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超級市場節能方案分析

2006/07/05 經濟部能源局 點閱人次: 508

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█撰文:謝文德、李浩銓

超級市場屬零售通路的一環,根據中技社統計,至2002年8月止,台灣地區有13個連鎖量販集團,所屬店合計113家,賣場平均面積約220坪。本文即透過對超級市場耗能結構及項目進行分析探討,並提出超級市場節能方案,做為未來計畫發展與研究方向的參考。

EUI指標分析

依據內政部建研所的研究分析,超級市場全台各地區的EUI耗能密度指標值如圖1所示。依據中技社在2003年的調查,一般超級市場賣場的平均面積為221坪,總家數達到844家,以全國平均耗能密度1,097kWh╱㎡.yr而言,每年超級市場總耗電約為6.6億度,依據能源局2002年統計資料顯示,台灣地區總電力消費為1,857億度電,則超級市場占全國總用電的3.56%,耗能相當可觀。一般超級市場的各項設備中,以冷凍冷藏設備耗電占總用電比例為最高,達到全年度用電的64%,其他項設備占17%,照明占12%,空調設備占7%。

另圖2為美國加州對當地的超級市場所做的量測與調查顯示耗能結構,由圖中可知,超市的電力消耗中以冷凍冷藏設備的耗電所占比例最重,比重約為55~65%之間,是節能重點項目。一般而言,超級市場的營業時間多在早上8點至晚間10點之間,但是冷凍冷藏設備卻是24小時運轉。空調部分所占的比重相當低,約4~8%,但是並不是說比重低其節能與否就不重要。相反的,一棟建築物的冷房負荷是固定的,不是由空調系統提供容量來負擔就是由冷凍冷藏設備來負擔,而由於蒸發溫度的關係,空調系統的能源效率遠比冷凍系統的效率高,因此若大部分的冷房負荷都由冷凍系統來負擔,對節能而言是非常不利的,因此超級市場的節能指標應以冷凍系統加上空調系統的綜合性指標為主。

冷凍冷藏設備耗能分析

工研院能環所於實驗室中重建模擬超市中的6呎直立式冷藏櫃,以單櫃配置1組壓縮機組方式研究其實際耗能狀況,量測所得數據,單一6呎櫃配置1組壓縮機組時,每日耗電為60.6度,其中壓縮機耗電占77%為最大,循環風扇占6%。

空調系統耗能分析

超級市場的空調送風系統多為室內冷風機組空調系統,主機多為氣冷式直膨冷凝機組,容量多在5~15Hp之間,因此以其耗能結構相當簡單,只分為2項,室外冷凝機組耗能(含壓縮機、冷凝器風扇等)以及室內冷風機組耗能,其空調設備規格之耗能結構如圖4所示。

筆者曾在對便利商店的模擬研究中發現,原系統送風量不足,尖峰冷凍噸數不足,但是由於冷凍冷藏櫃之冷能洩漏嚴重,造成所有試圖在空調送風系統節能改善的節能方案,不但沒有節能效果,反而增加冷凍噸數而更加耗能,以模擬程式自動設計容量時會比原現況系統的耗能增加31%。此情形與超級市場冷凍冷藏設備與空調設備的耗能各占64%與7%情形相符。由上述說明在賣場之冷凍冷藏櫃設置的區域,其空調系統可以利用低溫層空調設計方式而達到較佳的節能潛力。

超級市場與其他的賣場一樣,因為每天顧客變動的負載(來客數)變化相當大,因此在空調系統的設計與配置上要針對這個現象來考量。一般而言卸載節能有下列幾種方法,包括:多個壓縮機多段系統、改變壓縮機汽缸容量、改變通過蒸發器冷媒流量,如旁通等(節能效果較差)、改變壓縮機轉速,降低系統冷媒流量。

前述的方法中,以變頻方式最為理想,其可以精確的配合負載的變動來提供容量,而耗電與提供的容量近似成正比例,也是無段操作,運轉平順,沒有壓縮機開開停停問題,因此可改善能耗情形。由國外知名廠商的技術文獻中提及變頻式主機系統配合較佳的控制策略,可以達到50%以上的節能效果。

結論與建議

依據對超級市場的冷凍冷藏設備與空調系統的研究分析,同時考量冷凍系統與空調系統之相互影響效應,進而提出其中節能效果較顯著的項目(節能方案),做為未來超市省能改善研究之參考依據。(作者任職於工研院能環所)


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