2014/10/05
經濟部能源局
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撰文／曾君儒 資料、圖片提供／工研院機械所、大晟精機
自「高效率馬達動力機械關鍵技術開發與推廣」計畫啟動以來，能源局委託工研院機械所陸陸續續輔導過許多廠家，不但為企業省下了開銷，也替我國工業部門的耗電量減輕不少負擔。
接下來將從工研院102 年度高效率馬達節能示範案例中，挑選冰水系統與空壓系統的代表案例，分享他們採用高效率馬達相關設備後的節能效果。
馬達、變頻、控制器多管齊下─統一冰水系統
1967 年8 月25 日創立於臺南的統一企業，工廠遍布新市、永康、楊梅、臺中、中壢與瑞芳，而其中位於臺南、主要生產鮮奶與飲料的新市飲一廠，日前已經將廠內的冰水系統好好整頓了一番。
新市飲一廠內本有3 臺K 牌冰水機，以供應生產製程的需求，尖峰時段開啟2 至3 臺，離峰則維持1 至2 臺的運轉，不論尖離峰時段，這些冰水機都處於部分負載的工作狀態。事實上，K 牌冰水機依其負載大小有5 段變化（100％、84％、67％、50％、33％），每段操作的單位耗能皆不同，由表1 可知冰水機在全載的時候效能最好，負載率越低耗能量也就越大。
在開始進行改善作業前，工作人員對No.8與No.9冰水機進行了約1週的單機能耗測量，得出的結果如表3。
新市飲一廠經評估後，做出了這樣的決定：首先，淘汰單機能耗差的No.8 冰水主機，改用高效率的冰水主機；增設「冰水負載控制器」，依負載需求調整其他主機的啟動順序，使負載集中在新主機上，提升系統運轉的效能，來達到降低單位耗能成本之目的；冷卻水塔風扇改用高效率馬達，並改用變頻控制模式，控制馬達運轉速度，以達節能效果；最後，在區域主幹管加裝BTU 錶（冰水熱值計），並於主電源上安裝電錶，算出冰水系統的單位能耗來加以控管。
冰水系統經改善之後的測量結果顯示（可參考表4），同樣運轉1 週的冷凍噸數為12,917.5RT，1 週耗電量為12.196.5 度，系統單位耗能降至0.94kW ／ RT。除了更換為高效率馬達，新市飲一廠經過詳細評估，將整套冰水系統全盤納入改善方案的範圍裡，不只達到節能省錢之目的，新設備也更加符合自身工廠營運需求，收一舉兩得之效。
節能效益算給你看
【改善前（1.39）- 改善後（0.94）】kW ／ RTx12,917.5RT ／週x52 週／年x3.2 元=967,262 元／年
節能比率為（1.39-0.94）／ 1.39=32.4％
投入金額：1,760,000 元
預計回收年限=1.82 年
抑低二氧化碳排放量約為157,785 公斤／每年
節電24小時不停歇─大晟空壓系統
大晟精機股份有限公司成立於1981 年，主要產品包含手機、筆記型電腦、PDA 等相關外殼及零組件製造，工廠每天都要連續24 小時3 班制輪班，好讓生產線不停機生產。
大晟精機的余浩銓經理表示，在電費高漲的現在，如何有效節約用電，是公司降低成本的首要任務。大晟在一次與配合廠商訪談的機會下，得知了高效率馬達的相關訊息，在與工研院初步接洽後，大晟便開始對現有設備進行能源測試，評估了新設備建置費用、時程與改善績效，趁著公司設備剛好需要汰舊換 新的當下，果斷做了添購新空壓機的決定。
既然前提是替公司省錢，為何不考慮只置換高效率馬達就好呢？事實上馬達主要應用在各種工業設備中，單體使用的情況較少，若使用匹配高效率馬達的設備技術，將可使整體節能效益大大提升，「而且，空壓系統節能也是一門學問，並不是單單更換零件就可以運作。」余浩銓表示，壓縮空氣系統能源效率的改善作法有很多，例如提升空壓機本身運轉效率、降低用氣量、裝設速度調整裝置、減少空氣洩漏、改善供氣管路系統布局方式等。
大晟廠內原有空壓機（凱薩100hp）1 臺，提供全廠製程設備的用氣需求。根據iiTrak 負載記錄器顯示，在改善前，原有空壓機每年空車運轉用電損失可達70 萬元，根據這份觀察報告，大晟決定新增一臺變頻空壓機，將舊機納為備用機。新機除了產氣量增加，還可調節供氣量的變動範圍，經測量得知每年可節省成本約59.3 萬元，節能比例可達百分之35.1；雖然購買新機少不了一筆開銷，但2年內就可回收成本，而每年也可抑低105,949 公斤二氧化碳排放量，經由這些數字所展現出來的，是大晟精機對環境友善的實際作為。
余浩銓表示，在改善了空壓系統後，大晟將持續對用電量較大的設備進行定期評估，只要達到預算標準，就會以汰舊換新的模式逐項進行改善，大晟這一次的改善不會是結束，而是下一次的起點。
節能效益算給你看
改善前耗能成本每年約1,686,204 元
改善前耗能成本每年約1,093,204 元
節能比例為（1,686,204-1,093,204）/1,686,204=35.1％
年節省電費1,686,204 元-1,093,204 元=593,000 元
建置新機成本金額為1,152,381 元
預計2 年內可回收成本
每年可抑低二氧化碳排放量為105,949 公斤
關鍵字：高效率馬達,空壓系統,冰水系統