eYc行业应用- 量测型传感器应用于智慧大楼HVAC节能系统

eYc行业应用- 量测型传感器应用于智慧大楼HVAC节能系统

eYc行业应用- 量测型传感器应用于智慧大楼HVAC节能系统

过度的使用能源导致影响气候变迁与温室效应,节能已是现今建筑设计的主要议题,全球城市高楼林立,为改善庞大的能源消耗,许多办公大楼在建造时已经朝向楼宇自动化系统规划,以降低设备能源消耗及成本,目的便是对大楼内的能源使用进行管理。
依美国工业评估中心(Industrial Assessment Centers;IACs)资料库显示,中小企业平均节能潜量为8.03%,其中HVAC (暖通空调系统) 占办公大楼能耗约50%、包含通风、给排水、安全防范、停车场管理等,也用于控制室内温度、湿度、维持适当空气品质,提高办公环境舒适度,因此做好HVAC设计,确实为中小企业降低营运成本的最佳途径

早期办公大楼使用建筑自动化系统BAS,(Building Automation System),但每个系统之间缺乏共用管理介面,有些设备无法管制达到智能且自动化;或是使用基本操作如压力、温度传感器和开关做基本控制,因此有效的管理能源设施,控制预算较为困难。
整体系统上电力就占了总消耗能源的三分之二,其中照明、办公设备、HVAC就占了九成,为了能有效的控制能源,办公大楼现已逐渐使用建筑能源管理(BEMS)来做能源控管,便是将HVAC与其他系统整合,达到可控管建筑物内多项设备,如帮浦、帮浦、泵、风扇、阀、调节闸、压缩机等,并整合连结原本分开的功能系统做能源控制,如在大楼中不同的区域可控制温湿度或风量等,而设计良好的BEMS且设备中搭配使用精准度高、长期稳定性佳、坚固耐用的传感器进行监控及控制,每年节省5%至20%的能源成本。

传感器应用范围:
HVAC主要是针对大楼室内的温度、湿度、空气循环及空气清净度进行控制与适当的调整,在HVAC系统中安装的传感器,对室内环境进行量测主要是对设备的运转得到更详细的参数,(例:温度、湿度、CO2、PPM、压力、风速、气体流量等),量测的值通过数字或模拟信号,传送给数据采集器传至中央控制室,并通透过电脑监控进行室内环境控制,掌握设备运转清况,也可结合云端系统对环境进行资料收集与分析,如此一来可有效率的控制室内环境。


以下为系统可使用之各类传感器产品推荐
温湿度传感器
风速传感器
eYc THS17 温湿度传感器(数位/模拟)
eYc THS07 测棒型温湿度传感器
eYc THG03 室内型二氧化碳温湿度传感器
eYc THR23 室内型温湿度传感器
eYc THS30X 系列 多功能温湿度传感器(室内型/风管型/分离型/户外型)
eYc THM80X 系列 工业级高精度温湿度传感器
eYc FTS34/35 风速传感器
eYc AFMT 平均风速测管 ( 皮托管 )
eYc FTS14 热线式风速传感器
eYc FTS07 测棒型热线式风速传感器
eYc AFMS-160 S型皮托管

差压传感器
气体/空气品质
eYc PMD33 差压传感器 室内型
eYc PHM33 工业级微差压传感器

eYc TGP03_THP03 多功能PM2.5室内空气品质监测器
eYc GS23 二氧化碳传感器
eYc GS43/44 二氧化碳传感器 室内/管路型


传感器实际应用以冰水主机及送风系统为例:

空调冰水主机量测项目如下

1.主机供水及回水之温度量测、2.主机运转时的耗电量(Amp)与主机负载率(RLA%)、3.主机水流量量测(GPM)

由下列公式可计算出空调主机运转时可制造出之冷冻能力:

Q = m x Cp x ΔT

Q : 冷冻能力、m : 质量流率、Cp : 比热、ΔT : 温差

用于空气调节,量测传感器会使用于温度、湿度、空气清净度以及空气循环的控制系统,调节空调冷能输出大小,会直接影响使用者(如:人、物、重要机器设备)的感受。

eYc 中央空调系统流程示意图

送风系统是HVAC当中最贴近使用者的设备,优良的送风系统可为使用者带来舒适且节能的环境,但因送风系统易发生1. 室温不均2. 风量调整不易等问题造成额外消耗过多能源使资源无法达到有效利用。

再此时将会搭配温湿度传感器、流量开关、即时监控仪表等加上中央监督与控管整合控制,限制需量或负载卸载控制,依需求调整温度或通风控制可有效解决能源过度损耗等问题,达到有效节能,且控制启动、关闭的最佳化。

传感器应用在办公大楼HVAC示意图:
eYc 传感器应用在办公大楼HVAC示意图
HVAC系统中如:冷却塔、冷凝器、锅炉、可变风量箱、管道系统、空气过滤器等,会使用到大量的传感器,其中温度、湿度、压力传感器是最常使用到的;温度传感器主要是针对室内温度、管道温度、户外温度、水的温度(如冷却塔的水循环)进行量测,办公环境会设置温湿度、气体传感器、空气品质监测器进行量测,使办公环境能保持舒适温度(如:人体感觉最舒适的室温为19℃~24℃,最宜人的室内温度为18℃~25℃),在通风管道会设置风速、流量、压力、温湿度传感器做为监测空气的流通量以维持室内空气品质。

为了节能思维在设计HVAC系统能更完善,许多工程专案会选择台湾制造eYc传感器,不仅功能上涵盖许多物理量量测,价格经济、性价比高、精确度高、长期稳定性佳、低功耗、耐用,并可加选ISO/IEC 17025 (TAF/ILAC)校正报告;如eYc差压传感器具有非常优异零点稳定性及微小差压侦测能力,耐压力大,量测范围可达± 50 . .. ± 2500 pa、环境温度可达- 20…+ 80℃。温湿度传感器采用进口工业级MEMS半导体晶片,具有结露环境保护、高稳定、反应快速,温度补偿及线性修正功能,温度量测范围可达- 40 ... + 80°C,湿度量测范围可达+ 0 ... + 100 %RH。风速传感器具有温度补偿,线性调整功能,量测范围可达 40 m/s,最小量测范围可达 0.2 m/s。以上均可依据各大楼不同设计状况可作多种变化搭配或客制范围。

结语
HVAC主要是针对大楼室内的能源透过物理量的量测,配合建筑能源管理(BEMS)来做能源控管,除了可控管建筑物内多项设备,并整合连结原本分开的功能系统,重点在于即时掌握运转参数,并规划最适当的运转机制,可节省5~20%的能源成本,由此可见智慧大楼的设计思维里设计良好的BEMS搭配HVAC且使用长期稳定性佳、精确度高、耐用的传感器做为量测,才能使设备和能源达到有效的规划,便能达到舒适性、节能的目标。