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直膨熱回收節能技術
蔣偉義-機械暨空調技師
態度決定高度，系統決定耗能
直膨熱回收的技術就像是空調界的油電車技術，同樣是將本來要排出的無用廢能轉換回收成所需的有用能量，所以效率會有近倍數的增加，在業界很多公司與技術者都曾開發過此系統與設備，但大部分都失敗居多，也無人大力推廣此技術，非常可惜。本公司投入大批的的人力物力開發此系統，並已獲得國內多項專利，實際實績有20台成功運轉3年以上，為了利益大眾，在此分享多年研究的成果。直膨熱回收系統非常適合應用在同時需要冷、熱的場所如下:
1.脫蠟鑄造砂模低溫烘乾。
2.生技業。(空氣露點DP=-5℃~-20℃。)
3.植物工廠。(RH>80%)
4.恆溫恆濕實驗室。(可調整大範圍溫濕度設定)
5.中藥材或食物低溫乾燥系統。(烘乾溫度<60℃)
6.博物館、軍方彈藥、武器儲藏室。(RH<30%)
7.直熱式熱泵系統
8.三溫暖烤箱空間。
9.其他
傳統系統與熱回收節能技術最主要差異是傳統都是採用電熱器加熱及加濕。熱回收節能技術是採用壓縮機的熱回收，作為加熱及加濕用途，耗電量差異很大。在有些製程乾燥系統，最高COP可達10以上。
直膨恆溫系統(直膨系統長期被工程人員誤解的原因)
個人從事空調工程設計、施工將近30年，非常感謝多位空調前輩、先進的指導，帶領我走入此領域，有很多知識是正確而有用的，然而有些知識卻是模糊而且錯誤。希望能解析這些以訛傳訛的觀念，導正空調界的觀念。
首先要談的是直膨系統(VRF系統)與小型冰水系統之爭，以前工程界的老闆都非常討厭VRF系統的登陸，因為相較之下，VRF系統的設備費比重偏高，工程費比重偏低，因此都在攻擊VRF系統的缺點，不外乎是造價貴、控制器壞掉很貴、會漏冷媒、修改很麻煩…等等原因，其實真的原因是大部分利潤都被設備商賺走了，因為VRF系統減少冰水泵、冰水管保溫工程。當然，在商言商，這些都不是技術者的思考角度。以下是我以技術者的角度分析直膨系統與冰水系統的最大差異。
以前VRF系統還未普及之前，直膨系統的壓縮機啟停造成溫度差達2~3℃以上，忽冷忽熱，讓人用冷氣真的有洗三溫暖的感覺，相較之下，冰水系統的出風溫度比較高，循環風量比較大，所以人體對於忽冷忽熱的不適感比較小，此時的冰水空調系統應該是比較好用。但現在變頻壓縮機或變容量壓縮機已經非常進步，空調負載下降時只需調降壓縮機的頻率或容量，即可平衡運轉，性能遠勝冰水機。
舉下列一例作為比較(在相同的空氣側條件):
冰水系統:出風溫度12.5℃ 95%。冰水溫度約7℃。
壓縮機蒸發溫度約2℃。
直膨系統:出風溫度12.5℃ 95%。冷媒溫度約7℃。
壓縮機蒸發溫度約7℃。
(相當於冰水12℃的耗電量。而且無冰水泵/熱水泵的耗電)
結論:相同的空氣側狀態，壓縮機蒸發溫度提高5℃，已省電15%。無冰水泵節省5%。共20%。
相同的小型噸數系統，採用直膨系統已經比冰水系統省電20%。
水冷式冰水系統與水冷式直膨系統的熱交換次數比較，很明顯，直膨系統比冰水系統少一次熱交換，壓縮機蒸發溫度提高5℃，壓縮機的壓縮功及冰水泵共省下20%，如果以能源局證明節電10%以上即可獲得節能補助，任何小的冰水系統改為直膨系統都應該獲得補助。
直膨恆溫恆濕系統(最節能的系統)
另外還有恆溫恆濕空調的例子，一般業界認為節能會採用雙效熱泵系統，同時供應冰水與熱水循環系統，作為恆溫恆濕空調箱的降溫除濕與加熱之用，如果以COP來看，效率應該很高了。
但殊不知如果直膨熱回收系統同時取冷取熱的COP會更高，因為壓縮功更小(相較於雙效熱泵系統)。下圖說明此差異會更明顯易懂。如果以直膨系統較冰水的省電20%，熱水系統再省20%，相加之下，已經省電40%。目前筆者開發此設備已經成功運轉3年以上，希望有心要省電的各位先進，能進一步多了解此系統。
具有熱管效應的直膨恆溫恆濕系統(最節能的系統)
本公司研發的直膨熱回收系統(已取得國內發明專利)除了有上述的優點之外，另外冷媒會形成過冷現象，蒸發器的冷媒會增加20~50%的過冷效益。大家都知道，熱管應用在除濕系統是相當節能的設備，也就相當於冷卻盤管前後曾設1組熱管，先降溫除濕再加熱回空氣，如附圖四所示，紅色粗線部分代表冷媒過冷現象，過冷度大小取決於相對濕度，當相對濕度要求越低時，空氣需降至更低溫在加熱回高溫，目前開發成功的案例，為低濕環境(23℃15%)，過冷度高達50%。也就是同一顆壓縮機壓縮機為過冷時，冷房能力有10RT，應用在本公司直膨熱回收系統時，冷房能力可達15RT，因為加熱回常溫也是熱回收，所以COP會很高。
結論
本公司研發的直膨熱回收系統(已取得國內發明專利，請勿複製抄襲)是很成熟且成功的技術，保證節能50%以上，很容易通過能源局結節能績效專案補助，希望提供各為讀者參考，若有興趣技術交流合作，可與本人連絡。
