CN107220394A - 冷冻空调主机能源效率比值量测验证及分析的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法依照冷冻空调主机全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，分析其稳态资料，且依照整数温度及整十负载，随着季节运转建立逐月或逐季的运转EER变化趋势，通过计算机呈现正确的EER变化趋势，提供判定冷冻空调主机的耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据，便于提供业主能够据此订定逐月或逐季的运转EER最低标准，以避免现状的电能浪费。

Description

冷冻空调主机能源效率比值量测验证及分析的方法
技术领域
本发明涉及一种量测验证及分析的方法，尤其涉及一种能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法为应用于各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，如冷冻冷藏设备、箱型机、冰水主机、卤水冰机、热泵等等，利用冰卤水或冷媒制冷输送，能够透过计算机，如PLC可程控器、HMI人机接口、Pad平板计算机等等，对主机实场动态运转。
背景技术
中国台湾实用新型专利公告号第146487号提供一种增加空调主机散热效果的设计，中国台湾发明专利公告号第I365276号提供一种可携带的一体式冰水机能力测试计，用以取代常用的流量计、电功率计及资料收集器，也就是说，将现有的三种量测计作合一的整合设计。中国台湾发明专利公告号第I453363号提供一种调整冰水主机的动态温度的方法，以此提高冰水主机及其空调系统的运转效率。中国台湾发明专利公告号第I327212号提供一种量测空调主机的性能系数(Coefficient of Performance；COP)，由冷媒侧的冷凝温度、蒸发温度量测与计算来了解空调主机的效率值。中国台湾发明专利公告号第I351499号提供一种调整空调主机温度设定点的装置，通过温度偏差讯号器控制空调主机的压缩机提早或延后改变现状。
根据上述概要陈述的现有专利案，可以理解到其中除中国台湾发明第I365276号专利案及中国台湾发明第I327212号专利案两案与本发明空调主机效率基本的量测有关系外，其余三件并无关连，该两件相关专利案除了前者为量 测空调主机能力的可携带一体式测试计，后者为冷媒侧的量测与计算，却无提到水侧的冷却水与冰卤水的水温、负载的量测与计算之外，二者均未论及实场动态运转的能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)稳态、非稳态的区分技术，更无提供依该动态运转的能源效率比值验证及分析方法，导致无法提供冷冻空调主机实场量测(积垢状态)的稳态数值，以供判定空调主机的实际耗能是否在合理标准中，因而，无法真正地提供业者在空调工程项目的新机安装验收保固，或是旧机节能改善的量测与分析使用，有必要进行研究开发加以改善。
长久以来，空调工程的冷冻空调主机的施工安装及运转维护，都仅限于对冷冻空调主机的机械、电机制造组装，以及故障维修恢复原运转等功能，对于冷冻空调主机实场动态(非实验场、测试站)运转过程是否符合能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)，由于缺乏客观的量测验证及分析，因此，本领域技术人员在设计与施工层面，为避免惹出无法收拾残局的事端，几乎无人愿意触碰。目前国家所订标准CNS12575是以图1中所示的冷冻空调主机实验场、测试站的运转架构进行量测，该CNS12575国家标准以人为或设备调整控制为固定入水温、固定负载的批次运转条件，来量测冷冻空调主机能力及EER的实施方式，其中负载采冷冻空调主机的能力除以额定能力的百分值。此种量测方式未见有实场的稳态EER测试，仍停留在实验场、测试站，属于批次单一水温负载的稳态条件(CNS 12575国家标准100％为30℃、75％为24℃、50％为19℃、25％为19℃)，然而，冷冻空调主机的运转属于实场动态，所需量测的对象为各种水温负载的动态(稳态加上非稳态的混杂)条件，因此，以目前国家所订标准CNS 12575并没有方法用来满足需求。
从产业界及学术界的经验来看，台湾空调界于2002年以前就由绿基会将ASHRAE(American Society of Heating,Refrigerating,and Air-Conditioning Engineers，美国冷冻空调学会)Guideline 14量测冷冻空调主机实场的方法导入国内，并经北科大协助而完成。Guideline 14一般量测在1-3个月，冷冻空调主机运转经一段时间后再以此实场冷冻空调主机运转架构(请参阅图2)进行量测，仍因积垢问题未解决而大幅影响EER的正确性，绿基会虽与业界讨论，但因尚未有更佳的方案，以致仍继续沿用。基于此(积垢会影响EER的正确性)，界内阻力仍大，采用意愿不高。依此实场冷冻空调主机运转架构北科大冷冻空调系所、工研院实测EER，都必须在进行实测的前几天请现场操作人员先提供一份历史资料，再凭经验事先挑选小幅变动的特定气候条件(一般现场的温度并非CNS12575国家标准的稳态条件)，北科大、工研院临场测试前预先挑选30分钟～一小时实场运转稳定时段撷取运转数据(例如：1分钟10笔；30分钟300笔)，通常是中午前后，万一变动幅度超过预期，冷冻空调主机临时切换为手动操作，以达接近CNS 12575国家标准的稳态条件要求，但该稳态的一温度一负载仍随该次测试现状而定来记录于报告中(非多温度多负载)，属高难度的操控，必须凭特殊技术累积才能决定稳态。因而可知对于实场运转EER的变动性以及多温度多负载，大家虽有知识性的了解，但遇特殊状况涉及实务的操控技能仍难以应对，技术的高难度有时也超过北科大冷冻空调系所、工研院能应付，更遑论一般操作员，因此，该技术仍无法广泛使用。
本领域技术人员皆知CNS 12575(乃至AHRI 550/590)都有规范积垢系数的名词，亦深知积垢大幅影响EER和空调能力，但实务上却从来未曾有人使用在技术面上，主因是缺乏热传面积的量测或提供，以致于空有名词而未见应用于实务的先例，即便在学术解说与理论探讨亦是简单带过。上述有关积垢问题，中国台湾经济部也曾委托中技社对194家厂商实测EER(计划编号：80217)，该实测EER计划是采用全日稳态与非稳态条件混杂的统计平均值，统计结果：冷 冻空调主机平均实测EER为1.065kW/RT与新机的0.8kW/RT相差达33％的多〔(1.065－0.8)÷0.8＝33.125％〕，进一步由冷却塔结垢效率下降交互对照，更确定为水垢(积垢)所造成。之后，绿基会于2011年接受中国台湾经济部委托，对506台冷冻空调主机进行实测EER，同样发现EER仍大幅下降的严重积垢情况。
鉴于上述，中国台湾经济部于2011年的「冰水主机运转效率管理」公告「空调冰水主机运转效率的检测方法五项作业要点，包括：(1)测试冰水主机效率时，应采每分钟测试一笔，共取三十分钟以上的稳定运转资料的平均值作为计算依据。测试中冰水主机负载及冰(冷却)水流量变化需在±10％内，才视为稳定运转，若在非稳定状况下运转，则重新测试。(2)测试冰水主机效率时，冰水主机运转负载须达50％以上、冰水出水温度须在7℃±5℃、冷却水入水温度须在30℃±5℃。经冰水端计算的冷冻能力(kW)与冷却水端经总热平衡公式计算的冷冻能力(kW)，其误差须在10％内，现场测试数据才能视为有效数据。」此项公告对于冷却水入水温度25～35℃范围，及冰水出水温度2～12℃范围，相当程度放宽CNS12575允许误差的5％至10％，由此可见稳定运转是绝对必要条件，但是中国台湾经济部此项公告仅为政策宣示性及指导性，仍无法具体的提供能源效率比值量测验证及分析。
对于运转EER数据的分析比较，这类动态偏向化工领域的技术缺乏教学研究及养成教育，无法应用于建筑物实场上。建筑物实场运转条件为随气候和实场热负荷随机动态式变动，完全不同于固定入水温、固定负载的运转条件，再加上实际运转EER受到积垢极大影响，积垢亦随运转日数增加而增加，为变动数值。积垢控制属于水处理化工领域技术，不是本领域技术人员能予以克服的，所以迟迟未见动态EER验证分析。学术界、研究界30年来聊聊数次尝试，未见突破而致退缩。空调技师公会全力推动空调工程完工前的测试调整平衡(Test, Adjustment,Balance，简称TAB)工作与技术，已属高阶空调工程技术，但TAB只涉及空调流量平衡，仍未涉及EER的基准值的建立，遑论EER的比较与分析。空调工程公会也因恶性竞争利润微薄，更无经费及人力投入研发。
注：有关冷冻空调主机运转的EER量测涉及冷却水塔、冷凝器、蒸发器、冰水池等的动态运转，包含：1.量测水流量、入出水温差后计算(包含单位换算)得出冷凝器能力或冷冻空调能力；2.ΔT1＝Tcond－T1，ΔT2＝Tcond－T2，其中Tcond为冷媒冷凝温度，T1，T2为冷却水的入水温度、出水温度。
相关冷冻空调主机运转的EER计算式如下：
Q＝m*Cp*ΔT＝UA*ΔTLM---------------------------(1-1)
Q：冷凝器能力(QCOND，冷凝器侧)或冷冻空调能力(QEV，蒸发器侧)
m：冷却水或冰卤水流量
Cp：水的比热，1kcal/℃-kg
U：总热传系数，A：热传面积
ΔTLM：对数平均温差(简称LMTD)，计算式如下：
ΔTLM＝(ΔT1－ΔT2)/(lnΔT1－lnΔT2)-----------------(2-1)
COP＝QEV/kW------------------------------------------------------(2-2)
EER＝COP*0.86(EER单位kcal/W–h)--------------(2-3)
kW/RT＝kW/QEV(QEV单位RT)-------------------------(2-4)
QEV：冷冻空调能力(单位kW、kcal/h、RT)
kW：量测得出的电功率
COP：冷冻空调主机性能系数(单位：无因次，或kW/kW)
EER：能源效率比值(kcal/h-W或BTU/h-W)
CNS 12575对整合式部分负载值IPLV仅于7.5.3.2节表示“使用下列公式来 计算”，IPLV的计算如下。
IPLV＝WF100％×A+WF75％×B+WF50％×C+WF25％×D---------(3)
其中：
A：于100％制冷能力时的COP(或EER)
B：于75％制冷能力时的COP(或EER)
C：于50％制冷能力时的COP(或EER)
D：于25％制冷能力时的COP(或EER)
WF100％：于100％的负载权重值
WF75％：于75％的负载权重值
WF50％：于50％的负载权重值
WF25％：于25％的负载权重值
WF100％、WF75％、WF50％、WF25％以机组的效率管理机关公告值为准。
对于温度量测的误差停留在仪表本身的校正+/-0.5℃标准，此对入出水温差ΔT全载全尺度仅5℃来说，+/-0.5℃的一正一负，温差的误差可达1.0℃或20％来说，诚属难以接受。若是负载50％，这1.0℃的误差在温差全尺度仅2.5℃来说，更高达40％，更是不可思议。
目前最大的问题在于，现有技术都以工程安装及设备运转为主，对冷冻空调主机性能认为：型录提供已经足够，又因实验场、测试站提供测试数据需要付费，故厂商几乎极少项目提出测试要求。除此原因外，对于(1)上述实场稳态数据无法由动态数据分别出来而予以取得，此为最主要原因，加上(2)现场流量几乎超过CNS 12575额定值10％以上，此状况无法符合国家标准要求的允许误差，更是雪上加霜；(3)积垢控制不属于空调技术，且影响运转EER相当大。因此，相关业者不想开发动态运转EER的量测与分析，也因此，目前现有技术人员， 如空调承包商与业主间的合约常规避而不明确注明或根本不注明运转EER功能的项目，以避免无法验收的窘境及困境，如此，不但显示本领域技术人员在冷冻空调主机性能的质量验收上的缺乏，使用者对于冷冻空调主机性能的质量验收也只能无可奈何。
2011年绿基会虽提出「节约能源规定说明：冰水主机蒸发器及冷凝器的对数平均温差(LMTD)不得高于5℃」，但并未提出具体方法。大部分的空调产业所导入的监控系统，仅为取代人力抄表及亲赴现场开机关机的仪表、监控程序设计，连空调业基本的RT数计算都未能显示，更何况对于EER的量测与分析。
上述现有技术对于冷冻空调主机实场动态(非实验场、测试站)运转过程是否符合能源效率比值(Energy Efficiency Ratio；EER)，由于缺乏客观的量测验证及分析式，且确实存在诸多缺失，虽然，中国台湾经济部于2011年公告的「冰水主机运转效率管理」，已相当程度放宽CNS 12575允许误差的5％至10％，但还是不敢触及动态数据筛滤与选取，以致无人愿意加以研发，无法作为节能时代下验证分析比较的依据，而亟待加以开发。为了提供更符合节能效益，实际需求的物品，有必要进行研发以解决其在使用上易产生的问题。
综上所述，发明人具有化工、空调、计算机、仪控、价值工程领域等30多年的技术经验，并已三度通过经济部审查后登录为技术服务机构研发类厂商(证号：工知字第09203426200、094-R-2-23139483-0055、097-RD-2-23139483-0095号)，已经具备研发技术。又于2000年～2009年七次申请获得经济部研发补助，更经过多次期中、期末查核成果圆满，虽然，该七次研发成果丰硕却仍因为尚未达可实施成品而无法推出市场，但发明人即利用这些成果与经验作为基础，加上30年来与北科大、工研院、绿基会的研发委托的实务经验，特别是加上他们所缺乏的化工动态技术，此为七次通过经济部研发计划审查(每计划2～5次共 约30次查核)、三度登录审查的核心技术，可见极具研发技能，再历经6年(2010～2015)进一步先期研究、研究开发的不断测试修改，终于在2016年初在关键技术部分获得突破，而最终完成本发明。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，能够透过计算机呈现能源效率比值的变化趋势，以此判定冷冻空调主机的EER运转值的耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
本发明冷冻空调主机之能源效率比值量测验证及分析的方法另一目的，即在于藉该方法提供冷凝器积垢指标，作为积垢系数的有效替代方案，以确保所测得EER的正确性。
本发明冷冻空调主机之能源效率比值量测验证及分析的方法再一目的，即在于藉该方法依照全年尺度的季节性温度与负载变化，透过计算机(包含PLC可程控器、HMI人机接口、Pad平板计算机…等等)提供业主亦可据此订定逐月或逐季的运转EER最低标准，以避免现状的浪费电能。
本发明冷冻空调主机之能源效率比值量测验证及分析的方法再一目的，即在于藉该方法结合研发现场之操作对EER做出正确的比较分析，即，将冷冻空调主机之冷却水、冰卤水入出水温差ΔT之1.0℃误差高达40％(50％负载全尺度仅2.5℃)或20％(全载全尺度仅5℃)降低温差由1.0℃误差达0℃误差，以令量测之EER的正确性提高。
本发明提供一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运 转数据，依照冷冻空调主机之全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，包含如下步骤：将动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组(或称EER组；为COP、EER、kW/RT三者合称；其中COP为冷冻空调主机性能系数；EER为能源效率比值；kW为量测得出的电功率；RT为冷冻能力单位-冷冻吨)，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；再将该温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值EER作为选定基准值与实场量测的数值为运转值；该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；在相同冷却水温度、负载及冰卤水(或冷媒)温度的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较以呈现正确的EER变化趋势，以利判定耗能是否在合理标准中。其中，该基准值所指为在完工日或酸洗日(无积垢状态)所建立的稳态数值，该运转值所指为实场量测(积垢状态)的稳态数值。
优选地，以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准所形成的温载群组，是采台湾全年或各季节常用气候条件为整数温度、整十负载，而冷冻空调主机的入出水温度为各单一整数温度，且所采用的常用整数温度、整十负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
优选地，该整数温度为对冷冻空调主机的冷却水入口温度，选定各季节中的至少一个常用温度与一个负载，并各取所选定温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值；该负载以上述所选定温度的对应负载百分比选定，并取所选定百分比小于10％的正负范围或该小于10％范围的整十值，而该冷冻空调主 机的冰卤水出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，并取该温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值，由所选定的常用温度与负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
优选地，该温载群组包含的组合有：以冷冻空调主机的冷却水入口温度在25、26、27、28、29、30℃的6个整数温度，并各取每一个温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值，乘以50、60、70、80、90、100％的6个整十负载，并取每一个百分比在小于10％的正负范围，再乘以冷冻空调主机的冰卤水出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，由所选定的常用整数温度与整十负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
优选地，通过运算指定特定百分比范围，该运算为平均值法或热平衡法。
优选地，该平均值法以数次运算取得10％内范围的整数百分比或是非整数百分比的EER值；该热平衡法计算是以热平衡法计算取得10％内范围的整数百分比或是非整数百分比的EER值。
优选地，该平均值法的数次运算是将储存的动态能源效率比值的初次平均EER值，剔除其误差25％以外的EER值后，计算25％范围内为第二次EER值，再将范围分别缩小至10％、5％分别为第三、四次EER值，该第四次EER值作为该选定基准值与运转值，并将该基准值与运转值的动态数据列为稳态数据，而该前三次所剔除的动态数据均列为非稳态数据；该热平衡计算的运算公式为(qev+Winput－qc)/qc*100％，其中qev为净冷冻能力，Winput为压缩机输入功的能量，qc为冷凝器排至冷却水中的热量，由该运算公式剔除落于特定百分比范围预定5％以外的EER值列为非稳态数据，而落于特定百分比范围5％以内者列为稳态数据，并进一步将该稳态数据依该温载群组区分为相同组数后分别平均， 将得到的平均值作为该选定基准值及运转值。
优选地，该选定基准值包含绝对基准值、相对基准值及合约值，该绝对基准值是指冷冻空调主机的热交换管表面都属无积垢状况的EER；该相对基准值是指无积垢状况的EER依照特定积垢修正后的EER数值；该合约值是指有积垢状况测定的EER。
优选地，该方法还提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕，是以EER运转值及变化曲线呈现正确的EER变化趋势显示于计算机屏幕，该EER运转值变化曲线依据如下计算式呈现EER变化趋势，包含：节能改善前的合约值曲线、节能改善后的运转值曲线、若不改善曲线，以下称WWHH换算表，该计算式如下：
％改善,单一温载＝(EER改善后－EERWWHH)÷EER改善后＊100％
％改善,日＝[Σ36值(％改善,单一温载)]平均
改善总电量＝Σ当期(kWh改善后＊％改善,日)当日
其中EER改善后为改善后每日运转值；EERWWHH为相同水温负载的合约值；％改善,单一温载为各温载的改善％幅度；％改善,日为每日积垢指针的函数；kWh改善后为当日总用电量；
依据该计算式将改善前选定日动态耗能数据转化为合约值，改善后每日耗能数据转化为运转值，合约值、运转值都为稳态数据，然后与每日运转值EER 改善后相同水温负载的合约值相比，可得各温载的改善％幅度，及其日平均％，此％再乘以当日总用电量即为日改善电量，此％以当日运转值为基准，才可与当日总用电量有直接关联，另运转值等的稳态数据建立都以日为单位，计算改善总电量也必须当期每一天累积，其中各EERWWHH为改善后当日相同水温负载下EER改善后对应的各合约值，％改善,日为日积垢指针的函数，该WWHH换算表以相同水温 负载条件下的改善后数据作为比较依据，以此判定所量测的对象耗能是否在合理标准中。
优选地，该方法还包括该冷冻空调主机关机后或开机前的状态下，令冷却水的入水及出水温度在无温差情况下进行定期校正为相同温度，使温差误差值降低为0℃。
优选地，该温载群组进行积垢修正是根据额定积垢容许值标准来进行修正。
优选地，该运算取得能源效率比值作为选定基准值之后，进行计算以填补缺值，是依该温载群组按日期顺序搜寻到第一个有EER者及当日的百分值，将该运转值除以该百分值，即得到该选定基准值的缺值。
优选地，该周期性接收是指设定每1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30或60分钟为频率进行接收。
优选地，该方法进一步包含积垢指标(fouling index)的运算，用于取代积垢系数(fouling factor)以判定积垢程度，该积垢指标(fouling index)的表达式如下，
积垢系数(fouling factor，简称ff)＝1/Uf－1/Uc；------------(公式1)
积垢指标(fouling index，简称fi)＝1/(UA)f－1/(UA)c；-----(公式2)
UA＝m*Cp*ΔT/ΔTLM＝Q/ΔTLM；-------------------------(公式3)
1/(UA)＝ΔTLM/(m*Cp*ΔT)＝ΔTLM/Q；-------------------(公式4)
上述表达式中，U为总热传系数；A为热传面积；m为冷却水或冰卤水流量；Cp为水的比热，1kcal/℃-kg；ΔTLM为对数平均温差(简称LMTD)；Q为冷凝器能力(QCOND，冷凝器侧)或冷冻空调能力(QEV，蒸发器侧)；底标f、c分别表示积垢fouling、干净clean无积垢状态。由每月的UA值可以看出热交换的变化(递减或降低的趋势)，由每月的1/(UA)值可以看出热阻抗的变化(递增或上升的趋势)。
优选地，该方法更进一步提供对整合式部分负载值IPLV的实场运转EER量测的A、B、C、D值，即在100％30℃、75％24℃、50％19℃、25％19℃下的EER稳态值，且该IPLV计算式如下：
IPLV＝WF100％×A+WF75％×B+WF50％×C+WF25％×D
其中，WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，WF75％范围为冷却水入水温＞＝24℃、＜30℃、负载＞＝75％、＜100％，WF50％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝50％、＜75％，WF25％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝25％、＜50％；各范围所取得的笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值。
优选地，该方法更进一步提供对非标准部分负载值NPLV及应用性部分负载值APLV的实场运转EER量测的A、B、C、D、E、F值即在100％30℃、90％29℃、80％28℃、70％27℃、60％26℃、50％25℃下的EER稳态值，且该APLV/NPLV计算式如下：
APLV/NPLV＝WF100％×A+WF90％×B+WF80％×C+WF70％×D+WF60％×E+WF50％×F
其中WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，WF90％范围为冷却水入水温＞＝29℃、＜30℃、负载＞＝90％、＜100％，WF80％范围为冷却水入水温＞＝28℃、＜29℃、负载＞＝80％、＜90％，WF70％范围为冷却水入水温＞＝27℃、＜28℃、负载＞＝70％、＜80％，WF60％范围为冷却水入水温＞＝26℃、＜27℃、负载＞＝60％、＜70％，WF50％范围为冷却水入水温＞＝25℃、＜26℃、负载＞＝50％、＜60％；各范围所取得的笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值。
优选地，该方法更进一步包括判定建筑物机房内多台运转中冷冻空调主机 的步骤，该步骤将建筑物机房内多台运转中冷冻空调主机所取得各个EER运转，依如下计算耗能总合值分析比较数值：
COP机房＝ΣQEV/ΣkW
EER机房＝COP机房*0.86EER的单位为kcal/W–h
kW/RT机房＝ΣkW/ΣQEV
其中，QEV：冷冻空调能力，单位为kW、kcal/h、RT
kW：量测得出的电功率
RT：冷冻吨
COP：冷冻空调主机性能系数，单位为无因次，或kW/kW
EER：能源效率比，单位kcal/h-W或BTU/h-W
尖峰负荷总和计算式如下：
每日参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每日峰值*h日)年总数
注：(RTh)年总数：每年机房的冷冻吨小时总量。
RT总量每日峰值：每日机房的RT峰值，h日：当日运转时数
每年参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每月峰值*h月)年总数
注：RT总量每月峰值：每月机房的RT峰值，h月：当月运转时数。
本发明还提供一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据，依照冷冻空调主机全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，该量测验证及分析方法包含如下步骤：将动态能源效率比值以周期性接收储存，该冷冻空调主机的入出水温度定期校正为相同温度，使温差误差值 降低为0℃；并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；再将该温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值作为选定基准值与实场量测的数值为运转值；该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；以及在相同冷却水温度、负载及冰卤水或冷媒温度的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕，提供判定耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
本发明还提供另一种的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据，依照冷冻空调主机全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，提供建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机判定EER运转值的耗能是否在合理标准中，该量测验证及分析方法包含如下步骤：将建筑物机房内每一台冷冻空调主机的动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；再将建筑物机房内每一台冷冻空调主机所取得的温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值作为选定基准值与实场量测的数值为运转值，该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；及在相同冷却水温度、负载及冰卤水或冷媒温度的条件下，将建筑物机 房内每一台冷冻空调主机所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕；以及将上述步骤所取得各个EER运转值分析比较数值，由如下计算耗能总合及与每日建筑物机房内每一空调空间的尖峰负荷总和的比值，取得参差系数提供判定耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及每日、每月、每年结果的幅度比值、总节能量的依据，其中：
耗能总合计算式如下：
COP机房＝ΣQEV/ΣkW
EER机房＝COP机房*0.86，EER的单位kcal/W–h
kW/RT机房＝ΣkW/ΣQEV
其中，QEV：冷冻空调能力，单位为kW、kcal/h、RT
kW：量测得出的电功率
RT：冷冻吨
COP：冷冻空调主机性能系数，单位：无因次，或kW/kW
EER：能源效率比值，单位kcal/h-W或BTU/h-W
尖峰负荷总和计算式如下：
每日参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每日峰值*h日)年总数
注：(RTh)年总数：每年机房的冷冻吨小时总量
RT总量每日峰值：每日机房的RT峰值，h日：当日运转时数
每年参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每月峰值*h月)年总数
注：RT总量每月峰值：每月机房的RT峰值，h月：当月运转时数。
本发明提供的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，首先将动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负 载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组，再将该温载群组通过运算取得能源效率比值作为基准值与运转值再储存，最后在相同水温及负载的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较以呈现正确的EER变化趋势，便于判定耗能是否在合理标准中，并应用于春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据中，能提供正确的运转EER数值，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
附图说明
图1为现有技术中冷冻空调主机在实验场、测试站的运转图。
图2为现有技术中冷冻空调主机在实场的运转图。
图3为本发明冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法的流程示意图。
图3a为本发明的软件系统平台示意图。
图3b为本发明的冷冻空调主机的能源效率比值利用软件进行量测验证及分析的方法一较佳实施例的流程示意图。
图3c为本发明的冷冻空调主机IPLV权重的温度负载范围示意图。
图3d为本发明的APLV/NPLV权重的温度负载范围示意图。
图3e为本发明全年的整合式运转EER及该四温载条件下的权重值、运转值运转耗能分布及效率概况图。
图4为本发明的基准值查询流程图—平均值稳态筛选法。
图5为本发明的运转值曲线流程图—热平衡稳态筛选法。
图6为本发明的EER组比较分析流程图。
图7为本发明的缺值填补技术流程图。
图8a至图8l为本发明冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法运转条件软件查询接口图。
图9a至图9d为本发明对改善案量测的概念图。
图10a至图10c为本发明对新建案量测的概念图。
表一、表二为36组常用温载群组的组合。
表三、表四为积垢容许值修正。
表五为IPLV温载群组的组合。
表六为IPLV温载群组的组合。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，应用于空调系统的冷冻空调主机上，所指各类型冷冻空调主机包含：冷冻冷藏设备、箱型机、冰水主机、卤水冰机、热泵等等，利用冰卤水或冷媒制冷输送不论其为单压缩机、双压缩机、四压缩机，未指明压缩机运转数据者，指的是整台机组为单位的数据，通过计算机(包含PLC可程控器、HMI人机接口、Pad平板计算机…等等)对实场动态运转能源效率比值，即在春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的使用，现场冷冻空调主机运转呈现动态不规则变化下，掺杂稳态和非稳态运转资料中，本发明与现有实验场、测试站虽同样量测CNS/AHRI及PLV值，但本发明撷取的数据为动态运转数据，且须经区别稳态、非稳态数据后才计算得之。而现有实验场、测试站在稳态运转后撷取数据，可直接计算得之，不需 要先区别稳态、非稳态数据，二者有明显适用场所、运转方式、硬件投资及调整控制操作的差别，建构每天的稳态与非稳态数据，便于提供正确的运转EER分析比较指标，且可以呈现正确的EER的变化趋势，利于判定耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
需要说明的是，本发明方法所提供为每台冷冻空调主机独立数据库的软件系统平台(请参见图3a)，所取得的EER组比较分析均为该冷冻空调主机的效率与耗能的比较分析。建筑物的机房多台冷冻空调主机系统的EER组比较分析，则为建筑物统计的综合比较分析，不可与一台冷冻空调主机混为一谈。进一步地，在介绍本发明方法之前，先就本发明方法对冷冻空调主机实际运转条件，及数据储存计算机后所呈现于计算机屏幕的选项概要说明，其中对冷冻空调主机实际运转条件主要包含：数据撷取，而计算机屏幕的选项则包含实时运转EER数据显示画面和EER简易查询功能，该数据撷取即为后述本发明方法介绍的各步骤所存取的数据，本发明方法包括：(1)整数温度、整十负载指定(2)常用温载群组指定(3)积垢指标计算(4)额定积垢容许值的修正温度条件指定(5)稳态、非稳态EER的决定(6)基准值/运转值数据库建立(计算与查询)(7)基准值/运转值比较分析(8)基准值缺值填补技术(9)WWHH换算表(10)外值比例(11)IPLV、APLV/NPLV计算及权重值技术(12)建筑物机房多台主机系统数据库的计算(13)参差系数计算等。本发明该数据撷取是通过传感器将冷冻空调主机实际运转做讯号传输，并与计算机连接转换接收所撷取数据，进行单位转换后建立运转EER数据库储存于计算机。该EER简易查询功能则可将历史数据任一天查询、任一七天查询，查询过程中在计算机屏幕上通过勾选所设定30项目的任一项，并可以显示曲线图及excel导出。本发明的方法所配合的计算机软件可分为PC版及web版，此二版的系统架构相同，仅网络速度影响。
请参阅图3a，本发明实现EER组比较分析方法须通过冷冻空调主机的软件系统平台来实现，该软件系统平台包含：执行数据撷取功能所需的数据撷取系统S1，呈现实时运转EER数据显示画面的运转EER系统和EER简易查询功能S2，以及EER进阶查询功能S3，其中数据撷取系统S1系连接传感器，做传输讯号转换接收的数据撷取工作，并单位转换后储存建立运转EER数据库；运转EER系统和EER简易查询功能S2，包含实时运转EER数据显示画面，和历史数据任一天查询、任一七天查询。查询结果可以勾选上述30项目的任一项，并备有曲线图显示及excel导出键供选择。EER进阶查询功能S3则属更高阶的数据库技术。查询结果同上述可以勾选30项目的任一项，并备有曲线图显示及excel导出键供选择。此部分有(1)整数温度、整十负载指定，(2)常用温载群组指定，(3)积垢指标计算，(4)额定积垢容许值的修正温度条件指定，(5)稳态、非稳态EER的决定，(6)基准值/运转值数据库建立(计算与查询)，(7)基准值/运转值比较分析，(8)基准值缺值填补技术，(9)WWHH换算表技术，(10)外值比例技术，(11)CNS IPLV、APLV/NPLV计算及权重值技术，(12)建筑物机房多台主机系统数据库的计算，(13)参差系数计算等功能。
进一步地，冷冻空调主机的冷却水、冰水管路流速通常为1.0～1.5m/s，而进入冷凝器、蒸发器(二回路或四回路)时，为提高热交换率，流速通常加快为2.0～2.5m/s或更高，此种流速只需数秒钟就可将停机前的热量(含余热；冷冻空调主机关机后状态)都全部带走，此时入出水已经无温差。但温度仪表达新温度的反应时间与此带走热量达无温差时间比较为更长，所以，本发明于量测时将冷却水的入水及出水温度于该冷冻空调主机停机(或开机前)达稳定值后修正为相同，令温差误差值为0℃，冰水侧亦然(注：本发明温差误差值修正时于冷却水的入水及出水温度停机达稳定值后，程序画面秀出冷却水、冰卤水入出水温 度修正字段，实施以冷却水、冰水分别修正为相同温度，修正后的数据库便于修正值的建立)。特别说明，本项温差误差值修正为数学计算，与现有温度仪表误差校正属于二件事，不可混为一谈。
图3为本发明冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法的流程示意图。图3b为本发明的冷冻空调主机的能源效率比值利用一软件进行量测验证及分析的方法一较佳实施例的流程示意图。请一并参考图3及图3b，首先执行步骤S10将动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与负载的耗电率组(COP、EER、kW/RT三者合称)，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组，其中，所述将动态能源效率比值以周期性接收，也就是以每1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30或60分钟接收一笔与动态能源效率比值相关的数据，包含：冰卤水入口温度、冰卤水出口温度、冷却水入口温度、冷却水出口温度、冰卤水流量、冷却水流量、蒸发压力、冷凝压力、PH值、导电度、ORP、补充水量、日累计用水量、电压、电流、功率因子、消耗电功率、客户名称、主机编号、频率、日期、时间…等多项，以及冷凝器能力、冷冻空调能力、COP、EER(公制、英制)、kW/RT，及积垢指标UA值及1/(UA)值等多项计算值，该些运转条件是以数据库储存形式归档并于计算机画面呈现(请参阅图8a至图8l)，以便提供选取查询。
本实施例中形成的温载群组是以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准所形成，采台湾全年或各季节(春夏秋冬)常用气候条件为整数温度、整十负载，而冷冻空调主机的冰卤水出水温度为单一整数温度的组合，且所采用的常用整数温度、整十负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套；亦即，该整数温度是对冷冻空调主机的冷却水入口温度， 选定各季节(春夏秋冬)中的至少一个常用温度与一个负载，并各取所选定温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值；该负载则以上述所选定温度的对应负载的百分比选定，并取所选定百分比小于10％的正负范围或该小于10％范围的整十值，而该冷冻空调主机的冰卤水(以卤水冰机为例)出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，并取该温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值，所选定的常用温度与负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。具体地，本实施例中所形成的温载群组中整数温度是以冷冻空调主机的冷却水入口温度在25、26、27、28、29、30℃，并各取每一个温度小于1℃的正负范围；整十负载是以50、60、70、80、90、100％，并取每一个百分比在小于10％的正负范围，冷冻空调主机的冰卤水(以卤水冰机为例)出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，并取该温度小于1℃的正负范围。
其中，所形成的温载群组包含的组合有：以冷冻空调主机的冷却水入口温度25、26、27、28、29、30℃的6个整数温度(各取范围<1℃)，乘以冰卤水(以卤水冰机为例)出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，例如7℃(取范围<1℃)，再乘以50、60、70、80、90、100％的6个整十负载(各取范围<10％)，共计36种组合(6乘1乘6共36组)。
在本发明的第二实施例中，所述整数温度可选择整数值正负0.5℃范围内取其平均值，即是运转EER的冷却水入水温摄氏整数值正负0.5℃范围内都纳入该整数值，例如：25℃为24.5℃＜＝温度＜＝25.4℃的中间值者，其余整数温度类推，所述整十负载亦可选择整十值正负5％范围内取其平均值，例如：80％为75％＜＝负载＜＝84.9％的中间值者，其余整十负载均类推(参表一)。
表一36组常用温载群组的组合(采正负法或称中间值法)
在本发明的第三实施例中，所述整数温度可选取其整数部分代表为该整数值的所有数值者(称为取整数法)，包括该整数值及小数值，例如：25℃为25.0℃＜＝温度＜＝25.9℃的最低值者的代表，其余整数温度类推，所述整十负载(称为取整十法)亦可选择80％＜＝负载＜＝89.9％的最低值者，其余均类推(参表二)。
表二36组常用温载群组的组合(取整数整十法或称最低值法)
在本发明的第四实施例中，本实施例与上述实施例区别在于该温载群组可依据台湾不同气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准选择以3乘1乘2共6组设置，其中，该冷冻空调主机的冷却水入口温度可设为25～26℃、27～28℃、29～30℃的3个整数或小数温度，以及负载可设为50～74.9％、75～100％或50～79.9％、80～100％或50～69.9％、70～100％的2个整十负载，其余与上述实施例相同。
在本发明的第五实施例中，本实施例与上述实施例区别在于该温载群组还可选择以3乘1乘5共15组设置，与前一个实施例不同的是，负载可改由设为50、60、70、80、90％的5个整十负载，适应台湾不同类型的气候条件及冷冻空调主机运转负载基准(注：依照空调科学图表的实际数值计算结果，其1℃、2℃内的EER最大与最小值相差仅约3～4％、6～8％，再进一步以中间值为代表，则误差范围缩小为1.5～2％、3～4％，整数温度、整十负载的配合仍在CNS12575允差范围内)。
除上述各实施例外，其他不同整数温度、整十负载的配合，包括：温度、负载范围平均分配及不平均分配者，甚至温度负载范围延伸至25℃以下30℃以上及50％负载以下等电子厂、化工厂、医院、冷冻冷藏库等24小时365天冷冻空调不停机者，冰卤水(或冷媒)温度范围延伸至-7℃以下的超低温冷冻、急速冷冻等，或者范围在正负0.1～0.4℃、正负1～4％负载选取部分温载条件组数、范围者，皆属包含于本发明该温载群组组合的变化范围内，同样可以归类并区分对冷冻空调主机的动态数据，并建构运转值、基准值、合约值聚落群的参考指标。
为了方便空调工程项目的使用，来比较验收与保固期间运转EER的变动是否符合合约要求，本发明配合CNS12575的额定积垢提供容许值修正，即在运算取得能源效率比值的基准值之前，依照CNS12575积垢容许值0.6℃对该常用温载群组的温度范围进行修正，也就是说，现有技术并未将积垢系数应用于实场上，而热传面积也无法提供可参考指标，于是本发明以积垢指标(fouling index)的运算取代积垢系数(fouling factor)以判定积垢程度，该积垢指标(fouling index)的表达式由已知的Q＝m*Cp*ΔT＝UA*ΔTLM计算式演变而来，包括：
积垢系数(fouling factor，简称ff)＝1/Uf－1/Uc；------------(公式1)
积垢指标(fouling index，简称fi)＝1/(UA)f－1/(UA)c；------(公式2)
UA＝m*Cp*ΔT/ΔTLM＝Q/ΔTLM；----------------------------(公式3)
1/(UA)＝ΔTLM/(m*Cp*ΔT)＝ΔTLM/Q；----------------------(公式4)
在上述表达式中，U为总热传系数；A为热传面积；m为冷却水或冰卤水流量；Cp为水的比热，1kcal/℃-kg；ΔTLM为对数平均温差(简称LMTD)；Q为冷凝器能力(QCOND，冷凝器侧)或冷冻空调能力(QEV，蒸发器侧)；底标f、c分别表示积垢fouling、干净clean无积垢状态。由每月的UA值可以看出热交换的变化(递减或降低的趋势)，由每月的1/(UA)值可以看出热阻抗的变化(递增或上升的趋势。
以上公式经过量测获得的UA值、1/(UA)值，经过一系列较长时间的数据比较分析，绘制曲线图来诠释热传效率改变下降的幅度与趋势，及积垢阻抗增加上升的幅度与趋势，也可用来与COP、EER来比对。进一步地，通过每台主机的热传面积都为固定值，该UA值、1/(UA)值的趋势就与U值、1/U值呈现比例关系，学理上的积垢系数就可由本发明提供的积垢指标UA值、1/(UA)值来连结，再依照冷冻空调主机运转日期的查询及期间查询，并由曲线图呈现变化趋势。
例如，上述冷冻空调主机的冷却水入口温度在整数25℃的修正前温度条件为24.5℃＜＝温度＜＝25.4℃，而对应额定积垢容许值的修正后温度条件变更为25.1℃＜＝温度＜＝26.0℃，其余整数温度的对应类推(参表三)。积垢修正后的温度取得的EER稳态值即成为本发明基准值(即干净状况的EER依照CNS12575积垢容许值修正后的EER称的；亦称为相对基准值或称为CNS基准值)运算的依据。CNS 12575的6.2.5节额定积垢值的温度修正范例29.4℃为非整数温度，修正前采正负法或称中间值法者实施例可选定28.9～29.8℃为修正前29.4℃的温度范围，选定29.5～30.4℃为修正后30.0℃的温度范围；修正前采取整数法或称最低值法者实施例可选定29.4～30.3℃为修正前29.4℃的温度范围，选定30.0～30.9℃为修正后30.0℃的温度范围(参表三)。
表三 积垢容许值修正前后的温度范围(修正前采正负法或称中间值法)
整数温度 积垢温度修正前 积垢温度修正后
25℃ 24.5～25.4℃ 25.1～26.0℃
26℃ 25.5～26.4℃ 26.1～27.0℃
27℃ 26.5～27.4℃ 27.1～28.0℃
28℃ 27.5～28.4℃ 28.1～29.0℃
29℃ 28.5～29.4℃ 29.1～30.0℃
30℃ 29.5～30.4℃ 30.1～31.0℃
非整数温度 积垢温度修正前 积垢温度修正后
29.4℃ 28.9～29.8℃ 29.5～30.4℃
表四 积垢容许值修正前后的温度范围(修正前取整数法或称最低值法)
整数温度 积垢温度修正前 积垢温度修正后
25℃ 25.0～25.9℃ 25.6～26.5℃
26℃ 26.0～26.9℃ 26.6～27.5℃
27℃ 27.0～27.9℃ 27.6～28.5℃
28℃ 28.0～28.9℃ 28.6～29.5℃
29℃ 29.0～29.9℃ 29.6～30.5℃
30℃ 30.0～30.9℃ 30.6～31.5℃
非整数温度 积垢温度修正前 积垢温度修正后
29.4℃ 29.4～30.3℃ 30.0～30.9℃
积垢修正后的温度取得的EER稳态值为基准值，是作为本发明运算的依据，与冷冻空调主机的热交换管表面都干净无积垢状况的EER所称的绝对基准值有别。(注：1.基准值：为热交换管表面干净状况的EER依照CNS 12575积垢容许值修正后的EER。2.绝对基准值：为冷冻空调主机的热交换管表面都干净无积垢状 况的EER。)
需要说明的是，该常用温载群组的温度范围是依照2007年CNS12575积垢容许值0.6℃进行修正，亦可以依照美国AHRI标准1988年修订积垢容许值1.2℃或1992年迄今的修订积垢容许值0.6℃来进行修正。
在本发明的另一较佳IPLV实施例中，其适用场所、运转方式、硬件投资及调整控制的操作费用与先前技术的实验场、测试站都有明显且极大差别。进一步地，实验场、测试站须先投资兴建实验测试专用的水池、加温的锅炉或热泵、降温的冰水机或冷却塔、循环的水泵浦，再加上专用的控制系统、软件系统等等(请参阅图1)，都依照CNS的标准并通过经济部能源局管理办法审核认证。这些硬件投资金额大，以便每次测试时能快速调整控制在特定温载条件且撷取达稳态运转条件后的资料其平均值；运转、操作费用每一批次都相当巨大。以每次测试冷却水入水温30℃100％全载为例，水池温度必须符合调整控制在30.0±0.5℃，冰水池温度则在12±0.5℃。倘若温度太低则以锅炉或热泵加温，太高则以冰水机或冷却塔等降温。启动循环泵浦并令待测冰水机须稳定在全载100％，都依照CNS的标准值设定控制在要求范围达到的后才撷取数据。其余三个IPLV条件与30℃100％相同，都依照指定的水温负载调整控制及测试。
在本实施例中，不需上述实施例的软硬件投资及调整控制在特定温载条件的操作，直接接受实场的运转条件，予以撷取数据。因此运转全都为随机及动态条件，必须依赖本发明的软件技术。实场运转图请参阅图2。同样以30℃100％的实场运转条件为例，只有夏季可达此运转条件，春秋冬季没有，但本发明计算机软件运作的第一步为记录全年尺度的运转数据，并不等待稳定状态或剔除任何数据。第二步予以区别稳态、非稳态数据的30℃100％运转数据的后，才计算其稳态数据的平均值。其余三个IPLV条件与30℃100％相同，第一步都是随 机及动态运转条件记录数据，第二步同法查询数据库取得稳态数据结果。简单地说，本发明所提供的软件与实验场、测试站先前技术的软件互相比较时，后者批次运转空调主机须开机等待达稳态状况(如CNS全载及三个部分负载条件)才撷取数据，只需有简单平均值的计算即可。若欲撷取第二个负载条件的数据，则改变设定值、等待、达到新稳态、撷取、计算平均值等，这样开机、等待、关机之间相同的步骤批次重复进行。但本发明属持续性运转空调主机及持续性撷取数据，不需特定的投资及调整控制硬件，不需要等待，完全无运转、操作费用，二者不同的实施方式。
依据上述冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法进一步提供CNS12575国家标准7.5.3.2节对整合式部分负载值IPLV的实场运转EER量测的A、B、C、D值(分别为30℃100％、24℃75％、19℃50％、19℃25％下的EER稳态值)。IPLV计算式如下：
IPLV＝WF100％×A+WF75％×B+WF50％×C+WF25％×D---------(3)
该方法更进一步取得全年尺度WF100％、WF75％、WF50％、WF25％四权重值的运转值笔数，其中权重值WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，如图3c中的粗线(1)；WF75％范围为冷却水入水温＞＝24℃、＜30℃、负载＞＝75％、＜100％，如图3c中的区域(4)；WF50％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝50％、＜75％，如图3c中的区域(11)；WF25％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝25％、＜50％，如图3c中的区域(12)；各范围所取得的笔数；各笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值。取得的四权重值及其运转值即可代入计算式(3)得出IPLV。特别说明者为在实验场、测试站仍因无市场需求而未见有投资开发CNS12575批次单一水温负载稳态条件四权重值的取得，谈不上IPLV计算；本发明不同之处为实场动态数据的 程序流程必须先经筛选取得稳态运转EER，才进一步取得四权重值及代入计算式(3)得出IPLV。
此外，该方法再进一步采用温载群组筛选稳态运转值方法，如表五、表六所示。取得全年尺度四权重值及其运转值即得该主机整合式部分负载值，一般来说可代表该主机全年的整合式运转EER及该四温载条件下的权重值(运转时数的比重％)、运转值(效率)，由此得知该主机全年的运转耗能分布及效率概况。请参附图3e，一主机全年运转时数365*24＝8760小时，依该方法取得四权重值结果为5、40、45、10％即是WF100％、WF75％、WF50％、WF25％下的运转时数分别为438、3504、3942、876小时。再依EER*负载可得耗能kW值，亦立即获得kWh、四温载条件下的kWh、全年kWh的代表概况。具体地，实施例中IPLV虽未包含全部温载条件，但仅取四个温载范围为代表，乃依照主管机关订定CNS时其审酌要件与国际同步为标准，且所订定者为全国共同基准；如此业主可做为每年比较时以此IPLV为跨年共同基准；
表五 IPLV温载群组的组合(采正负法或称中间值法)
表六 IPLV温载群组的组合(取整数整十法或称最低值法)
本发明APLV/NPLV实施例依照IPLV相同模式类推，请参附图3d，其计算式如下：
APLV/NPLV＝WF100％×A+WF90％×B+WF80％×C+WF70％×D+WF60％×E+WF50％×F--------------(公式5)
其中：
A：于100％制冷能力时的COP(或EER)
B：于90％制冷能力时的COP(或EER)
C：于80％制冷能力时的COP(或EER)
D：于70％制冷能力时的COP(或EER)
E：于60％制冷能力时的COP(或EER)
F：于50％制冷能力时的COP(或EER)
该方法更进一步取得全年尺度WF100％、WF90％、WF80％、WF70％、WF60％、WF50％六权重值的运转值笔数，其中权重值WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，如图3d中的粗线(1-1)；WF90％范围为冷却水入水温＞＝29℃、＜30℃、负载＞＝90％、＜100％，如图3d中的区域(2-2)；WF80％范围为冷却水入水温＞＝28℃、＜29℃、负载＞＝80％、＜90％，如图3d中的区域(3-3)；WF70％范围为冷却水入水温＞＝27℃、＜28℃、负载＞＝70％、＜80％，如图3d中的区域(4-4)；WF60％范围为冷却水入水温＞＝26℃、＜27℃、负载＞＝60％、＜70％，如图3d中的区域(5-5)；WF50％范围为冷却水入水温＞＝25℃、＜26℃、负载＞＝50％、＜60％(图未示出)；各范围所取得 的笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值。取得的六权重值及其运转值即可代入计算式(公式5)得出APLV/NPLV。本实施例中APLV/NPLV虽未包含全部温载条件，但仅取六个温载范围为代表，依照与国际同步的国家政策为比照标准，且所依据温载条件者为台湾共同气候的36组常用运转条件为基准，如此业主可作为每年比较时以此APLV/NPLV为跨年共同基准。特别说明，中国台湾未见有APLV/NPLV六权重值的实场取得程序流程，更谈不上其计算程序；本发明不同之处为实场动态数据的程序流程必须先经筛选取得六稳态运转EER，才进一步取得六权重值及代入计算式(公式5)得出APLV(NPLV)。
具体地，执行步骤S20将该温载群组通过运算指定特定百分比范围，以取得能源效率比值作为基准值与运转值(指实场量测具有积垢状态的数值)，再储存。即根据该温载群组，可逐笔计算取得冷冻空调主机的能源效率比值，并将逐笔计算的能源效率比值通过运算并指定特定百分比范围以取得基准值与运转值，上述通过运算指定特定百分比范围，该运算指平均值法或热平衡法，采平均值法系以数次运算取得5、4、3、2、1％以内的EER值；或是以数次运算取得5、4、3、2、1％内范围的非整数百分比的EER值。采热平衡法系计算取得5、4、3、2、1％以内的EER值；或是以热平衡法计算取得5、4、3、2、1％内范围的非整数百分比的EER值。
图4为本发明的基准值查询流程图—平均值稳态筛选法，请参图4，该基准值与运转值是以平均值法来计算，首先，将储存的动态能源效率比值分别依各温载条件的初次平均的EER值，剔除其误差25％以外的EER值后，计算25％范围内为第二次EER值，再将范围分别缩小至10％、5％分别为第三、四次EER值，该第四次EER值作为该基准值与运转值，并将该基准值值与运转值的原始运转数据列为稳态数据，而该前三次所剔除的运转资料均列为非稳态数据，稳态数据、 非稳态数据分别储存后可以依需求汇出excel档案。本发明的基准值所指为在完工日或酸洗日(无积垢状态)所建立的数值，运转值所指则为实场量测(积垢状态)的数值，两者所测时间点不同。且所述动态能源效率比值皆有与其对应的COP、kW/RT值，亦可一并加入运算以提供多功能查询使用。
值得说明的是，一般采用节能水处理标准的新冷冻空调主机，其运转值EER经本发明量测后，会与本发明的基准值比较而显示出符合节能规范要求。当采用不佳水处理时，该冷冻空调主机运转一段时间后，其运转值EER若因热交换管表面产生积垢，通过本发明量测后将会显示出不符合节能规范标准，稍后在图9a至图9c中说明。
本实施例中，与前一个实施例不同的是，该选定基准值与运转值可改由采热平衡法计算该基准值与运转值。图5为本发明运转值曲线流程图—热平衡稳态筛选法，请参见图5，首先以热平衡公式(参下列公式6)运算，剔除落于预定误差5％以外的EER值，列为非稳态资料，而落于5％以内者列为稳态数据，稳态数据、非稳态数据可以导出excel档案，并进一步将该稳态数据依温载群组区分为相同组数后分别平均，所得到的平均值即为该基准值及运转值。
(qev+Winput－qc)/qc*100％---------------------------(公式6)
上述(公式6)中，qev为净冷冻能力，Winput为压缩机输入功的能量，qc为冷凝器排至冷却水中的热量。
由于实场运转EER春夏秋冬任一季节的基准值，选定的36组常用温载群组时常无法一次就全部填满，例如：夏季常缺低温低负载值组、冬季常缺高温高负载值组，春、秋常缺高低温高低负载值组。本发明利用数学递移律及计算式，建立缺值填补的技术，如此可以逐步补上基准值的缺值，以备与实场量测的运转值的比较之需。具体地，如图7所示，本发明缺值填补技术是依照其水温负载 条件按日期顺序搜寻到第一个有EER者(即当日的运转值)及其当日的百分值(即运转值/基准值的百分值)，将该运转值除以该百分值，即等于该水温负载条件的基准值，这样能够将温载群组随时保持为36组，以备春夏秋冬各季节量测验证及分析。
具体地，先选酸洗日基准值当天搜寻到一个无EER者，依照其水温负载条件按日顺序搜寻到第一个有EER者及其当日的百分值，将EER运转值除以(÷)该百分值等于该水温负载条件基准值，填补上酸洗日该字段。填补之后，第二个运转值就可以进行比较分析。例如：酸洗日为5月15日，当天最高冷却水入水温负载为28℃、80％，所以29℃、80％为缺值，第一个有该水温负载者为6月5日，其EER为4.85，当日的％趋势,日为95％，此缺值为4.85÷95％＝5.10。此值填补为29℃、80％的EER基准值。依序检查酸洗日其他缺值者，按相同流程进行，直到补齐。
实场酸洗日通常于夏季来临前进行，安排于春季者居多，但各使用者视状况而定。不论酸洗日选定春夏秋冬任一季节，36组常用温载条件的基准值并无法一次就全部填满，都会有运转条件缺值的情况，例如：夏季缺低温低负载值组、冬季缺高温高负载值组，春秋缺高低温高低负载值组。
本发明除上述由缺值填补的技术逐步补上选定基准值的缺值，实务上气候因素如寒流或冷气团来袭时，将导致水温负载在36组常用温载群组以外(以下称外值)，该外值即是整数温度、整十负载采正负法者的冷却水入水温低于24.4℃、高于30.5℃，负载低于45.4％，请参阅表一及表二。进一步地，根据发明人30年来访谈实场及搜集研究抄表纪录的经验，实务上气候因素如寒流或冷气团来袭时，导致水温负载低于常用温载时，多数冷冻空调主机不需开机，运转机率低，而冷却水入水温高于30.5℃的情况，几乎没有见过；主因是冷却塔的装置 容量一般来说都较冷冻空调主机多出25～30％，甚至特殊案例选购多出达50％者。综合来说，外值出现的机率相当低，若欲以外插法来计算基准值的外值，鉴于科学计算通常外插法的误差高，也不被接受。本发明以当日的运转值(36值)％比做为外值的％比，属于简易数学的比较，没有误差的问题，容易被接受。
进一步地，常用温载与外值二者当日任一温载条件的COP、EER(运转值)与基准值的比例，仅与冷凝器积垢指标有关系。相关计算式列出如下，方便委员审查参酌：(注：外值的填补与上述36组的缺值相同)
1/(UA)＝ΔTLM/(m*Cp*ΔT)＝ΔTLM/Q----------(公式4)
COP＝QEV/kW-------------------------------------------(2-2)
EER＝COP*0.86(EER单位kcal/W–h)----------(2-3)
fi＝1/(UA)f－1/(UA)c------------------------------------(公式2)
进一步地，上述EER计算式(2-2)COP＝QEV/kW亦可由QEV＝QCOND－Winput的间接量测而得，特别是冷冻库的不同库温乃由各库蒸发器运作而得，最后冷媒汇流回至压缩机入口，冷冻能力改由冷却水散热取得。负载计算与冰卤水主机相同，冰卤水温亦改由压缩机入口冷媒温代替。
最后，执行步骤S30在相同冷却水、负载及冰卤水(或冷媒)温度的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较以呈现正确的EER变化趋势，以利判定耗能是否在合理标准中。利用选定基准值/运转值比较分析等同于提供运转EER变化趋势，如图6所示，首先以选定基准值/运转值为基础，再来选定期间(例如：30、60或90日)的运转值与选定基准值的百分比(％)计算来实施。具体地，查询运转一段日子的积垢状况的运转值与选定基准值相比，依相同水温负载的运转值除以基准值的百分比，无EER者跳过，回至下一水温负载的计算。例如：28℃水温80％负载的EER相比百分值列为当日该温载的百分值。本实施例亦可选全日的百分值，此时则以36组水温负载的EER百分比的平均列为当日的百分值。以完工日/酸洗日起算30、60或90日为当期，可以将当期每日的百分值列表及绘制曲线，于获得每天正确的运转EER，且可在相同水温、负载条件下分析比较其耗能趋势，订定每周、月、季、半年、一年的最低EER运转值，具体地，以上步骤S10至步骤S30为本发明利用归类及区分对冷冻空调主机的实场数值(即包含稳态的基准值及具积垢状态的运转值)提供分析、比较的技术方法，亦即通过本发明所获得每天符合节能要求的EER运转值，可在相同水温、负载条件下分析比较其耗能趋势，并订定每周、月、季、半年、一年的最低EER，作为查验EER管理指标值，取得的运转EER变化曲线将做为验收保固功能的依据。
综上所述，本发明步骤S10至步骤S30取得的运转EER变化曲线，能够提供空调节能改善工程项目中合约内，对于验收与保固期间运转EER的变动是否符合合约提供明确的依据，该运转EER变化曲线(以下称WWHH换算表)包含：节能改善前的合约值曲线、节能改善后的运转值曲线、若不改善曲线，各曲线产生所依据计算式如下：
％改善，单一温载＝(EER改善后－EERWWHH)÷EER改善后*100％-----(公式7-1)
％改善，日＝[Σ36值(％改善,单一温载)]平均-----------------------------------(公式7-2)
改善总电量＝Σ当期(kWh改善后*％改善,日)当日-----------------(公式7-3)
(注：EER改善后为改善后每日运转值；EERWWHH为相同水温负载的合约值；％ 改善,单一温载为各温载的改善％幅度；％改善,日为每日积垢指针的函数；kWh改善后为当日总用电量)。
上述公式中「％改善,单一温载」为各温载的改善％幅度，是将步骤S30在相同水温及负载的条件下，所取得的运转值(以EER改善后表示)逐笔的减去对应合约值(以EERWWHH表示；即若不改善值)，再除以该运转值(以EER改善后)并取得百分比；「％改善,日」为各温载的改善％幅度的平均，将上述各温载的改善％幅度对应步骤S10中的36组值的总和进行平均，而得到每日积垢指针的函数；改善总电量是将上述取得的每日积垢指针的函数乘于当日总用电量，即为日改善电量。
依据上述的计算式，实际就以空调节能改善工程项目而言，可提供对节能改善的比较验收与保固期间运转EER的变动，是否符合合约要求进行动态实场的量测与分析，也就是说，不论是空调工程项目的新机安装验收保固，或是旧机节能改善的量测与分析，皆能够由冷冻空调主机的运转EER变化曲线具体了解。先就旧机节能改善的量测与分析，请参阅图9a至图9d及公式7-1至公式7-3，如图9a所示，合约值曲线是相关节能业界与业主间合约所订，即本发明量测冷冻空调主机实场的稳态运转值曲线，也就是说，若选定的实测当日有18个水温负载的运转条件，就有18个EER改善后对应的18个EER合约值所连接的曲线，该18个EER合约值就为当日的18个EERWWHH；图9b为上述合约值曲线(改善前)及经过节能改善后稳态的运转值曲线，该节能改善后稳态的运转值曲线的取得，是依本发明步骤S10至S30所获得每日的正确的运转EER，即如上述为18个水温负载对应％改善的平均(％改善,日)；图9c图则为上述合约值曲线(改善前)及若不改善曲线的并列图，该若不改善曲线的形成过程，如图所示，将上述合约值曲线上三点稳态运转值A、B、C，分别对应相同水温负载至经过节能改善后稳态的运转值A’、B’、C’，而得到若不改善的相对应值A”、B”、C”；将该等若不改善的相对应值A”、B”、C”连接，如图9d即得到若不改善曲线，具体地，A”、B”、C”亦即是改善后逐笔对应的改善前合约值，或EERWWHH。
注：A、B、C：合约值(改善前)曲线上三点稳态运转；A’、B’、C’：改善后三点稳态运转值；A”、B”、C”：改善后对应的若不改善运转值三点，或EERWWHH。
再就新机安装验收量测与分析而言，请参图10a至图10c，新安装的冷冻空调主机的热交换管表面都属干净无积垢状况的EER，如果施工采用节能水处理设备后通过本发明的方法所测得的稳态运转值曲线(即与图9b节能改善后相同)，安装验收符合合约规范即可通过；但是，若依照现况水处理设备所测得的曲线即如图10a所示，如果新安装的冷冻空调主机采用不佳水处理设备，导致其热交换管表面有积垢，通过本发明的方法将新机安装的曲线上三点稳态运转值D、E、F，分别对应相同水温负载至采用节能水处理设备规范稳态的运转值D’、E’、F’，与不佳水处理得到的相对应值D”、E”、F”比较即与图10a、图10b有明显差异，此表示安装不佳水处理设备验收不通过，需退回重新施工后再验收一直到符合合约规范才准予验收通过。
注：1996年绿基会导入ESCO(Energy Service Company，能源技术服务公司)模式，并持续约5年汇报至经济部能源局且多次邀请国外协助，将WWHH(WhatWould HaveHappened，若未改善)量表可应用于多种设备，通过多次举办研讨会、讲习会等方式推广，运用于其他设备尚属可行，但于冷冻空调主机EER仅止于概念式传达，请参阅表五WWHH量表概念示意图，该WWHH量表概念图的瓦时表即为一般的电表、数字式电表，应用于量测LED、一般家用或工业用电量，所测的数值为瞬时功率或于一段时间内的累积值，亦即量取某一段时间内的总电能，但冷冻空调主机EER瞬时值不具备稳态性，与上述LED等具备稳态性，二者差异太大，绿基会WWHH量表无法作为EER的量测及分析比较依据。
综上所述，由于用于判定积垢程度的积垢系数(fouling factor)因热传面积无法取得，故仅停留在学术理论阶段而无法应用在实际操作面。本发明冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，可通过冷凝器能力相关的积垢指标(fouling index)作为学理的积垢系数，积垢指标由下列计算式可得出，提供冷 冻空调主机的能源效率比值变化趋势，并确保所测得冷冻空调主机的能源效率比值的正确性。本发明积垢指标(foulingindex；fi)通过下列运算公式2进行运算：
积垢指标(fouling index，简称fi)＝1/(UA)f－1/(UA)c.........(公式2)
UA＝m*Cp*ΔT/ΔTLM＝Q/ΔTLM..............................(公式3)
1/(UA)＝ΔTLM/(m*Cp*ΔT)＝ΔTLM/Q......................(公式4)
(注：上述公式中，U为总热传系数；A为热传面积；m为冷却水或冰水流量；Cp为水的比热，1kcal/℃-kg；ΔTLM为对数平均温差(简称LMTD)；Q为冷凝器能力(QCOND，冷凝器侧)或冷冻空调能力(QEV，蒸发器侧)。
该冷凝器能力相关的积垢指针能够绘制曲线图来诠释热传效率改变下降的幅度与趋势，及积垢阻抗增加上升的幅度与趋势，也可用来与EER或COP比对，以提供学理的积垢系数的有效替代方案，并确保所测得EER的正确性。
上述本发明的方法是以一台冷冻空调主机为单位，实际应用于建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机，同样能够提供判定EER运转值的耗能是否在合理标准。当量测建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机时，多台主机系统即为主机群组，须以建筑物为单位的耗能比较分析，与一台主机有相当的不同，在实用的分析比较仍有极大的价值与功效。进一步地，由于多台主机冷却水冰水系统安装运作多采并联模式，冷却水、冰卤水入水与出水的管路都有集水管，共四根，每台主机冷却水冰水的入水与出水管路，共四根支管，都衔接至四根集水管。本发明的方法实施于机房多台主机系统其单台主机仍以上述13项功能为基础，即上述13项功能都可以接续在建筑物机房系统使用，不再赘述。仅在以建筑物为对象的耗能查询分析时才以机房系统为基础，本节只需增加系统总和数据的实施说明即可，此必须先予以说明。
本发明的方法应用于建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机机，计算机的数据库30个字段必须依照实际运作方式加总计算，加总计算方式及注意事项如下：
一、机房数据仅计算运转中的主机，没有运转的主机不列入该时段的计算中。
二、冰卤水流量、冷却水流量、电流、消耗电功率、冷凝器能力、冷冻空调能力，此6字段数值直接相加。
三、补充水量：通常补充水量仪表因为冷却水塔并联安装而只有一个水表，但少数因区分24小时、12小时运转的冷却水塔而有2个或多个水表。本发明实施可弹性选择，采水量直接相加为总用水量。
四、COP、EER(公制、英制)、kW/RT：不可直接相加，而必须依照实际状况计算。本发明加总计算式如下：
COP机房＝ΣQEV/ΣkW(QEV单位kW)-------------(公式8-1)
EER机房＝COP机房*0.86(EER单位kcal/W–h)-------(公式8-2)
kW/RT机房＝ΣkW/ΣQEV(QEV单位RT)-------------(公式8-3)
需要说明的是，本发明的方法应用于建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机不做基准值、运转值的稳态决定，主要因为多台主机无法明确得知某一笔数据是全部运转中主机都处于稳态，只要有其中一台是非稳态，该笔资料便是非稳态。
本发明的方法应用于建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机各空调空间尖峰负荷不同发生时，需考虑各冷冻空调主机耗能总合及与每日建筑物机房内每一空调空间的尖峰负荷总和的比值，即参差系数(指的是各空调空间的峰值在不同时点发生，这些峰值的加总当然大于实际的系统总量)其计算式如下：
(1)参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每日峰值*h日)年总数---------(公式9-1)
(RTh)年总数：每年机房的冷冻吨小时总量。
RT总量每日峰值：每日机房的RT峰值，h日：当日运转时数。
(2)参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每月峰值*h月)年总数---------(公式9-2)
RT总量每月峰值：每月机房的RT峰值，h月：当月运转时数。
注：本发明实施的年度参差系数有两种定义：(1)其一为机房冰机RTh总量年总数除以每天RTh机房总量的峰值的当年加总，(2)其二为机房冰机RTh总量年总数除以每月总量的峰值的当年加总。每月、季、半年参差系数为相同定义。由定义即可知被除数分别是每天或每月的RTh总量的峰值的当年加总。
本发明的方法应用于建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机时，所取的耗能总量(不论为除数或被除数)均指向建筑物，否则用户在不同主机启动，将影响每台的开机时数及RT数，导致各机参差系数掺杂人为因素而失去意义。但建筑物的RT总量与能量守恒为正相关，不受用户启动不同主机的影响。由参差系数可知年度建筑物RT总量与峰值的比例关系。
本发明提供的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，首先将动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组，再将该温载群组通过运算取得能源效率比值作为基准值与运转值再储存，最后在相同水温及负载的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较以呈现正确的EER变化趋势，便于判定耗能是否在合理标准中。这样能够应用于春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据中，能提供正确的运转EER数 值，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
进一步地，本发明提供的冷冻空调主机能源效率比值量测验证及分析的方法，带来的其他有益效果有：
一、本发明通过计算机利用归类及区分对冷冻空调主机的稳态技术，然后针对归类出整数温度、整十负载及稳态数据的创新，提供分析、比较的技术方法和软件应用的一系列研发过程成功落实，创新突破空调业界数十年来的困境，并通过稳态资料结合常用温载群组成功取得后再行建立基准值、运转值、缺值填补、WWHH换算表、改善总电量等的进阶发明，建构为一聚落群冷冻空调主机节能技术。换句话说，本发明能获得每天的正确EER运转值，才可在相同水温、负载条件下分析比较其耗能趋势，订定每周、月、季、半年、一年的最低EER，查验EER管理指标值，落实建筑物的节能减碳工作。进一步来说，经济部能源查核中冷冻空调主机为最大耗能的单一设备，其EER可通过本发明提供明确的数据申报及管理指针，建立现有技术中缺乏的全新管理模式。
二、基准值的建立：同一客户每年每机酸洗都不尽相同，故本发明建立每年各别基准值，正确性可以符合每年的实际状况。特别是充分利用计算机的快速运算，查询时立即得知结果，现有技术缺乏计算机的辅助查询无法落实此项节能技术，查询后的稳态数据、非稳态数据可以导出excel档案供业主双方参考，减少争议，更具有达成节能的接受度，本发明建立此项查询技术，非常具有创新价值的产业利用性。
三、积垢指标的计算：由于热传面积无法提供，实务上无法使用积垢系数，本发明选择务实的改为可计算的积垢指标UA值、1/(UA)值来代替，仍可以连结学理上的积垢系数。本发明后续的基准值、运转值比较，概念上就容易理解与接受，普及性就容易广泛，特别有效的消弭疑虑及买卖双方争议。特别冷冻空 调主机耗能大，加上积垢导致EER下降幅度极大，本发明提高社会接受度，相当有利国家推动节能的成效总值。
四、基准值缺值填补：全年尺度的运转因季节气候因素一定有缺值，缺值时不只容易导致买卖双方的争议及各说各话，业主的庞大耗能更因缺值而无法清楚耗能状况，是否节能差距有改善缩小等疑虑持续存在能耗浪费。本发明消除此项争议，另一面让业主正确了解庞大耗能是否正当，提高本发明接受度，让此节能技术能落实进一步的提升为高阶技术，让空调工程案点交不仅是设备项目及数量，更可对冷冻空调主机进行性能验收、节约能源的技术功能验收。
五、基准值、运转值比较分析：可以(1)查看出运转EER因积垢降低的幅度，并以曲线显示的陡或平趋势，可容易看出下降快慢是否可为接受而现有技术无法得知。(2)亦可订定年度或逐月的容许降幅，作为监督。
六、趋势分析：一分钟一笔数据，一天就有1440笔，一个月43200笔，查询一天或一个月数据时，数量庞大，难以深入查看趋势。本发明提供勾选上述30项目的任一项，并立即显示曲线图。由于一次显示30条曲线将导致曲线重叠、纠缠等现象，有分辨的困难；数值有个位、十位、百位甚至万位数，例如，UA值接近1*105时，1/(UA)值约为1*10－5，也有清楚显示的困难，不必要同时显示入出水温度为个位、十位数。本软件提供的选择性，可以适时勾选适当的曲线项目呈现清楚运转趋势，具极高度亲和力。
七、CNS国家标准/AHRI国际标准在实场的一系列创新应用：本发明程序写入CNS/AHRI标准条件、过载条件、部分负载条件、额定积垢容许值的修正温度条件指定、整合式部分负载值(简称IPLV)应用、非标准(non-standard)部分负载值(简称NPLV)应用、应用性(application)部分负载值(简称APLV)应用等。本发明未来应用案例够多后，可利用大数据技术进一步提供IPLV的台湾权值，来提升经 济部节能政策的参考。本发明的IPLV、NPLV/APLV亦可令业主充分了解自身冷冻空调主机运转耗能状况，以作为节能改善的依据，及改善后的查验标准。
八、本发明通过计算机(包含PLC可程控器、HMI人机接口、Pad平板计算机等等)将实际运转条件及数据设计于软件程序中，操作者只需将欲查询条件依照程序按键的设计顺序步骤即可得出结果。若遇到需填写字段，则填入需求条件，程序将依据需求条件及程序设计运算得出结果，提供方便性的效果。
九、本发明通过计算机的庞大功能运算出各项冷冻空调主机的运转能力、性能、EER等可以分析比较的数值，进一步提升及落实技术能达到全年尺度的实场确效目的。特别的是，改善积垢的水处理技术通过本发明可以分辨优良者的质量功能，确实提升节能技术的层次。
本文应用了具体个例对本发明的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法及实施例进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施例及其应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (19)

1.一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据，依照冷冻空调主机之全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，其特征在于：该量测验证及分析方法包含如下步骤：
将动态能源效率比值EER以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；
再将该温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值EER作为选定基准值与实场量测的数值为运转值；该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；以及
在相同冷却水温度、负载及冰卤水或冷媒温度的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并将所选定基准值与运转值提供判定耗能是否在合理标准中，以作为改善前、后节能计算方式及结果、幅度比值、总节能量的依据，再显示于计算机屏幕。
2.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准所形成的温载群组，是采台湾全年或各季节常用气候条件为整数温度、整十负载，而冷冻空调主机的入出水温度为各单一整数温度，且所采用的常用整数温度、整十负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
3.如权利要求2所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该整数温度为对冷冻空调主机的冷却水入口温度，选定各季节中的至少一个常用温度与一个负载，并各取所选定温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值；该负载以上述所选定温度的对应负载百分比选定，并取所选定百分比小于10％的正负范围或该小于10％范围的整十值，而该冷冻空调主机的冰卤水出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，并取该温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值，由所选定的常用温度与负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
4.如权利要求2所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该温载群组包含的组合有：以冷冻空调主机的冷却水入口温度在25、26、27、28、29、30℃的6个整数温度，并各取每一个温度小于1℃的正负范围或该小于1℃范围的整数值，乘以50、60、70、80、90、100％的6个整十负载，并取每一个百分比在小于10％的正负范围，再乘以冷冻空调主机的冰卤水出口温度-7～0℃、3～15℃间的1个整数温度，由所选定的常用整数温度与整十负载以各种组数、范围进行配套，或温度负载范围以平均及不平均的分配进行配套。
5.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：通过运算指定特定百分比范围，该运算为平均值法或热平衡法。
6.如权利要求5所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该平均值法以数次运算取得10％内范围的整数百分比或是非整数百分比的EER值；该热平衡法计算是以热平衡法计算取得10％内范围的整数百分比或是非整数百分比的EER值。
7.如权利要求6所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该平均值法的数次运算是将储存的动态能源效率比值的初次平均EER值，剔除其误差25％以外的EER值后，计算25％范围内为第二次EER值，再将范围分别缩小至10％、5％分别为第三、四次EER值，该第四次EER值作为该选定基准值与运转值，并将该基准值与运转值的动态数据列为稳态数据，而该前三次所剔除的动态数据均列为非稳态数据；该热平衡计算的运算公式为(qev+Winput－qc)/qc*100％，其中qev为净冷冻能力，Winput为压缩机输入功的能量，qc为冷凝器排至冷却水中的热量，由该运算公式剔除落于特定百分比范围预定5％以外的EER值列为非稳态数据，而落于特定百分比范围5％以内者列为稳态数据，并进一步将该稳态数据依该温载群组区分为相同组数后分别平均，将得到的平均值作为该选定基准值及运转值。
8.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该选定基准值包含绝对基准值、相对基准值及合约值，该绝对基准值是指冷冻空调主机的热交换管表面都属无积垢状况的EER；该相对基准值是指无积垢状况的EER依照特定积垢修正后的EER数值；该合约值是指有积垢状况测定的EER。
9.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：所述提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕，是以EER运转值及变化曲线呈现正确的EER变化趋势显示于计算机屏幕，该EER运转值变化曲线依据如下计算式呈现EER变化趋势，包含：节能改善前的合约值曲线、节能改善后的运转值曲线、若不改善曲线，以下称WWHH换算表，该计算式如下：
％改善,单一温载＝(EER改善后－EERWWHH)÷EER改善后＊100％
％改善,日＝[Σ36值(％改善,单一温载)]平均
改善总电量＝Σ当期(kWh改善后＊％改善,日)当日
其中EER改善后为改善后每日运转值；EERWWHH为相同水温负载的合约值；％改善,单一温载为各温载的改善％幅度；％改善,日为每日积垢指针的函数；kWh改善后为当日总用电量，
依据该计算式将改善前选定日动态耗能数据转化为合约值，改善后每日耗能数据转化为运转值，合约值、运转值都为稳态数据，然后与每日运转值EER改善后相同水温负载的合约值(即是WWHH换算表，以EERWWHH表示)相比，可得各温载的改善％幅度，及其日平均％，此％再乘以当日总用电量即为日改善电量，此％以当日运转值为基准，才可与当日总用电量有直接关联，另运转值等的稳态数据建立都以日为单位，计算改善总电量也必须当期每一天累积，其中各EERWWHH为改善后当日相同水温负载下EER改善后对应的各合约值，％改善,日为日积垢指针的函数，如此，该WWHH换算表以相同水温负载条件下的改善后数据作为比较依据，以此判定所量测的对象耗能是否在合理标准中。
10.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该方法进一步包括该冷冻空调主机关机后或开机前的状态下，令冷却水的入水及出水温度在无温差情况下进行定期校正为相同温度，使温差误差值降低为0℃。
11.如权利要求8所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该温载群组进行积垢修正是根据额定积垢容许值标准来进行修正。
12.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该运算取得能源效率比值作为选定基准值之后，进行计算以填补缺值，是依该温载群组按日期顺序搜寻到第一个有EER者及当日的百分值，将该运转值除以该百分值，即得到该选定基准值的缺值。
13.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该周期性接收是指设定每1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30或60分钟为频率进行接收。
14.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该量测验证及分析的方法还包含积垢指标的运算，用于取代积垢系数以判定积垢程度，该积垢指标的运算如下：
积垢指标＝1/(UA)f－1/(UA)c；
UA＝m*Cp*ΔT/ΔTLM＝Q/ΔTLM；
1/(UA)＝ΔTLM/(m*Cp*ΔT)＝ΔTLM/Q；
其中，U为总热传系数；A为热传面积；m为冷却水或冰卤水流量；Cp为水的比热，1kcal/℃-kg；ΔTLM为对数平均温差，简称LMTD；Q为冷凝器能力QCOND，或冷冻空调能力QEV；底标f、c分别表示积垢fouling、干净clean无积垢状态；
其中，该积垢指标由该冷凝器能力作为参数运算，由此能够提供冷冻空调主机的能源效率比值变化趋势，以确保所测得冷冻空调主机的能源效率比值的正确性。
15.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该量测验证及分析的方法进一步提供对整合式部分负载值IPLV的实场运转EER量测的A、B、C、D值，即在100％30℃、75％24℃、50％19℃、25％19℃下的EER稳态值，且该IPLV计算式如下：
IPLV＝WF100％×A+WF75％×B+WF50％×C+WF25％×D
其中，WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，WF75％范围为冷却水入水温＞＝24℃、＜30℃、负载＞＝75％、＜100％，WF50％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝50％、＜75％，WF25％范围为冷却水入水温＞＝19℃、＜24℃、负载＞＝25％、＜50％；各范围所取得的笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值，
上述计算式经筛选取得四稳态运转EER后，进一步将所取得该四权重值代入上述计算式，即可得出IPLV各笔数相对于总笔数的百分值，而得该冷冻空调主机全年的运转耗能分布及效率概况。
16.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该量测验证及分析的方法进一步提供对非标准部分负载值NPLV及应用性部分负载值APLV的实场运转EER量测的A、B、C、D、E、F值即在100％30℃、90％29℃、80％28℃、70％27℃、60％26℃、50％25℃下的EER稳态值，且该APLV/NPLV计算式如下：
APLV/NPLV＝WF100％×A+WF90％×B+WF80％×C+WF70％×D+WF60％×E+WF50％×F
其中WF100％范围为冷却水入水温＞＝30℃、负载＝100％，WF90％范围为冷却水入水温＞＝29℃、＜30℃、负载＞＝90％、＜100％，WF80％范围为冷却水入水温＞＝28℃、＜29℃、负载＞＝80％、＜90％，WF70％范围为冷却水入水温＞＝27℃、＜28℃、负载＞＝70％、＜80％，WF60％范围为冷却水入水温＞＝26℃、＜27℃、负载＞＝60％、＜70％，WF50％范围为冷却水入水温＞＝25℃、＜26℃、负载＞＝50％、＜60％；各范围所取得的笔数相对于总笔数的百分值即为其权重值，
上述计算式经筛选取得稳态运转EER后，进一步将所取得该六权重值及其运转值再代入该计算式即得出APLV/NPLV，而得该冷冻空调主机全年的运转耗能分布及效率概况。
17.如权利要求1所述的冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，其特征在于：该量测验证及分析的方法进一步包括判定建筑物机房内多台运转中冷冻空调主机的步骤，该步骤将建筑物机房内多台运转中冷冻空调主机所取得各个EER运转，依如下计算耗能总合值分析比较数值：
COP机房＝ΣQEV/ΣkW
EER机房＝COP机房*0.86 EER的单位为kcal/W–h
kW/RT机房＝ΣkW/ΣQEV
其中，QEV：冷冻空调能力，单位为kW、kcal/h、RT
kW：量测得出的电功率
RT：冷冻吨
COP：冷冻空调主机性能系数，单位为无因次，或kW/kW
EER：能源效率比，单位kcal/h-W或BTU/h-W
尖峰负荷总和计算式如下：
每日参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每日峰值*h日)年总数
注：(RTh)年总数：每年机房的冷冻吨小时总量，
RT总量每日峰值：每日机房的RT峰值，h日：当日运转时数，
每年参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每月峰值*h月)年总数
注：RT总量每月峰值：每月机房的RT峰值，h月：当月运转时数。
18.一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据，依照冷冻空调主机全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，其特征在于：该量测验证及分析方法包含如下步骤：
将动态能源效率比值以周期性接收储存，该冷冻空调主机的入出水温度定期校正为相同温度，使温差误差值降低为0℃；并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；
再将该温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值作为选定基准值与实场量测的数值为运转值；该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；以及
在相同冷却水温度、负载及冰卤水或冷媒温度的条件下，将所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕，提供判定耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及结果的幅度比值、总节能量的依据。
19.一种冷冻空调主机的能源效率比值量测验证及分析的方法，该方法通过计算机量测验证及分析各类型水冷式冷冻冷藏空调主机，将春夏秋冬各季节、每天早午晚间、淡旺季的运转所呈现动态不规则变化下所掺杂稳态和非稳态运转数据，依照冷冻空调主机之全年尺度的季节性温度与负载变化，建构每天的稳态与非稳态资料，并订定每周、月、季、半年、一年的最低查验EER指标值，提供建筑物机房内多台运转中的冷冻空调主机判定EER运转值的耗能是否在合理标准中，其特征在于：该量测验证及分析方法包含如下步骤：
将建筑物机房内每一台冷冻空调主机的动态能源效率比值以周期性接收储存，并以气候条件及冷冻空调主机运转负载为基准，选取整数温度及整十负载取得每一整数温度与整十负载的耗电率组，配合冷冻空调主机的入出水温度形成温载群组；
再将建筑物机房内每一台冷冻空调主机所取得的温载群组通过运算并指定特定百分比范围，取得能源效率比值作为选定基准值与实场量测的数值为运转值，该选定基准值与运转值为稳态数据，并进行积垢修正后，再将该选定基准值与运转值储存；及
在相同冷却水温度、负载及冰卤水或冷媒温度的条件下，将建筑物机房内每一台冷冻空调主机所取得的运转值逐笔的除以所对应的选定基准值而得一百分比，提供冷冻空调主机的EER运转值分析比较，并显示于计算机屏幕；以及
将上述步骤所取得各个EER运转值分析比较数值，依如下计算耗能总合及与每日建筑物机房内每一空调空间的尖峰负荷总和的比值，取得参差系数提供判定耗能是否在合理标准中，并作为改善前、后节能计算方式及每日、每月、每年结果的幅度比值、总节能量的依据，其中：
耗能总合计算式如下：
COP机房＝ΣQEV/ΣkW
EER机房＝COP机房*0.86，EER的单位kcal/W–h
kW/RT机房＝ΣkW/ΣQEV
其中，QEV：冷冻空调能力，单位为kW、kcal/h、RT
kW：量测得出的电功率
RT：冷冻吨
COP：冷冻空调主机性能系数，单位：无因次，或kW/kW
EER：能源效率比值，单位kcal/h-W或BTU/h-W
尖峰负荷总和计算式如下：
每日参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每日峰值*h日)年总数
注：(RTh)年总数：每年机房的冷冻吨小时总量
RT总量每日峰值：每日机房的RT峰值，h日：当日运转时数
每年参差系数建筑物＝Σ(RTh)年总数/Σ(RT总量每月峰值*h月)年总数
注：RT总量每月峰值：每月机房的RT峰值，h月：当月运转时数。
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