冰水机节能与温室气体减量成功案例介绍.PDF

冰水機節能與溫室氣體減量成功案例介紹 台灣產業服務基金會司洪濤工程師 一、前言 近年來，由於經濟部工業局、能源局及環保署等政府部門，大力推動「能源 節約」及「溫室氣體減量」等相關工作，如今每個工廠都已有節約能源的觀念， 且深知能源一旦能夠節約，相對地溫室氣體排放量也大幅減少。故有心致力於能 源節約及溫室氣體減量之工廠，紛紛探討廠內每一個可進行能源節約的地方，並 積極採取各種能源節約措施，以降低生產成本，提高產業之競爭力。然而，從台 灣產業服務基金會（以下簡稱產基會）執行產業綠色技術輔導經驗發現，在各種 水路循環系統的熱交換器水側部分非常容易生成水垢，而熱交換器之熱傳效率隨 水垢厚度增加而降低，相對地能源也造成大量損失，在工廠定期之保養維護工 作，若能將熱交換器水垢徹底清除乾淨，節省下的能源將是非常可觀的。 本文主要介紹台北某商業大樓中央冷凍空調之冰水機節能成功案例，其成功 地應用新的清洗技術在某商業大樓之冰水機除垢工作上，使得該冰水機的熱交換 器進行測洗後，其壓縮機運轉電流降低 8 安培，大幅降低能源的損耗量，同時達 到溫室氣體減量之目的，在工業方面，因製程需要亦大量使用冰水機，此成功案 例值得產業界參考與應用。 二、水垢對能源損失之探討 任何水路循環系統，如果使用之水質不佳，因鈣鎂離子之累積，其熱交換器 水側結垢之速度相對比較快，水垢一旦生成，即便是薄薄的一層，對熱傳導均造 成極大的影響。以熱交換器為例，水垢厚度在 0.15mm 以下，尚可被接受，其熱 損失可被忽略；水垢厚度達 0.30mm 為輕度結垢，增加能源損耗 5.5％；水垢厚 度達 0.45mm 為中度結垢，增加能源損耗 11.0％；水垢厚度達 0.60mm 為重度度 結垢，增加能源損耗 16.5％；水垢厚度達 0.75mm 為嚴重結垢，增加能源損耗超 過 22.0％，如表 1 。 身為追求能源效率化的一份子，均一致認同只要能降低水垢生成速度或減少 水垢厚度，便能大大降低運轉費用。傳統的化學酸洗技術對去除水垢被認為是有 效的，但在使用該水垢去除技術的同時，是否會傷害熱交換器金屬表面，是使用 者普遍存在的疑慮。然而，現今酸洗實務上多半是處於「投鼠忌器」的狀態，對 1 於維護保養人員而言，想要把水垢清除乾淨，又不想酸蝕設備，如何控制的恰到 好處實在是一種藝術； 如果是使用其他非破壞性的物理除垢技術，諸如磁化或電 子式除垢器等，其除垢效果需長時間的觀察、記錄及追蹤，短時間實在無法得知， 且部分除垢器之除垢效果尚存有爭議。 因此，如何將水垢快速清除或降低厚度，而又不損傷熱交換設備金屬表面， 將以往視為正常損耗的大量能源節省下來，是工廠廠務工程師與節能主管相關人 員努力追求的目標。 表 1 熱交換器水側之結垢厚度與熱效率損失 結垢程度 尚可接受 輕度 中度 重度 嚴重 水垢厚 ＜0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 度，mm 熱效率損 可忽略 5.5 11.0 16.5 22.0 失，％ 三、除垢技術工作原理 眾所皆知，水垢的主要成分是碳酸鈣（CaCO ）、碳酸鎂（MgCO ）或其他 3 3 鹽類結晶，該商業大樓使用一種新的化學除垢劑進行冰水機熱交換器之水垢測洗 工作。該除垢劑含有特別的酸及的界面活性劑，該酸在界面活性劑的控制之下， 使得酸蝕的速率被控制在極低的速率下，變成一種緩蝕酸，以銅合金（90/10CuNi ） 為例，將該合金浸泡於 1 ：3～1 ：20 稀釋液中 34 小時（在溫度為 35℃），其腐 蝕狀況很低，幾乎可以忽略。故在水垢與金屬設備元件