2008年5月20日 星期二

校園審計

校園環境審計作業 組員:黃宇璿,葉怡廷實驗主題:女宿(前棟礪金)冷氣的用電量設計實驗:

1確認問題(與本作業主題的相關性)教穡大樓教室以及男宿的能源使用情況,檢討用電的效率:因為地球上的能源有限,如果一直不改變現在每天所消耗的能源用量,有一天一定會消耗殆盡,所以我們想藉由調查平常學校的用電量,思考能節省用電消耗的方式,從小地方改善,讓地球的破壞能夠慢慢降低

2文獻回顧(各位上網搜尋相關問題的討論方法與結果)
EER與冷氣機的效率
賴昭正
你可知道「新台幣一角與一元的比值等於一」是什麼意思嗎?相信任何人均知道那比值是毫無意義的!兩個單位不同的數目怎麼能相比?!可是這世界上就是無奇不有,在民智如此發達的今天,我們竟然還可看到這種比值公然在國際間「上市」!冷氣機的EER就是這樣的一個例子。EER的原文為energy efficiency ratio,中譯為「能量效率比」,其定義為EER=以千卡(或Btu)為單位的每小時冷房能力/以瓦特為單位的耗電量
由於分子及分母所用能量單位的不同,EER值只有在比較不同之冷氣機時才有用。一般人若不清楚其定義中分子分母所用之單位不同,它就無法告訴我們每部冷氣機的效率為何。再以上面的新台幣為例子,即可看出其意義。二角與一元的比值為二,因此我們知道二角應比一元值錢(效率高)?!但是二角的實際購買能力又如何呢?是不是比一元值錢?這就無法知道了!
筆者在科學月刊7卷9期裏曾分析過理想冷氣機的冷房能力,從而定義出一部實際冷氣機的熱力學效率。在那裏我們發現:如果耗電量為w,則從低溫T1處所能提出的最高熱量值q1(即冷房能力)為
q1=wT1/(T2-T1)式中T2為室外(即排熱處)的溫度(此處之T1﹐T2皆為絕對溫度)。依此定義,一部理想冷氣機的同單位EER值應為
同單位EER=q1/w=T1/(T2-T1)因為每小時1290千卡的功率約等於1500瓦特,因此依照市面上EER的定義,一部理想冷氣機的EER(用千卡時)應為
理想冷氣機的EER=T1/(T2-T1)×1290/1500=0.86×T1/(T2-T1) (1)



有了這個公式,我們便可很容易地由市面上的EER值,推算出一部冷氣機的實際效率為何。
政府鑒於節約能源的重要性,已由經濟部中央標準局訂定冷氣機EER標準值,並委託「台灣大電力研究試驗中心」負責檢驗。依三月三十日聯合報所載,今年出廠的單體式冷氣機(如窗型就是一例),如冷房能力在3550千卡/小時以下時,其EER值必須高於1.73;如冷房能力在3550千卡/小時以上時,其EER值必須高於1.68。現在就讓我們來看看這些標準所代表的實際效率為何吧。
報上雖載有「大電力研試中心」之檢驗設備,但未提到室內外之溫度為何,因此我們只好合理地假設室內溫度T1為27℃,室外溫度T2為35℃(這些都是以前之冷氣機規格所記載的)。從這些數據及公式(1),我們可以輕易地算出一部理想冷氣機的EER值為(T為絕對溫度):
理想冷氣機的EER=0.86×(273+37)/(35-27)=32
將市面上之冷氣機的EER值除以理想冷氣機的EER值,即得市面上之冷氣機的實際效率,即
實際熱力學效率=EER/32
所以在今年的標準下,貼有「大電力研試中心」型式認可的合格冷氣機,其實際效率才只有5.4%左右而已!如筆者在科月7卷9期之文章所言,這樣的效率實在難以令人恭維!讀到此,讀者或許已能明瞭為何冷氣機的效率要用「不通」的EER來表示,而不敢或不願用較有意義的實際效率了!當然,EER不是我國的發明,美日早已有之。其所以如此定義,很可能是因為傳統上度量熱量就用千卡或Btu,而度量用電之能量則用瓦特,當初工程師就這麼用上了,以致成了傳統。這問題就像英制久久未能全改成公制一樣,可見人的惰性與傳統的力量有多大!只是為何我們必須盲目地跟進呢?用實際效率不但照樣可比較各種不同冷氣機,還可隨時提醒國人及冷氣製造商:「冷氣機的效率是多麼低呀!」
筆者早已說過,理想冷氣機並不是科幻小說中的機器。由於種種原因,或許我們不能設計出一部百分之百效率的實際機器;但百分之二、三十效率的要求不應該太過分吧!一般發電機也是一種熱機,但它們的熱力學效率大都在50%左右!依經濟部計畫,民國七十三年的單體式冷氣機,其EER至少必須在2往右,這大約等於6%的實際熱力學效率而已!兩年才使效率提高1%,這實在有待加油!
話說回來,改進冷氣機效率雖然是廠商刻不容緩之事,但國人使用冷氣之惡習似乎是件更應改進之事。夏季一到,不使用冷氣以招徠顧客之商店或百貨公司已越來越少,這本是經濟進步的自然現象,只是舉目四望,你將發現幾乎家家均是大開方便之門,將冷氣猛往外送!且不管其實際浪費是多少座石門水庫電力,其所代表的實在是一種無知的暴發戶心態!這豈是資源貧乏之我國所應有的?最絕的是:鐵路局好像年年虧損,可是筆者最近跑了幾趟高雄,卻發現該站在四面通風的情況下,竟大開幾台冷氣機!


3提出假設與做法(依據文獻回顧及現場了解後提出)
計算女宿冷氣機數量,以及用的時間,我們忽略每一個系空堂的不同,估計冷氣使用時段為晚上十點到早上八點,八點過後冷氣會自動的斷電停止運作,所以每天冷氣用量約為十小時,忽略退宿或是沒人住的狀況,女宿前棟房間數約115間,冷氣數有115台,所以計算總電量為:功率數x小時x天數x冷氣數 / 1000w x 2.73

4蒐集資料與檢驗假設調查女宿(前棟礪金)使用的冷氣機功率一般冷氣約為900w。女宿(前棟礪金)大約有幾台冷氣機約有115台。月平均使用時間,每天平均使用時數約為10小時,乘上冷數數量,四月使用時間約有1150小時
假設女宿的冷氣功率為900W.每日開機10小時計算.900w x 10(小時) x 30(天) / 1000(w) = 270 度電270度 x 2.73 = 737.1元.x 115 = 84766.5元。


5撰寫結論在經過觀察、抽樣、推算後,覺得還可以再節約一些有些時候如果可以用不到冷氣的時候盡量以電風扇替代以減少電量的使用和造成臭氧層的破壞。且可以改用卡片儲值的方式才能使用冷氣這樣就不會造成耗電,還有在宿舍面光處可以時常用窗帘阻擋陽光的直接照射。

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