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高效率馬達節能案例─統一與大晟精機

2014/10/05 經濟部能源局 點閱人次: 472

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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

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