風扇系統第6 期 98年06月經濟部能源局高效率馬達應用技術開發與推廣計畫

送/排風系統組成架構

節能．簡訊

說到送/排風機，目前已是在工、商業中隨處可見的一種通用型機械，它不僅可用來作為通風、排風、排煙、換氣、空氣調節⋯等用途外，也常被引用在製程作業上的粉塵輸送，以及集塵等相關作業。隨著此類通用型機械的使用量大增，它所衍

生出來的能源耗用也就相當可觀，因此如何有效來為此類通用型機械進行節能，儼然已成為業者在縮減成本支出中，所必

須加以納入考量的對象。在前面幾期的簡訊中，我們約略已介紹了一些送/排風機的種類與類型，以及一些進行節能改善的作法與技巧，在深入探討各項節能改善作法前，我們先來瞭解一下送/排風系統的組成架構(對於製程用途與一些較特殊用途之系統組成架構，目前暫不進行說明)。如圖所示為一簡易的送/排風系統之組成架構示意圖，在整個系統的組成架構中，大致上可區分為動力驅動裝置、送/排風機本體、熱交換設備裝置及通風管路相關配件等。以下就簡易的介紹一些在送/排風系統中，常會見到的設備與配件，它所具有的功能：

1.動力驅動裝置：此部分裝置的功能，主要是用來提供送/排風機運轉所需的動力來源。在組成上主要是由電

源控制元件、驅動控制元件、馬達及連結器所

組合而成。

(1)電源控制元件：所謂電源控制元件，主要是用來控制送/排風系統電源的啟閉，一般在使用上有直接使用

無熔絲開關(No Fuse Breaker, NFB)來進行啟閉控制，而現大部分都是採用無熔絲開關(NFB)與電磁開閉器結合，透過按鈕開關的方式進行按

鈕控制。

(2)驅動控制元件：所謂驅動控制元件，主要是用來驅動馬達運

轉，以及可能還包含有馬達的變速控制。一

般在使用上，若所用馬達的馬力規格較大(10Hp以上)，且僅以定轉速的方式來進行運轉，此時所用的驅動控制元件主要就是指軟起動元件(如Y-△起動、電抗器起動⋯主要功能是用來降低起動電流)；若所用馬達是須以變轉速的方式來進行運轉，此時所用的驅動控制元件主要就是指變頻器(變頻器本身除了具有改變轉速的功能外，同時也兼具有軟起動的功效)。

(3)馬達：馬達的功能，主要是用來將電能轉換成機械

能，進以帶動後端的送/排風機來進行運轉。依照能源的使用觀點上來看，在挑選馬達時，

除了必須依照實際系統上的需求，挑選適當的

馬達規格外，馬達本體的效率狀況也需要一併列入考量的對象，儘量能挑選高效率型的馬達，如表所示為一般感應馬達

與高效率馬達的能源使用比較表。此外，在系統採用變轉速運轉的場合，儘量能採用變頻式的馬達，如此才能有效確保

運轉品質及馬達的使用壽命。

(4)連結器或傳動器：連結器或傳動器的功能，主要是用來作為馬達軸端與送/排風機軸端的傳動連結橋樑。目前在送/排風機中所用的連結方式有直結式、皮帶傳動式與齒輪傳動式三種，其中以直結式與皮帶傳動式最為常見，至於齒輪傳動式則較少使用。而隨

著連結方式上的不同，能量從馬達的軸端被傳送到送/排風機的軸端，所產生的傳動效率也就有所差異，因此挑選一種最佳傳動效率的連結方式，對於提昇節能效益上是相當具有幫助的。(進一步的連結方式說明可參考馬達動力簡訊第九期)

2.送/排風機本體：此部分裝置的功能，主要是用來提供系統所需風壓與風量的生成來源。在簡訊的第二期與第三期中，我們已約略的介紹

了目前在市面上常見的送/排風機類型，而如何從這些類型當中挑選出最符合系統需求且兼具節能的送/排風機，這就有賴於使用者對於整個系統的環境特性(如氣體的特性)、實際需求(如風壓與風量)，以及規格挑選方式(如馬力、效率與操作點)上的瞭解，在往後的簡訊當中，我們將逐一進行介紹。

3.熱交換設備裝置：此部分裝置的功能(冷熱空氣的交換)，主要是用來讓室內的環境溫度能持續保持在所設定的溫度範圍內，進

以維持整個活動空間的舒適度。在組成上大致包含有

冰水機組、冷卻水塔、各類水泵⋯等組件。

(1)冰水機組：冰水機組的功能，顧名思義就是用它來冷卻水、滷

水、或者是其他二次冷媒，進以提供空調或冷凍冷藏所用，也或者是應用在相關的工業製程中。一般在選用冰水機

組時，除了須考量其本身的製冷需求外，就能源的角度應儘量選擇高COP(Coefficient of Performance：性能係數)值與高EER(Energy Efficiency Rate：能源效率比值)值的冰水機組。

(2)冷卻水塔：冷卻水塔的功能，主要就是用來將挾帶廢熱的冷卻水，於水塔內運用霧、滴狀的方式與通過的空氣(採逆向或直交流方式

馬達類別(50HP為例)

購置成本(元)

全載效率(％)

運轉時數

(時/年)

電費(元/度)

運轉電費

(元/年)

運轉10年電費(元)

一般馬達 55,300 87.5 6000 2.1 532,800 5,328,000高效率馬達 58,500 91.7 6000 2.1 508,400 5,084,000

類型

離心式 斜流式 軸流式

適用場合

通風、送風空調系統、氣體或粉塵粒體輸送、集塵設備

鋼鐵、化學與發電產業之送風、氣體之壓送、循環與排氣

工廠、船舶、隧道與冷卻水塔之通風作業

進氣 風門

熱交換 設備

電力

送風機

電源及驅動

出口 風門

過濾器排風機

控制元件

馬達

整流器

熱交換 設備

連結器

通風管風管

B 風扇系統節能簡訊 06

常用之風管種類與材質

風

管

種

類

風速

分類

高速風管

當主風管內之風速到達20m/s時，此時就稱之為高速風管。一般提高風速可減少風管面積、縮小管徑、節省材料費，而且所需空間較少，因此適合用於建築空間有限之大樓。不過因流速高，相對會

增大送風機的馬力與流動噪音，所以使用時須慎加考慮。

低速風管

當主風管內之風速在15m/s以下時，此時就稱之為低速風管。一般此類風管因所具有的面積與管徑較大，因此所需的空間較多，且材料費用較高。不過因流速低，相對送風機所需的馬力較低，且所

產生的噪音也較小。

型狀

分類

圓形風管

此型風管能以較小的空間輸送較多的氣體，比起其他形狀之風管，它所使用的材料較少、表面積較

少、摩擦損失較少，以及使用保溫材料也較少，而且因其施工方便，因此常使用在工廠、船艙與隧

道等場合。

矩形風管

一般架設在建築物內的風管，大多都是設置在天花板上，或者是安裝在地板下，也或者是安裝在牆

壁的夾層間，由於受限於空間形狀與後續的裝潢搭配，因此都是採用此形狀的風管。對於此形狀的

風管，其所用的材料較多，而且其施工也較麻煩。

伸縮軟管 伸縮軟管又稱之為保溫軟管，此類型的軟管由於其重量輕，再加上具有高伸縮與彎曲等特性，因此

常用來作為空調箱的送排風管，以及與出風口連接的支風管。

功能

分類

給風管

回風管

回風管恰好與給風管相反，也就是風管內部的靜壓力是呈負壓的狀態，例如像空氣經由回風口吸入

到風管(回風管)中，而後再透過此風管將空氣輸送到空調箱。一般回風管的管徑都比較大，其風速通常都比較慢。

排氣管 所謂排氣管，主要是用來排出空調空間的廢氣，以保持空氣在空間環境的新鮮度。

風

管

材

料

水泥

管道

此類材料主要是運用鋼筋混泥土來砌成風管之管道，相當堅固耐用但工程費用高，一般常見於紡織廠的回風

系統中。

鍍鋅

鐵皮

此類材料由於具有不燃性與高機械強度等特性，目前是一種最常被拿來使用的材料，但因其不耐腐蝕，因此

常見於不易腐蝕的空調系統中。

PVC風管

PVC風管在使用上具有摩擦阻力小、質量輕、搬運與裝卸便利、耐酸鹼、耐潮濕及施工容易等特點，但在應用上須注意其機械強度與高溫等問題。

不銹

鋼板

此類材料在使用上具有高機械強度與不怕潮濕等特點，由於其表面光滑，因此非常適合用來作為外露型的風

管，不過缺點是此類材料施工難度較高且成本也較昂貴。

玻璃

纖維板

此類材料因其所具有機械強度較弱，所以比較容易發生破裂的現象，不過在隔熱與吸收噪音的功能上是具有

相當不錯的效果。

鋁板

資料來源：冷凍空調工程Ⅱ,蕭銘哲 陳國龍 沈志秋 ,全華科技圖書

進行)進行熱交換，藉此將廢熱傳遞給空氣並散入到大氣中。一般在選用冷卻水塔時，必須考量其散熱之填充材質、通風之流道、抽/送風機的性能效率與使用設置環境⋯等問題。

(3)各類水泵：水泵的功能，主要是用它來對冷卻水進行加壓，並將冷卻水輸送到冰水機組進行製冷，或者是輸送到冷卻水塔進行熱交

換⋯。對於水泵在選用的過程中，為達到節能所應注意的各類事項，此部份可參考泵浦系統節能簡訊，裡面將有比較完

整的敘述與說明。

4.通風管路相關配件：此類配件大致上包含有各類風口與風門、風管與通風管、過濾器、導風板⋯等，由於各類管路配件所具有的種類型式相

當多樣化，而且對於系統性能所產生的影響程度均不盡相同，因此如何來挑選適當的配件類型，這在往後的簡訊中，我

們也將會逐一來進行說明。

C風扇系統節能簡訊06

近期預定活動• 98年6月「送風機性能檢測實務技術研習班」-台中。• 98年7月「馬達減速機性能檢測實務技術研習班」-台南。• 98年8月「高效率馬達動力節能應用技術研討會」-台北。• 98年8月「泵浦控制原理與節能應用實務技術研習班」-台中。• 98年9月「空壓機控制原理與節能應用實務技術研習班」-台南。• 98年10月「送風機與馬達減速機節能應用實務技術研習班」-新竹。

註：上述課程名稱為暫定，實際課程請參考本計畫與當月所發佈的招生簡章

誠摯的邀請產業各界共同來參與此節能工作，為我們生長的環境共盡一份心力委託單位： 經濟部 能源局執行單位： 工業技術研究院 機械與系統研究所高效率馬達應用技術開發與推廣計畫印製發行

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