雙效型冷凍空調熱泵及 其在生物產業的應用 方煒、陳育瑋 台大生機系.

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雙效型冷凍空調熱泵及 其在生物產業的應用 方煒、陳育瑋 台大生機系

冷凍空調循環 低壓側 冷排 壓縮機 膨脹閥或毛細管 高壓側 熱排

熱泵 溫度10度的水 溫度70度的水 溫度20度的水 溫度50度的水 室溫30度的水 熱量被熱泵由左側的水中,搬移至右邊的水中,則左側的水愈來愈冷,右側的水愈變愈熱。

雙效型冷凍空調熱泵

冷熱水雙效系統 P 熱水槽 冷排側 熱排側 消耗 新水 冷水槽 C 板式熱 交換器

冷水/冷氣/熱水/暖氣四效系統 P 熱水槽 冷排側 熱排側 消耗 新水 冷水槽 C 板式熱 交換器 冷排 熱排

台灣某公司引進韓國熱泵單效機 88 7 UT-30 UT-60 UT-120 UT-240 55 oC 55 15 oC 15 2.6 kW 型號 UT-30 UT-60 UT-120 UT-240 製熱量 26000 BTU/hr (7.6 kW) 59000 (17.28kW) 118000 (34.56 kW) 220000 (64.43 kW) 最高製水溫度 55 oC 55 最低環境溫度 15 oC 15 消耗電量 2.6 kW 6.1 12.1 21.4 PF 2.92 2.83 2.85 3.01 HTU- 50WW 88 7

提供除濕 冷水/冷氣 提供一般空間日間所需的冷氣/冷水 提供特殊空間全日降溫 熱水/暖氣 提供一般空間夜間加溫 冷水與熱水併用 特殊空間全日加溫 提供生活所需熱水 提供特殊應用所需的熱水 提供特殊應用所需蒸氣之預熱 冷水與熱水併用 提供除濕

溫室產業

溫室栽培:保溫耗能 在台灣多使用燃燒柴油的空氣加溫機 近來有開始使用鍋爐燒熱水 氣候變遷,冬季低溫往下驟降 溫室保溫所需加油成本也不斷攀升 民國94年2,3月的加溫成本即為往年的加倍 寒流期(8oC),3600坪,油錢 12萬/週

溫室加溫機 (燃油產生熱風) 每桶原油短期內已由40美元漲至70美元,仍有上漲趨勢

溫室栽培:保溫耗能 燃燒柴油或是使用鍋爐 副產品:不利於環境的二氧化碳 燃燒不完全:致命的一氧化碳

業者新開發多熱源加熱系統 在溫室內採用的熱交換器 大面積溫室 需要熱交換器數量多 增加成本 以電阻或燃燒瓦斯產生熱水

溫室栽培:除濕耗能 台灣屬海島性氣候,高濕也為特徵之一 高濕造成病蟲害滋生,高濕也造成植物蒸散不易,間接使得根系吸收緩慢,造成生長緩慢。 溫室內如果能夠除濕,維持在70~75%的相對濕度,則不僅病蟲害問題可大幅減少,降低用藥成本,提高作物品質,作物的生長勢也會相對提高。

蝴蝶蘭產業

蝴蝶蘭栽培:越冬栽培耗能 日本市場要求五葉一心的大苗,此大苗需要超過一年以上的栽培期才能達成,所以一定會經過一個冬季。 抑梗溫室

蝴蝶蘭栽培:越冬栽培耗能 溫室內必須經年維持在28度C以上。台灣的天候雖屬亞熱帶地區,但本島平地地區室外溫度在28度C以下的時機也在70~80 %的範圍,造成溫室加溫成本大增。 依據植物生理,往往八月份就需開始加溫,使得終日維持在不低於28度C。

各型加熱系統的效能 型式 熱值 COP 電阻式電熱器 3.6 kJ/kWh 1 熱泵 2 ~ 2.75 2號燃油 38000 kJ/L 0.65 ~ 0.75 天然氣 35000 kJ/m3 0.7 ~ 0.85 液態瓦斯(LP) 26000 kJ/L 摘自 Albright, 1990 (Chap7, p.207)

蝴 蝶 蘭 培 育 流 程 開花株 雜交 果莢 組織分生苗 培育 瓶苗 小苗 1.5吋 中苗 2.5吋 大苗 3.5吋 成株 催花處理 20-40天 親本選定 果莢發育 3—6個月 無菌播種移植 10-15個月 1-2年 切花梗 出瓶 3--5個月 4-6個月 蝴 蝶 蘭 培 育 流 程 實生苗 2-3個月

蝴蝶蘭栽培:催花耗能 成株需要催花成為花梗苗 (20~40天) 持續栽培2~3個月才能長至開花株 產季(農曆年前後)之外的時期 上山催花 平地催花,需仰賴冷凍空調系統

上山催花 高冷地催花: 天候變數 /運輸時間 /耗損

平地催花極度耗能 催花溫室內需維持25/20度C的日夜溫 宜蘭的金車生物科技公司 1600坪的催花溫室分為8間 每間200坪配備8台10噸的氣冷式空調系統

溫室催花:溫室A 200坪/ 80噸冷氣2.5坪/噸

溫室催花:溫室B

溫室催花:溫室C

使用水塔就是熱能的浪費

廢熱回收製造高溫熱水 可用於組織培養殺菌釜所需蒸氣之預熱 可用於介質殺菌所需之熱水 可用於生活所需之熱水

其他生物產業

乾燥 水稻產業 低溫低濕乾燥 中溫乾燥 低溫低濕乾燥機 中溫乾燥機

乾燥 + 冷藏 菇類產業:香菇、木耳等 生鮮產品需要冷藏庫 烘乾需要乾燥機 冷藏庫 乾燥機/溫藏庫

冷藏 + 滅菌 金針菇產業 栽培環境: 5 度C低溫 栽培介質高壓蒸汽滅菌釜 酪農產業 鮮奶冷藏: 5 度C低溫 管路清洗滅菌:75度C高溫

廢熱利用:異業結盟 乾燥倉、溫藏庫

廢冷利用:異業結盟 冷藏庫

生物產業 ? Why not 熱水  洗頭、洗澡 冷水  冷氣 熱水 三溫暖熱水池 冷水 三溫暖冷水池 美髮業 飯店/民宿業 溫泉業 SPA業

謝謝聆聽 敬請指教