風扇輔助之舒適節能空調
臺灣夏季氣候炎熱潮濕,一般大樓中空調耗電量相當可觀,夏季期間的空調用電量約佔全部用電的四至五成。要節省空調耗能可從兩方面著手;一、建築本體之節能:二、空調設備之節能。在建築本體方面,適當的建築選址(日照、風向)、開窗率、建材選用、冷熱區劃、隔間等,均可減少空調負荷。而空調設備之節能,則可由設備本身效率的提升,及採用節能的使用方式兩方面著手;本文則特別探討如何以風扇輔助空調個人空間以達舒適與節能。
空調設備節能
空調機械設備節能方法如下:
- 選擇適合建築物之機種,並依房間大小選擇適當容量的冷氣機:家用冷氣機主要有窗型、窗型直立式、移動式、分離式及箱型等,必需根據所欲安裝之地點及房間大小選擇適當的機種,若冷氣機容量太則無法達冷房效果,太大時因自動溫度調整開關動作頻繁,使壓縮機斷續運轉,導致室內忽冷忽熱,冷房效果不佳且浪費電力。
- 選擇高EER值的冷氣機: EER=冷卻功率/耗電功率,其數值為冷氣機效率的重要指標,EER值越高表示該冷氣機效率越高越省電, EER值每升高0.1千卡/時.瓦,耗電量將減少4%。
- 善用空調之微電腦定溫、定時及睡眠裝置功能:入眠後活動量降低,可調高空調溫度以免過冷,並且可節約用電。
- 採用變頻式冷氣機:傳統冷氣機目前多以控制壓縮機馬達的運轉與停止兩段,做溫度的控制,故溫度無法保持穩定,且啟動時耗電量大。而變頻式冷氣機,則以改變壓縮機電源頻率,達到壓縮機連續無段轉速變化,可使室內溫度較恆定且較省電。
- 調高冷氣設定溫度:依台電公司的資料顯示,若將空調設備設定調高1℃,約可節能6%的電力;將室內控制在較高溫度可以降低空調耗能;配合較高風速以維持人體舒適度,使得空調電費得以降低,讓舒適與節能之目標能夠共存。
個人化舒適空調
人體實際感受舒適度與溫度、濕度、幅射溫度、穿衣量、氣流速、CO2濃度等條件均有關係;其中以溫度、濕度、氣流速度為最重要因素,而溫度最易於掌握。
筆者指導國立臺北科技大學學生進行舒適度研究,將空調設定於24~28oC的溫度範圍分為四種溫度及四種送風條件:無風扇(0m/s),風扇置於正前方(圖1)由下往上吹分三段之風速分別為:2.18m/s、2.36m/s、2.54m/s,以問卷對74位男性受測者進行測試與熱舒適度問卷調查,受測者平均年齡為23-25歲。為了解受訪人員對該環境的熱舒適主觀感受,以夏季長褲、短袖襯衫之衣著量(平均0.5clo)以及人體代謝率為1.2 met(坐著工作)為本研究之基準值。
圖1風扇置於正前方之個人舒適度調查
綜合舒適度問卷調查之整體滿意度如圖2。在caseC-0~caseC-3及caseD-0~caseD-3中,室內之環境溫度高(26.1-28.1℃)時,在只使用空調而不開風扇的狀況(case D-0)的滿意度只剩餘50%滿意度;但在置入輔助風扇後,其中以caseC-2、caseD-2及caseD-3的整體舒適滿意度攀升至90%。而在24~26oC (caseA~B)時,則可發現置入風扇後之A-1~A-3,反而趨近稍涼的狀態。綜合上述得知,在溫度23.9~25.5℃時,置入風扇反而使人員感到過冷;而環境溫度在26.1~28.1℃時,因風扇置入而感到舒適的人員變多,尤其室內溫度在27.2~28.1℃時,未開風扇(caseD-0)之環境已不能保持一個舒適的狀態,只有施加一輔助風扇方能保持人體與環境之熱平衡,其中以caseD-2及caseD-3最為明顯。
圖2 綜合舒適度之整體滿意度
結語
利用風扇輔助個人空調空間可同時達到舒適與節能。使用風扇雖會導致額外之耗電量,但相較於冷氣耗電量其影響不大;套用本研究結果及空調耗電相關文獻推估,控制空調設備在28℃且搭配風扇使用後,相較於26℃預估可節省10~12%的空調耗電。
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