cp*△T)=△TLM/Q；-----------------------(公式4)
(註：前述運算式中，U為總熱傳係數；A為熱傳面積；m為冷卻水或冰滷水流量；Cp為水的比熱，1kcal/℃-kg；△TLM為對數平均溫差(簡稱LMTD)；Q為冷凝器能力(QCOND，冷凝器側)或冷凍空調能力(QEV，蒸發器側)；底標f、c分別表示積垢fouling、乾淨clean無積垢狀態。由每月的UA值可以看出熱交換的變化(遞減或降低的趨勢)，由每月的1/(UA)值可以看出熱阻抗的變化(遞增或上升的趨勢)
藉如上公式經由量測獲得的UA值、1/(UA)值，經由一系列較長時間的資料比較分析，繪製曲線圖來詮釋熱傳效率改變下降的幅度與趨勢，及積垢阻抗增加上升的幅度與趨勢，也可用來與COP、EER來比對。再 者，藉由每台主機的熱傳面積都為固定值，該UA值、1/(UA)值的趨勢就與U值、1/U值呈現比例關係，學理上的積垢係數就可由本發明提供的積垢指標UA值、1/(UA)值來連結，再依照冷凍空調主機運轉日期的查詢及期間查詢，並由曲線圖呈現變化趨勢。
例如，前述冷凍空調主機的冷卻水入口溫度在整數25℃之修正前溫度條件為24.5℃<=溫度<=25.4℃，而對應額定積垢容許值的修正後溫度條件變更為25.1℃<=溫度<=26.0℃，其餘整數溫度的對應類推(參表三)。積垢修正後之溫度取得的EER穩態值即成為本發明基準值(即，乾淨狀況之EER依照CNS 12575積垢容許值修正後之EER稱之；亦稱為相對基準值或稱為CNS基準值)運算之依據。又，CNS 12575之6.2.5節額定積垢值的溫度修正範例29.4℃為非整數溫度，修正前採正負法或稱中間值法者實施例可選定28.9~29.8℃為修正前29.4℃之溫度範圍，選定29.5~30.4℃為修正後30.0℃之溫度範圍；修正前採取整數法或稱最低值法者實施例可選定29.4~30.3℃為修正前29.4℃之溫度範圍，選定30.0~30.9℃為修正後30.0℃之溫度範圍(參表三)。
如前述，積垢修正後之溫度取得的EER穩態值為基準值，係作為本發明運算之依據，與冷凍空調主機之熱交換管表面都乾淨無積垢狀況之EER所稱的絕對基準值有別。
(註：1.基準值：為熱交換管表面乾淨狀況之EER依照CNS 12575積垢容許值修正後之EER。
2.絕對基準值：為冷凍空調主機之熱交換管表面都乾淨無積垢狀況之EER。)
須一提的是，前述該常用溫載群組之溫度範圍係依照2007年CNS 12575積垢容許值0.6℃進行修正，亦可以依照美國AHRI標準1988年修訂積垢容許值1.2℃或1992年迄今之修訂積垢容許值0.6℃來進行修正。
本發明之另一較佳IPLV實施例，其適用場所、運轉方式、硬體投資及調整控制的操作費用與先前技術之實驗場、測試站都有明顯且極大差別。進言之，實驗場、測試站須先投資興建實驗測試專用之水池、加溫之鍋爐或熱泵、降溫之冰水機或冷卻塔、循環之水泵浦，再加上專用之控制系統、軟體系統等等(請參閱第一圖所示)，都依照CNS的標準並通過經濟部能源局管理辦法審核認證。這些硬體投資金額大，以便每次測試時能快速調整控制在特定溫載條件且擷取達穩態運轉條件後的資料其平均值；運轉、操作費用每一批次都相當巨大。舉每次測試冷卻水入水溫30℃ 100%全載為例，水池溫度必須符合調整控制在30.0±0.5℃，冰水池溫度則在12±0.5 ℃。倘若溫度太低則以鍋爐或熱泵加溫，太高則以冰水機或冷卻塔等降溫。啟動循環泵浦並令待測冰水機須穩定在全載100%，都依照CNS的標準值設定控制在要求範圍達到之後才擷取資料。其餘三個IPLV條件與30℃ 100%相同，都依照指定的水溫負載調整控制及測試。
本發明IPLV實施例則不需前述之軟硬體投資及調整控制在特定溫載條件之操作二者，直接接受實場的運轉條件，予以擷取資料。因此運轉全都為隨機及動態條件，必須倚賴本發明的軟體技術。實場運轉圖請參閱第二圖所示。同樣舉30℃ 100%的實場運轉條件為例，只有夏季可達此運轉條件，春秋冬季並無，但本發明電腦軟體運作的第一步為記錄全年尺度的運轉資料，並不等待穩定狀態或剔除任何資料。第二步予以區別穩態、非穩態資料的30℃ 100%運轉資料之後，才計算其穩態資料之平均值。其餘三個IPLV條件與30℃ 100%相同，第一步都是隨機及動態運轉條件記錄資料，第二步同法查詢資料庫取得穩態資料結果。簡言之，本發明所提供的軟體與實驗場、測試站先前技術的軟體互相比較時，後者批次運轉空調主機須開機等待達穩態狀況(如CNS全載及三個部分負載條件)才擷取資料，只需有簡單平均值的計算即可。若欲擷取第二個負載條件的資料，則改變設定值、等待、達到新穩態、擷取、計算平均值等，這樣開機、等待、關機之間相同的步驟批次重覆進行。但本發明則屬持續性運轉空調主機及持續性擷取資料，不需特定之投資及調整控制硬體，不需要等待，完全無運轉、操作費用，二者不同的實施方式。
依據上述冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法進一步提供CNS 12575國家標準7.5.3.2節對整合式部分負載值IPLV的實場運轉EER量測之A、B、C、D值(分別為30℃ 100%、24℃ 75%、19℃ 50%、19℃ 25%下之EER穩態值)。IPLV計算式如下： IPIV=WF100%×A+WF75%×B+WF50%×C+WF25%×D---------(3)
該方法更進一步取得全年尺度WF100%、WF75%、WF50%、WF25%四權重值之運轉值筆數，其中權重值WF100%範圍為冷卻水入水溫>=30℃、負載=100%[參見第三C圖之粗線(1)]，WF75%範圍為24℃<=冷卻水入水溫<30℃、75%<=負載<100%[參見第三C圖之區塊(4)]，WF50%範圍為19℃<=冷卻水入水溫<24℃、50%<=負載<75%[參見第三C圖之區塊(11)]，WF25%範圍為19℃<=冷卻水入水溫<24℃、25%<=負載<50%[參見第三C圖之區塊(12)]，各範圍所取得之筆數；各筆數相對於總筆數的百分值即為其權重值。取得之四權重值及其運轉值即可代入計算式(3)得出IPLV。特別說明者為在實驗場、測試站仍因無市場需求而未見有投資開發CNS 12575批次單一水溫負載穩態條件四權重值的取得，遑論IPLV計算；本發明相異者更為實場動態資料的程式流程必須先經篩選取得穩態運轉EER，才進一步取得四權重值及代入計算式(3)得出IPLV。
此外，根據前述較佳實施例，該方法再進一步採用溫載群組篩選穩態運轉值方法，如表五、表六所示。取得之全年尺度四權重值及其運轉值即得該主機整合式部分負載值，以一般用語來說可代表該主機全年的整合式運轉EER及該四溫載條件下的權重值(運轉時數之比重%)、運轉值(效率)，由此得知該主機全年的運轉耗能分佈及效率概況。舉一例並繪圖(參第三D圖)來清楚說明運轉耗能分佈：一主機全年運轉時數365*24=8760小時，依該方法取得四權重值結果為5、40、45、10%即是WF100%、WF75%、WF50%、WF25%下之運轉時數分別為438、3504、3942、876小時。再依EER*負載可得耗能kW值，亦立即獲得kWh、四溫載條件下的kWh、全年kWh的代表概況。換言之，實施例中IPLV雖未包含全部溫載條件，但僅取四個溫載範圍為代表，乃依照主管機關訂定CNS時其審酌要件與國際同步為標 準，且所訂定者為全國共同基準；如是業主可做為每年比較時以此IPLV為跨年共同基準；經濟部為效率主管機關，進行能源查核時可藉此得知全國主機進一步的、正確的全年運轉耗能分佈概況及效率概況等資訊做為節能政策措施的依據。
本發明APLV/NPLV實施例依照IPLV相同模式類推，參第三E圖，其計算式如下：APIV(NPLV)=WF100%×A+WF90%×B+WF80%×C+WF70%×D+WF60%×E+WF50%×F--------------(公式5)
其中：A：於100%製冷能力時之COP(或EER)
B：於90%製冷能力時之COP(或EER)
C：於80%製冷能力時之COP(或EER)
D：於70%製冷能力時之COP(或EER)
E：於60%製冷能力時之COP(或EER)
F：於50%製冷能力時之COP(或EER)
該方法更進一步取得全年尺度WF100%、WF90%、WF80%、WF70%、WF60%、WF50%六權重值之運轉值筆數，其中權重值WF100%範圍為冷卻水入水溫>=30℃、負載=100%[參見第三E圖之粗線(1-1)]，WF90%範圍為29℃<=冷卻水入水溫<30℃、90%<=負載<100%[參見第三E圖之區塊(2-2)]，WF80%範圍為28℃<=冷卻水入水溫<29℃、80%<=負載<90%[參見第三E圖之區塊(3-3)]，WF70%範圍為27℃<=冷卻水入水溫<28℃、70%<=負載<80%[參見第三E圖之區塊(4-4)]，WF60%範圍為26℃<=冷卻水入水溫<27℃、60%<=負載<70%[參見第三E圖之區塊(5-5)]，WF50%範圍為25℃<=冷卻水入水溫<26℃、50%<=負載<60%[範圍類推，圖未示出]；各範圍所取得之筆數相對於總筆數的百分值即為其權重值。取得之六權重值及其運轉值即可代入計算式(公式5)得出APLV(NPLV)。又，實施例中APLV(NPLV)雖未包含全部溫載條件，但僅取六個溫載範圍為代表，乃依照與國際同步之國家政策為比照標準，且所依據溫載條件者為台灣共同氣候之36組常用運轉條件為基準，如是業主可做為每年比較時以此APLV(NPLV)為跨年共同基準。特別說明者為台灣未見有APLV/NPLV六權重值的實場取得程式流程，遑論其計算程式；本發明相異者更為實場動態資料的程式流程必須先經篩選取得六穩態運轉EER，才進一步取得六權重值及代入計算式(公式5)得出APLV(NPLV)。
接著，執行步驟S20將該溫載群組透過運算指定特定百分比範圍，以取得能源效率比值(EER)作為基準值與運轉值(指實場量測具有積垢狀態之數值)，再儲存。即，依據上述常用溫載群組，可逐筆計算取得冷凍空調主機之能源效率比值(EER)，並將逐筆計算之能源效率比值(EER)透過運算 並指定特定百分比範圍以取得基準值與運轉值，前述透過運算指定特定百分比範圍，係以平均值法或熱平衡法，亦即，採平均值法係以數次運算取得5、4、3、2、1%以內的EER值；或是以數次運算取得5、4、3、2、1%內範圍之非整數百分比的EER值。採熱平衡法係計算取得5、4、3、2、1%以內的EER值；或是以熱平衡法計算取得5、4、3、2、1%內範圍之非整數百分比的EER值。
請參閱第四圖為本發明基準值查詢流程圖-平均值穩態篩選法，該基準值與運轉值係以平均值法來計算，首先，將儲存之動態能源效率比值(EER)分別依各溫載條件之初次平均之EER值，剔除其誤差25%以外的EER值後，計算25%範圍內為第二次EER值，再將範圍分別縮小至10%、5%分別為第三、四次EER值，該第四次EER值作為該基準值與運轉值，並將該基準值值與運轉值之原始運轉資料列為穩態資料，而該前三次所剔除的運轉資料均列為非穩態資料，穩態資料、非穩態資料分別儲存後可以依需求匯出excel檔案。正如前所述，本發明之基準值所指為在完工日或酸洗日(無積垢狀態)所建立之數值，運轉值所指則為實場量測(積垢狀態)之數值，兩者所測時間點不同。且所述動態能源效率比值(EER)皆有與其對應之COP、kW/RT值，亦可一併加入運算以提供多功能查詢使用。
值得說明的是，一般採用節能水處理標準的新冷凍空調主機，其運轉值EER經本發明量測後，會與本發明之基準值比較而顯示出符合節能規範要求。當採用不佳水處理時，該冷凍空調主機運轉一段時間後，其運轉值EER若因熱交換管表面產生積垢，透過本發明量測後將會顯示出不符合節能規範標準(容後於第九A圖至第十C圖說明)。此區別水處理積垢改善良窳之功能有利社會的接受度及經濟部推動節能減碳政策減少阻力。
根據本案之另一實施例，與前一個實施例不同的是，該選定 基準值與運轉值可改由採熱平衡法計算該基準值與運轉值。請參閱第五圖為本發明運轉值曲線流程圖-熱平衡穩態篩選法，如圖，首先以熱平衡公式(參下列公式6)運算，剔除落於預定誤差5%以外的EER值，列為非穩態資料，而落於5%以內者則列為穩態資料，穩態資料、非穩態資料可以匯出excel檔案，並進一步將該穩態資料依溫載群組區分為相同組數後分別平均，所得到之平均值即為該基準值及運轉值。
(qev+Winput-qc)/qc * 100%-----------------------------(公式6)
(註：前述(公式6)中，qev為淨冷凍能力，Winput為壓縮機輸入功的能量，qc為冷凝器排至冷卻水中的熱量。)
由於，實場運轉EER春夏秋冬任一季節的基準值，選定的36組常用溫載群組時常無法一次就全部填滿，例如：夏季常缺低溫低負載值組、冬季常缺高溫高負載值組，春、秋常缺高低溫高低負載值組。本發明利用數學遞移律及計算式，建立缺值填補的技術，如此可以逐步補上基準值的缺值，以備與實場量測之運轉值的比較之需。詳言之，本發明缺值填補技術係依照其水溫負載條件按日期順序搜尋到第一個有EER者(即當日之運轉值)及其當日之百分值(即運轉值/基準值的百分值)，將該運轉值除以該百分值，即等於該水溫負載條件之基準值，如是能夠將溫載群組隨時保持為36組，以備春夏秋冬各季節量測驗證及分析(第七圖參照)。
實施例如下：先選酸洗日基準值當天搜尋到一個無EER者，依照其水溫負載條件按日順序搜尋到第一個有EER者及其當日之百分值，將EER運轉值除以該百分值等於該水溫負載條件基準值，填補上酸洗日該欄位。填補之後，第二個運轉值就可以進行比較分析。例如：酸洗日為5月15日，當天最高冷卻水入水溫負載為28℃、80%，所以29℃、80%為缺值，第一個有該水溫負載者為6月5日，其EER為4.85，當日之%趨勢，日為95%，此缺 值為4.85÷95%=5.10。此值填補為29℃、80%之EER基準值。依序檢查酸洗日其他缺值者，按相同流程進行，直到補齊。
實場酸洗日通常於夏季來臨前進行，安排於春季者居多，但各使用者視狀況而定。不論酸洗日選定春夏秋冬任一季節，36組常用溫載條件之基準值並無法一次就全部填滿，都會有運轉條件缺值的情事，例如：夏季缺低溫低負載值組、冬季缺高溫高負載值組，春秋缺高低溫高低負載值組。
本發明除上述藉缺值填補的技術逐步補上選定基準值的缺值，然而，實務上氣候因素如寒流或冷氣團來襲時，將導致水溫負載在36組常用溫載群組以外(以下稱外值)，該外值即是整數溫度、整十負載採正負法者之冷卻水入水溫低於24.4℃、高於30.5℃，負載低於45.4%(請參閱表一及表二)。進言之，根據發明人30年來訪談實場及蒐集研究抄表紀錄的經驗，實務上氣候因素如寒流或冷氣團來襲時，導致水溫負載低於常用溫載時，多數冷凍空調主機不需開機，運轉機率低，而冷卻水入水溫高於30.5℃的情事，幾乎沒有見過；主因是冷卻塔的裝置容量一般來說都較冷凍空調主機多出25~30%，甚至特殊案例選購多出達50%者。綜合來說，外值出現的機率相當低，若欲以外插法來計算基準值的外值，鑒於科學計算通常外插法的誤差高，也不被接受。本發明以當日的運轉值(36值)%比做為外值的%比，屬於簡易數學的比較，沒有誤差的問題，容易被接受。
簡言之，常用溫載與外值二者當日任一溫載條件之COP、EER(運轉值)與基準值的比例，僅與冷凝器積垢指標有關係。相關計算式列出於下，方便委員審查參酌：(註：外值之填補與前述36組之缺值相同)1/(UA)=△TLM/(m*Cp*△T)=△TLM/Q--------(公式4)
COP=QEV/kW--------------------------------------------(2-2)
EER=COP*0.86 (EER單位kcal/W-h)------(2-3)
fi=1/(UA)f-1/(UA)c-----------------------------(公式2)
值得一提進一步說明的是，前述EER計算式(2-2)COP=QEV/kW亦可由QEV=QCOND-Winput的間接量測而得，特別是冷凍庫的不同庫溫乃由各庫蒸發器運作而得，最後冷媒匯流回至壓縮機入口，冷凍能力改由冷卻水散熱取得。負載計算與冰滷水主機相同，冰滷水溫亦改由壓縮機入口冷媒溫代替。
最後，執行步驟S30在相同冷卻水、負載及冰滷水(或冷媒)溫度的條件下，將所取得之運轉值逐筆的除以所對應之選定基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較以呈現正確的EER變化趨勢，以利判定耗能是否在合理標準中。利用選定基準值/運轉值比較分析等同於提供運轉EER變化趨勢，如第六圖所示首先以選定基準值/運轉值為基礎，再來選定期間(例如：30、60或90日)的運轉值與選定基準值的百分比(%)計算來實施。本項功能為查詢運轉一段日子的積垢狀況的運轉值與選定基準值相比，依相同水溫負載之運轉值除以基準值的百分比，無EER者跳過，回至下一水溫負載的計算。例如：28℃水溫80%負載之EER相比百分值列為當日該溫載之百分值。本實施例亦可選全日之百分值，此時則以36組水溫負載的EER百分比之平均列為當日之百分值。以完工日/酸洗日起算30、60或90日為當期，可以將當期每日之百分值列表及繪製曲線，於獲得每天正確的運轉EER，且可在相同水溫、負載條件下分析比較其耗能趨勢，訂定每週、月、季、半年、一年的最低EER運轉值，簡言之，以上步驟S10至步驟S30為本發明利用歸類及區分對冷凍空調主機的實場數值(即包含穩態的基準值及具積垢狀態之運轉值)提供分析、比較的技術方法，亦即透過本發明所獲得每天符合節能要求的EER運轉值，可在相同水溫、負載條件下分析比 較其耗能趨勢，並訂定每週、月、季、半年、一年的最低EER，作為查驗EER管理指標值，如是，取得的運轉EER變化曲線將做為驗收保固功能之依據。
承上說明，本發明步驟S10至步驟S30取得的運轉EER變化曲線，能夠提供空調節能改善工程專案中合約內，對於驗收與保固期間運轉EER的變動是否符合合約提供明確的依據，該運轉EER變化曲線(以下稱WWHH換算錶，容後於第九A圖至第九D圖說明)包含：節能改善前之合約值曲線、節能改善後之運轉值曲線、若不改善曲線，各曲線產生所依據計算式如下：百分比改善，單一溫載=(EER改善後-EERWWHH)÷EER改善後＊100%-----(公式7-1)
百分比改善，日=[Σ36值(百分比改善，單一溫載)]平均------------------------------(公式7-2)
改善總電量=Σ當期(kWh改善後＊百分比改善，日)當日-----------(公式7-3)
(註：EER改善後為改善後每日運轉值；EERWWHH為相同水溫負載之合約值；百分比改善，單一溫載為各溫載之改善百分比幅度；百分比改善，日為每日積垢指標的函數；kWh改善後為當日總用電量)
上述公式中「百分比改善，單一溫載」為各溫載之改善百分比幅度，係將步驟S30在相同水溫及負載的條件下，所取得之運轉值(以EER改善後表示)逐筆的減去對應合約值(以EERWWHH表示；即若不改善值)，再除以該運轉值(以EER改善後)並取得百分比；「百分比改善，日」為各溫載之改善百分比幅度之平均，係將前述各溫載之改善百分比幅度對應步驟S10中的36組值的總和進行平均，而得到每日積垢指標的函數；改善總電量則係將前述取得的每日積垢指標的函數乘於當日總用電量，即為日改善電量。
依據上述之計算式，實際就以空調節能改善工程專案而言，可提供對節能改善的比較驗收與保固期間運轉EER的變動，是否符合合約要 求進行動態實場的量測與分析，換言之，不論是空調工程專案的新機安裝驗收保固，或是舊機節能改善的量測與分析，皆能夠由冷凍空調主機的運轉EER變化曲線具體了解。先就舊機節能改善的量測與分析，請配合第九A圖至第九D圖及公式7-1至公式7-3參閱，如第九A圖所示合約值曲線係相關節能業界與業主間合約所訂，藉本發明量測冷凍空調主機實場的穩態運轉值曲線，換言之，若選定的實測當日有18個水溫負載的運轉條件，就有18個EER改善後對應之18個EER合約值所連接的曲線，該18個EER合約值就為當日之18個EERWWHH；第九B圖為前述合約值曲線(改善前)及經過節能改善後穩態的運轉值曲線，該節能改善後穩態的運轉值曲線的取得，係依本發明S10至S30所獲得每日的正確的運轉EER，即如前述為18個水溫負載對應百分比改善之平均(百分比改善，日)；第九C圖則為前述合約值曲線(改善前)及若不改善曲線的並列圖，該若不改善曲線的形成過程，如圖所示，係將前述合約值曲線上三點穩態運轉值A、B、C，分別對應相同水溫負載至經過節能改善後穩態的運轉值A’、B’、C’，而得到若不改善的相對應值A”、B”、C”；將該等若不改善的相對應值A”、B”、C”連接，如第九D圖即得到若不改善曲線，簡言之，A”、B”、C”亦即是改善後逐筆對應之改善前合約值，或EERWWHH)。
(註：A、B、C：合約值(改善前)曲線上三點穩態運轉
A’、B’、C’：改善後三點穩態運轉值
A”、B”、C”：改善後對應之若不改善運轉值三點，或EERWWHH
再就新機安裝驗收量測與分析而言，請配合第十A圖至第十C圖參閱，新安裝的冷凍空調主機之熱交換管表面都屬乾淨無積垢狀況之EER，如果施工採用節能水處理設備後透過本發明之方法所測得的穩態運轉值曲線(即與第九B圖節能改善後相同)，安裝驗收符合合約規範即可通過；但 是，若依照現況水處理設備所測得的曲線即如第十A圖所示，亦即，如果新安裝的冷凍空調主機採用不佳水處理設備，導致其熱交換管表面有積垢，透過本發明之方法將新機安裝之曲線上三點穩態運轉值D、E、F，分別對應相同水溫負載至採用節能水處理設備規範穩態的運轉值D’、E’、F’，與不佳水處理得到的相對應值D”、E”、F”比較(即與第十C,D圖)有明顯差異，此表示安裝不佳水處理設備驗收不通過，需退回重新施工後再驗收一直到符合合約規範才准予驗收通過。
(註：1996年綠基會導入ESCO(Energy Service Company，能源技術服務公司)模式，並持續約5年彙報至經濟部能源局且多次邀請國外協助，將WWHH(What Would Have Happened，若未改善)量錶可應用於多種設備，透過多次舉辦研討會、講習會等方式推廣，運用於其他設備尚屬可行，但於冷凍空調主機EER僅止於概念式傳達，請參閱表五WWHH量錶概念示意圖，該WWHH量錶概念圖之瓦時錶即為一般之電錶、數位式電錶，應用於量測LED、一般家用或工業用電量，所測的數值為瞬時功率或於一段時間內之累積值，亦即量取某一段時間內之總電能，但冷凍空調主機EER瞬時值不具備穩態性，與前述LED等具備穩態性，二者差異太大，綠基會WWHH量錶無法作為EER的量測及分析比較依據。)
如前所述，由於用於判定積垢程度的積垢係數(fouling factor)因熱傳面積無法取得，故僅停留在學術理論階段而無法應用在實際操作面。本發明可藉冷凝器能力相關的積垢指標(fouling index)作為學理之積垢係數，積垢指標由下列計算式可得出，能提供能源效率比值(EER)變化趨勢，並確保所測得冷凍空調主機之能源效率比值(EER)的正確性。如前所述本發明積垢指標(fouling index；fi)透過下列運算公式2進行運算：積垢指標(fouling index，簡稱fi)=1/(UA)f-1/(UA)c..........(公式2)
UA=m*Cp*△T/△TLM=Q/△TLM.........................................(公式3)
1/(UA)=△TLM/(m*Cp*△T)=△TLM/Q...........................(公式4)
(註：前述公式中，U為總熱傳係數；A為熱傳面積；m為冷卻水或冰水流量；Cp為水的比熱，1kcal/℃-kg；△TLM為對數平均溫差(簡稱LMTD)；Q為冷凝器能力(QCOND，冷凝器側)或冷凍空調能力(QEV，蒸發器側)。
如是，藉該冷凝器能力相關的積垢指標能夠繪製曲線圖來詮釋熱傳效率改變下降的幅度與趨勢，及積垢阻抗增加上升的幅度與趨勢，也可用來與EER或COP比對，以提供學理之積垢係數的有效替代方案，並確保所測得EER的正確性。
前述本發明之方法係以一台冷凍空調主機為單位，實際應用於建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機，同樣能夠提供判定EER運轉值的耗能是否在合理標準。當量測建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機時，多台主機系統即為主機群組，須以建築物為單位的耗能比較分析，與一台主機有相當的不同，在實用的分析比較仍有極大的價值與功效。進言之，由於多台主機冷卻水冰水系統安裝運作多採並聯模式，冷卻水、冰滷水入水與出水的管路都有集水管，共四根，每台主機冷卻水冰水的入水與出水管路，共四根支管，都銜接至四根集水管。本發明之方法實施於機房多台主機系統其單台主機仍以前述13項為基礎，所以前述13項功能都可以接續在建築物機房系統使用，不再贅敘。僅在以建築物為對象之耗能查詢分析時才以機房系統為基礎，本節只需增加系統總和資料的實施說明即可，此必須先予以敘明。
本發明之方法應用於建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機機，電腦的資料庫30個欄位必須依照實際運作方式加總計算，加總計算方式及注意事項如下：
一、機房數據僅計算運轉中的主機，沒有運轉的主機不列入該時段的計算中。
二、冰滷水流量、冷卻水流量、電流、消耗電功率、冷凝器能力、冷凍空調能力：此6欄位數值直接相加。
三、補充水量：通常補充水量儀表因為冷卻水塔並聯安裝而只有一個水表，但少數因區分24小時、12小時運轉的冷卻水塔而有2個或多個水表。本發明實施可彈性選擇，採水量直接相加為總用水量。
四、COP、EER(公制、英制)、kW/RT：不可直接相加，而必須依照實際狀況計算。本發明加總計算式如下：COP機房=Σ QEV/Σ kW (QEV單位kW)----------(公式8-1)
EER機房=COP機房*0.86 (EER單位kcal/W-h)--(公式8-2)
kW/RT機房=Σ kW/Σ QEV (QEV單位RT)-----------(公式8-3)
另，須說明的是，本發明之方法應用於建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機不做基準值、運轉值的穩態決定，主要因為多台主機無法明確得知某一筆資料是全部運轉中主機都處於穩態，只要有其中一台是非穩態，該筆資料便是非穩態。
再者，本發明之方法應用於建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機各空調空間尖峰負荷不同發生時，需考量各冷凍空調主機耗能總合及與每日建築物機房內每一空調空間的尖峰負荷總和的比值，即參差係數(指的是各空調空間的峰值在不同時點發生，這些峰值的加總當然大於實際的系統總量)其計算式如下：(1)參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每日峰值*h日)年總數---(公式9-1)
(RTh)年總數：每年機房之冷凍噸小時總量。
RT總量每日峰值：每日機房之RT峰值，h日：當日運轉時數。
(2)參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每月峰值*h月)年總數---(公式9-2)
RT總量每月峰值：每月機房之RT峰值，h月：當月運轉時數。
(註：本發明實施之年度參差係數有二種定義：(1)其一為機房冰機RTh總量年總數除以每天RTh機房總量的峰值之當年加總，(2)其二為機房冰機RTh總量年總數除以每月總量的峰值之當年加總。每月、季、半年參差係數為相同定義。由定義即可知被除數分別是每天或每月的RTh總量的峰值之當年加總)
再者，本發明之方法應用於建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機時，所取的耗能總量(不論為除數或被除數)均指向建築物，否則使用者在不同主機啟動，將影響每台之開機時數及RT數，導致各機參差係數摻雜人為因素而失去意義。但建築物的RT總量與能量守恆為正相關，不受使用者啟動不同主機的影響。由參差係數可知年度建築物RT總量與峰值的比例關係。
基於上述，本發明之優點及功效歸納以下幾點：
一、本發明透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)利用歸類及區分對冷凍空調主機的穩態技術，然後針對歸類出整數溫度、整十負載及穩態資料的創新，提供分析、比較的技術方法和軟體應用之一系列研發過程成功落實，創新突破空調業界數十年來的困境，並藉穩態資料結合常用溫載群組成功取得後再行建立基準值、運轉值、缺值填補、WWHH換算錶、改善總電量等之進階發明，建構為一聚落群冷凍空調主機節能技術。換句話說，本發明係能獲得每天的正確EER運轉值，才可在相同水溫、負載條件下分析比較其耗能趨勢，訂定每週、月、季、半年、一年的最低EER，查驗EER管理指標值，落實建築物的節能 減碳工作。進一步來說，經濟部能源查核中冷凍空調主機為最大耗能的單一設備，其EER可透過本發明提供明確的數據申報及管理指標，建立先前技術所無的全新管理模式。
二、基準值的建立：同一客戶每年每機酸洗都不盡相同，故本發明建立其每年各別基準值，正確性可以符合每年的實際狀況。特別是充分利用電腦的快速運算，查詢時立即得知結果，先前技術缺乏電腦的輔助查詢無法落實此項節能技術，再者，查詢後之穩態資料、非穩態資料可以匯出excel檔案供業主雙方參考，減少爭議，更具有達成節能之接受度，本發明建立此項查詢技術，非常具有創新價值的產業利用性。
三、積垢指標的計算：由於熱傳面積無法提供，實務上無法使用積垢係數，本發明選擇務實的改為可計算的積垢指標UA值、1/(UA)值來代替，仍可以連結學理上的積垢係數。本發明後續的基準值、運轉值比較，概念上就容易理解與接受，普及性就容易廣泛，特別有效的消弭疑慮及買賣雙方爭議。特別冷凍空調主機耗能大，加上積垢導致EER下降幅度極大，本發明提高社會接受度，相當有利國家推動節能的成效總值。
四、基準值缺值填補：全年尺度的運轉因季節氣候因素一定有缺值，缺值時不只容易導致買賣雙方的爭議及各說各話，業主的龐大耗能更因缺值而無法清楚耗能狀況，是否節能差距有改善縮小等疑慮持續存在能耗浪費。本發明消彌此項爭議，另一面讓業主正確了解龐大耗能是否正當，提高本發明接受度，讓此節能技術能落實進一步的提升為高階技術，且，讓空調工程案點交不僅是設備項目及數量，更可對冷凍空調主機進行性能驗收、節約能源的技術功能驗收。
五、基準值、運轉值比較分析：可以(1)查看出運轉EER因積垢降低的幅度，並以曲線顯示的陡或平趨勢，可容易看出下降快慢是否可 為接受。先前技術並無法得知。(2)亦可訂定年度或逐月的容許降幅，作為監督。
六、趨勢分析：一分鐘一筆資料，一天就有1440筆，一個月43200筆，查詢一天或一個月資料時，數量龐大，難以深入查看趨勢。本發明提供勾選前述30項目的任一項，並立即顯示曲線圖。又，由於一次顯示30條曲線將導致曲線重疊、糾纏等現象，有分辨的困難；數值有個位、十位、百位甚至萬位數，例如，UA值接近1* 105時，1/(UA)值約為1*10-5，也有清楚顯示的困難，且無必要同時顯示入出水溫度為個位、十位數。本軟體提供的選擇性，可以適時勾選適當的曲線項目呈現清楚運轉趨勢，具極高度親和力。
七、CNS國家標準/AHRI國際標準在實場的一系列創新應用：本發明程式寫入CNS/AHRI標準條件、過載條件、部分負載條件、額定積垢容許值的修正溫度條件指定、整合式部分負載值(簡稱IPLV)應用、非標準(non-standard)部分負載值(簡稱NPLV)應用、應用性(application)部分負載值(簡稱APLV)應用等。本發明未來應用案例夠多後，可利用大數據技術進一步提供IPLV的台灣權值，來提升經濟部節能政策的參考。本發明的IPLV、NPLV/APLV亦可令業主充分了解自身冷凍空調主機運轉耗能狀況，以作為節能改善的依據，及改善後的查驗標準。
八、本發明透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)將實際運轉條件及資料設計於軟體程式中，操作者只需將欲查詢條件依照程式按鍵的設計順序步驟即可得出結果。若遇到需填寫欄位，則填入需求條件，程式將依據需求條件及程式設計運算得出結果，提供方便性的效果。
九、本發明透過電腦的龐大功能運算出各項冷凍空調主機之 運轉能力、性能、EER等可以分析比較的數值，進一步提升及落實技術能達到全年尺度的實場確效目的。特別值得一說的是：改善積垢的水處理技術透過本發明可以分辨優良者的品質功能，確實提升節能技術的層次。
綜上所述，本發明之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，首先將動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱)，配合冷凍空調主機的入出水溫度形成溫載群組(亦即，以整數溫度為±0.5℃、整十負載為±5%為其選擇範圍，配合冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15℃間的1個整數溫度形成溫載群組；再將該溫載群組透過運算取得能源效率比值(EER)作為基準值與運轉值再儲存；以及在相同水溫及負載的條件下，將所取得之運轉值逐筆的除以所對應之基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較以呈現正確的EER變化趨勢，以利判定耗能是否在合理標準中。如是能夠應用於春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的運轉呈現動態不規則變化下所摻雜穩態和非穩態運轉資料中，能提供正確的運轉EER數值，並作為改善前、後節能計算方式及結果之幅度比值、總節能量的依據。
本發明冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法確能達到發明目的，符合新穎性、進步性及可供產業利用之專利要件，惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，舉凡依據本發明所為之各種修飾與變化，例如：將本發明之方法應用於網路web，或是將本發明使用於單機電腦而以串連方式使用於多台電腦上，或是由一機房的一台或多台冷凍空調主機擴展多間機房一台或多台冷凍空調主機使用等，皆仍應包含於本專利申請範圍內。

Claims (19)

  1. 一種冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)量測驗證及分析各類型水冷式冷凍冷藏空調主機，將春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的運轉所呈現動態不規則變化下所摻雜穩態和非穩態運轉資料，依照冷凍空調主機之全年尺度的季節性溫度與負載變化，建構每天的穩態與非穩態資料，並訂定每週、月、季、半年、一年的最低查驗EER指標值，該量測驗證及分析方法包含如下步驟：將動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與整十負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱)，配合冷凍空調主機的入出水溫度形成溫載群組；再將該溫載群組透過運算並指定特定百分比範圍，取得能源效率比值(EER)作為選定基準值與實場量測(積垢狀態)之數值為運轉值；該選定基準值與運轉值為穩態資料，並進行積垢修正後，再將該選定基準值與運轉值儲存；以及在相同冷卻水溫度、負載及冰滷水(或冷媒)溫度的條件下，將所取得之運轉值逐筆的除以所對應之選定基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較，並將所選定基準值與運轉值提供判定耗能是否在合理標準中，以作為改善前、後節能計算方式及結果、幅度比值、總節能量的依據，再顯示於電腦螢幕。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準所形成的溫載群組，係採台灣全年或各季節(春夏秋冬)常用氣候條件為整數溫度、整十負載，而冷凍空調主機之入出水溫度為各單一整數溫度，且所採用之常用整數溫度、整十負載以各種組數、範圍進行配套，或溫度負載範圍以平均及不平均的分配進行配套。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中該整數溫度係對冷凍空調主機的冷卻水入口溫度，選定各季節(春夏秋冬)中的至少一個常用溫度與一個負載，並各取所選定溫度小於1℃的正負範圍或該小於1℃範圍的整數值；該負載則以前述所選定溫度之對應負載的百分比選定，並取所選定百分比小於10%的正負範圍或該小於10%範圍的整十值，而該冷凍空調主機之冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15℃間的1個整數溫度，並取該溫度小於1℃的正負範圍或該小於1℃範圍的整數值，藉所選定的常用溫度與負載以各種組數、範圍進行配套，或溫度負載範圍以平均及不平均的分配進行配套。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中所形成常用的溫載群組包含的組合有：以冷凍空調主機的冷卻水入口溫度在25、26、27、28、29、30℃的6個整數溫度，並各取每一個溫度小於1℃的正負範圍或該小於1℃範圍的整數值，乘以50、60、70、80、90、100%的6個整十負載，並取每一個百分比在小於10%的正負範圍，再乘以冷凍空調主機之冰滷水(以滷水冰機為例)出口溫度-7~0℃、3~15℃間的1個整數溫度，藉所選定的常用整數溫度與整十負載以各種組數、範圍進行配套，或溫度負載範圍以平均及不平均的分配進行配套。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中透過運算指定特定百分比範圍，係以平均值法或熱平衡法。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中該平均值法係以數次運算取得10%內範圍之整數百分比或是非整數百分比的EER值；該熱平衡法計算係以熱平衡法計算取得10%內範圍之整數百分比或是非整數百分比的EER值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中該平均值法的數次運算係將儲存之動態能源效率比值(EER)之初次平均之EER值，剔除其誤差25%以外的EER值後，計算25%範圍內為第二次EER值，再將範圍分別縮小至10%、5%分別為第三、四次EER值，該第四次EER值作為該選定基準值與運轉值，並將該基準值與運轉值之動態資料列為穩態資料，而該前三次所剔除的動態資料均列為非穩態資料；該熱平衡計算的運算公式為(qev+Winput-qc)/qc * 100%(其中，qev為淨冷凍能力，Winput為壓縮機輸入功的能量，qc為冷凝器排至冷卻水中的熱量)，藉該運算公式剔除落於特定百分比範圍預定5%以外的EER值，列為非穩態資料，而落於特定百分比範圍5%以內者則列為穩態資料，並進一步將該穩態資料依該溫載群組區分為相同組數後分別平均，將得到之平均值作為該選定基準值及運轉值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中該選定基準值依冷凍空調主機積垢有無，包含絕對基準值、相對基準值及合約值，該絕對基準值係指冷凍空調主機之熱交換管表面都屬無積垢狀況之EER；該相對基準值係指無積垢狀況之EER依照特定積垢修正後的EER數值；該合約值係指有積垢狀況依照合約所測定的EER之穩態值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中所述提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較，並顯示於電腦螢幕，係以EER運轉值及變化曲線呈現正確的EER變化趨勢顯示於電腦螢幕，該EER運轉值變化曲線依據如下計算式呈現EER變化趨勢，包含：節能改善前之合約值曲線、節能改善後之運轉值曲線、若不改善曲線(以下稱WWHH換算錶)，該計算式如下：百分比改善，單一溫載=(EER改善後-EERWWHH)÷EER改善後＊100% 百分比改善，日=[Σ36值(百分比改善，單一溫載)]平均 改善總電量=Σ當期(kWh改善後＊百分比改善，日)當日其中「EER改善後」為改善後每日運轉值；「EERWWHH」為相同水溫負載之合約值；「百分比改善，單一溫載」為各溫載之改善百分比幅度；「百分比改善，日」為每日積垢指標的函數；「kWh改善後」為當日總用電量；依據該計算式將改善前選定日動態耗能數據轉化為合約值，改善後每日耗能數據轉化為運轉值，合約值、運轉值都為穩態數據，然後與每日運轉值(EER改善後)相同水溫負載之合約值(即是WWHH換算錶，以EERWWHH表示)相比，可得各溫載之改善百分比幅度(即計算式A)，及其日平均百分比(即計算式B)，此百分比再乘以當日總用電量即為日改善電量，此百分比以當日運轉值為基準，才可與當日總用電量有直接關聯，另運轉值等的穩態數據建立都以日為單位，計算改善總電量也必須當期每一天累積(即計算式C)，其中各EERWWHH為改善後當日相同水溫負載下EER改善後對應之各合約值，百分比改善，日為日積垢指標的函數，如是，該WWHH換算錶以相同水溫負載條件下的改善後數據作為比較依據，藉以判定所量測的對象耗能是否在合理標準中。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法進一步包括於冷凍空調主機關機後或開機前的狀態下，令冷卻水之入水及出水溫度在無溫差情況下進行定期校正為相同溫度，使溫差誤差值降低為0℃。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中所述將該溫載群組進行積垢修正係依照額定積垢容許值標準來進行修正。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中於運算取得能源效率比值(EER)作為選定基準值之後，進行計算以填補缺值，係依該溫載群組按日期順序搜尋到第一個有EER者及當日的百分值，將該運轉值除以該百分值，即得到該選定基準值之缺值。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，其中該週期性接收係指設定每1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30或60分鐘為頻率進行接收。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，更包含積垢指標(fouling index)的運算，用於取代積垢係數(fouling factor)以判定積垢程度，該積垢指標(fouling index)的運算如下：積垢指標(fouling index)=1/(UA)f-1/(UA)c；UA=m*Cp*△T/△TLM=Q/△TLM；1/(UA)=△TLM/(m*Cp*△T)=△TLM/Q；其中，U為總熱傳係數；A為熱傳面積；m為冷卻水或冰滷水流量；Cp為水的比熱，1kcal/℃-kg；△TLM為對數平均溫差(簡稱LMTD)；Q為冷凝器能力(QCOND，冷凝器側)或冷凍空調能力(QEV，蒸發器側)；底標f、c分別表示積垢fouling、乾淨clean無積垢狀態；其中，該積垢指標(1/(UA)或UA)係藉該冷凝器能力(Q)作為參數運算，藉以能夠提供冷凍空調主機之能源效率比值(EER)變化趨勢，以確保所測得冷凍空調主機之能源效率比值(EER)的正確性。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法進一步提供對整合式部分負載值IPLV的實場運轉EER量測之A、B、C、D值(依CNS 12575國家標準7.5.3.2節規定分別為100%30℃、75%24℃、50%19℃、25%19℃下之EER穩態值)，且該IPLV計算式如下：IPLV=WF100%×A+WF75%×B+WF50%×C+WF25%×D其中WF100%範圍為冷卻水入水溫>=30℃、負載=100%，WF75%範圍為24℃<=冷卻水入水溫<30℃、75%<=負載<100%，WF50%範圍為19℃<=冷卻水入水溫<24℃、50%<=負載<75%，WF25%範圍為19℃<=冷卻水入水溫<24℃、25%<=負載<50%；各範圍所取得之筆數相對於總筆數的百分值即為其權重值；藉前述計算式於經篩選取得四穩態運轉EER後，進一步將所取得該四權重值代入前述計算式，即可得出IPLV各筆數相對於總筆數的百分值，而得該冷凍空調主機全年的運轉耗能分佈及效率概況。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法進一步提供對非標準(non-standard)部分負載值(NPLV)及應用性(application)部分負載值(APLV)的實場運轉EER量測之A、B、C、D、E、F值(比照CNS 12575國家標準7.5.3.2節規定分別為100%30℃、90%29℃、80%28℃、70%27℃、60%26℃、50%25℃下之EER穩態值)，且該APLV(NPLV)計算式如下：APIV(NPIV)=WF100%×A+WF90%×B+WF80%×C+WF70%×D+WF60%×E+WF50%×F其中WF100%範圍為冷卻水入水溫>=30℃、負載=100%，WF90%範圍為29℃<=冷卻水入水溫<30℃、90%<=負載<100%，WF80%範圍為28℃<=冷卻水入水溫<29℃、80%<=負載<90%，WF70%範圍為27℃<=冷卻水入水溫<28℃、70%<=負載<80%，WF60%範圍為26℃<=冷卻水入水溫<27℃、60%<=負載<70%，WF50%範圍為25℃<=冷卻水入水溫<26℃、50%<=負載<60%；各範圍所取得之筆數相對於總筆數的百分值即為其權重值；藉前述計算式於經篩選取得穩態運轉EER後，進一步將所取得該六權重值及其運轉值再代入該計算式即得出APLV(NPLV)，而得該冷凍空調主機全年的運轉耗能分佈及效率概況。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，更進一步包括判定建築物機房內多台運轉中冷凍空調主機的步驟，該步驟係將建築物機房內多台運轉中冷凍空調主機所取得各個EER運轉，依如下計算耗能總合值分析比較數值：COP機房=Σ QEV/Σ kW EER機房=COP機房*0.86 (EER單位kcal/W-h) kW/RT機房=Σ kW/Σ QEV QEV：冷凍空調能力(單位kW、kcal/h、RT)kW：量測得出的電功率RT：冷凍噸COP：冷凍空調主機性能係數(單位：無因次，或kW/kW)EER：能源效率比值(kca1/h-W或BTU/h-W)尖峰負荷總和計算式如下：每日參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每日峰值*h日)年總數(RTh)年總數：每年機房之冷凍噸小時總量RT總量每日峰值：每日機房之RT峰值，h日：當日運轉時數每年參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每月峰值*h月)年總量RT總量每月峰值：每月機房之RT峰值，h月：當月運轉時數。
  18. 一種冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)量測驗證及分析各類型水冷式冷凍冷藏空調主機，將春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的運轉所呈現動態不規則變化下所摻雜穩態和非穩態運轉資料，依照冷凍空調主機之全年尺度的季節性溫度與負載變化，建構每天的穩態與非穩態資料，並訂定每週、月、季、半年、一年的最低查驗EER指標值，該量測驗證及分析方法包含如下步驟：將動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，其中之入出水溫度定期校正為相同溫度，使溫差誤差值降低為0℃；並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與整十負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱)，配合冷凍空調主機的入出水溫度形成溫載群組；再將該溫載群組透過運算並指定特定百分比範圍，取得能源效率比值(EER)作為選定基準值與實場量測(積垢狀態)之數值為運轉值；該選定基準值與運轉值為穩態資料，並進行積垢修正後，再將該選定基準值與運轉值儲存；以及在相同冷卻水溫度、負載及冰滷水(或冷媒)溫度的條件下，將所取得之運轉值逐筆的除以所對應之選定基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較，並顯示於電腦螢幕，提供判定耗能是否在合理標準中，並作為改善前、後節能計算方式及結果之幅度比值、總節能量的依據。
  19. 一種冷凍空調主機之能源效率比值(EER)量測驗證及分析的方法，該方法透過電腦(包含PLC可程式控制器、HMI人機介面、Pad平板電腦...等等)量測驗證及分析各類型水冷式冷凍冷藏空調主機，將春夏秋冬各季節、每天早午晚間、淡旺季的運轉所呈現動態不規則變化下所摻雜穩態和非穩態運轉資料，依照冷凍空調主機之全年尺度的季節性溫度與負載變化，建構每天的穩態與非穩態資料，並訂定每週、月、季、半年、一年的最低查驗EER指標值，提供建築物機房內多台運轉中的冷凍空調主機判定EER運轉值的耗能是否在合理標準中，該量測驗證及分析方法包含如下步驟：將建築物機房內每一台冷凍空調主機之動態能源效率比值(EER)以週期性接收儲存，並以氣候條件及冷凍空調主機運轉負載為基準，選取整數溫度及整十負載取得每一整數溫度與整十負載的耗電率組(COP、EER、kW/RT三者合稱)，配合冷凍空調主機的入出水溫度形成溫載群組；再將建築物機房內每一台冷凍空調主機所取得之溫載群組透過運算並指定特定百分比範圍，取得能源效率比值(EER)作為選定基準值與實場量測(積垢狀態)之數值為運轉值，該選定基準值與運轉值為穩態資料，並進行積垢修正後，再將該選定基準值與運轉值儲存；及在相同冷卻水溫度、負載及冰滷水(或冷媒)溫度的條件下，將建築物機房內每一台冷凍空調主機所取得之運轉值逐筆的除以所對應之選定基準值而得一百分比，提供冷凍空調主機的EER運轉值分析比較，並顯示於電腦螢幕；以及將前述步驟所取得各個EER運轉值分析比較數值，依如下計算耗能總合及與每日建築物機房內每一空調空間的尖峰負荷總和的比值，取得參差係數提供判定耗能是否在合理標準中，並作為改善前、後節能計算方式及每日、每月、每年結果之幅度比值、總節能量的依據，其中：耗能總合計算式如下：COP機房=Σ QEV/Σ kW EER機房=COP機房*0.86 (EER單位kcal/W-h) kW/RT機房=Σ kW/Σ QEV QEV：冷凍空調能力(單位kW、kcal/h、RT)kW：量測得出的電功率RT：冷凍噸COP：冷凍空調主機性能係數(單位：無因次，或kW/kW)EER：能源效率比值(kcal/h-W或BTU/h-W)尖峰負荷總和計算式如下：每日參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每日峰值*h日)年總數(RTh)年總數：每年機房之冷凍噸小時總量RT總量每日峰值：每日機房之RT峰值，h日：當日運轉時數每年參差係數建築物=Σ(RTh)年總數/Σ(RT總量每月峰值*h月)年總數RT總量每月峰值：每月機房之RT峰值，h月：當月運轉時數。
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