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火「熱」最前線──熱泵系統設置與利用

2003/08/05 經濟部能源局 點閱人次: 744

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■整輯:謝惠子

當前二氧化碳佔全球溫室效應總量之66%以上,且因人為產生的二氧化碳有80%來自石油、煤炭等化石燃料之燃燒。據美國能源部估算,每減少1度用電量就可減少1.5磅的二氧化碳,其中產生來源於一般住宅佔30%,工業活動佔35%;因此,目前有許多國家建議使用熱泵來替代其他加熱設備,以降低二氧化碳的排放量。

在日常生活中,大家都知道水泵(Water Pump)的功能,它是將某一地方的水傳送到另一端需要水源處的一種流體機械。熱泵與水泵類似,不同的是,它可將一處的熱能傳送至另一端,是一種熱能傳送機器。透過熱泵的傳送,可將較低溫的熱能吸收,利用冷媒壓縮傳送及壓縮機所產生的動能,轉換成中溫熱水,再傳送至需要熱水的地方,成為有別於傳統加熱方式的另一種熱水系統。

初試啼聲,成果斐然

熱泵系統大致可分為空氣對水(Air to water)與水對水(Water to water)兩大類,目前國內已有不少處所安裝熱泵系統,如飯店、學校宿舍、醫院、游泳池等,均獲得卓越的節能效果,更省下一筆龐大的金錢支出,顯見熱泵系統利用的斐然成果。以下茲簡介高雄藍色公路休閒館、台中曉明女中以及台中福華飯店裝置熱泵系統之節能實績,提供社會各界參考。

◎高雄藍色公路休閒館
系統名稱:游泳池熱泵熱水空調系統

工程內容:SPA區及淋浴用熱水系統,以及一、二樓更衣室冷氣與小機房冷氣系統工程。

說明:設計水對水熱泵兩台及空氣對水熱泵四台,於夏秋時,足夠提供販賣部、更衣室、大廳、餐廳及交誼廳等共55RT的冷氣,以及游泳池555噸、SPA池300噸、兒童池75噸、藥池24噸等全館的熱水供應(含淋浴用熱水),並增設夏季對溫水游泳池冷卻的功能。

效益:估算全年共節省瓦斯燃料費用2,068,650元,以及冷氣電費892,320元。

◎台中曉明女中

系統名稱:熱泵冷暖空調熱水系統

工程內容:提供曉明女中綜合大樓240RT冷暖氣及全棟60噸熱水需求。

說明:此熱泵系統係定位於空調系統,其EER(能源效率比)值較傳統冰水系統高10~15%,此外,於冷氣運轉時所產生之60噸熱水則為免費的產物,可移轉為各種用途。

效益:與鍋爐相較,每年約可節省熱水燃料費900,000元(不含所節省之冷氣電費)。

◎台中福華飯店

系統名稱:熱泵熱水系統

工程內容:提供16噸熱水

說明:此系統定位於熱水系統,其節省能源效率與柴油鍋爐相比,可省下約60%的能源費用。

效益:每年至少節省瓦斯費用約131,400元,熱水使用量越大,則節省能源費用越多。

優點多多,獨立便捷

先進國家多建議使用熱泵來替代其他加熱設備製造熱水,除可減少二氧化碳的排放量,亦可減少產生廢熱及其他化石能源的使用,尚還具備如下的各項優點:

一、 安全:無燃燒,不會產生廢氣造成二次污染,可免除鍋爐熱水器爆炸、瓦斯中毒、觸電等危險性。

二、 省錢:耗電量小,可節省約四分之三的電熱費、三分之二的瓦斯費或二分之一的鍋爐費用。

三、 環保:僅利用大自然中之熱能(廢熱氣、熱空氣、水熱),無燃燒、不產生二氧化碳污染空氣、不排放廢熱氣,可減少溫室效應以防止地球老化。

四、 多功能:製造熱水之同時能提供冷氣、除濕、空氣之濾清。

五、 方便:安裝方便,可利用原有系統以節省經費,並採用全自動控制,只要操作系統的開或關即可,非常省時方便。

六、 高科技:採用低噪音、高功能之先進設計技術,且能源轉換氣溫只要高於5℃就能製造熱水,其製熱效率比柴油燃燒系統高出二倍,比瓦斯加熱系統高三倍,比電熱加熱系統高四倍以上。

此外,還有適用廣等優點。熱泵除了可以獨立提供整套系統熱能外,尚可整合現有之設備做節能改善,如結合太陽能熱水器、柴油鍋爐、液化瓦斯等。且其以最小之電能吸取大自然的熱能,經高效能轉換放大產生熱水,據研究報告指出,若相關單位能採行熱泵機,則全國一年的使用量可省下一座核能發電廠所提供之電量,足見熱泵實為值得大力推廣之綠色技術。

其來有自,熱力推廣

歐、美、日等先進國家,早在20年前便已開始推廣使用熱泵,然而這些國家大多位於寒帶地區,大氣熱能資源較不豐富,因此普及率並不高,只有少數地區如夏威夷、佛羅里達州等,由於地理環境優越(濕熱),對於熱泵的使用便非常普遍;如夏威夷的觀光飯店就約有八成以上採用熱泵供應熱水,甚至電力公司也補助用戶購置。

至於國內,也有數家廠商自國外引進大型熱泵系統,主要應用於飯店、宿舍、餐廳、溫水游泳池等處所,成果均相當良好。其實,熱泵的應用可以節省鉅量能源,在使用上亦不受日夜及天候的影響,加上我國位處亞熱帶地區,大氣熱能資源相當豐沛,是間接擷取太陽能的最佳地點。因此,如何針對我國特殊地理環境、人民生活習性、建築特性等,開發設計出適合國人使用之熱泵系統,將是未來的努力目標之一。


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