雙效型冷凍空調熱泵及雙效型冷凍空調熱泵及其在生物產業的應用其在生物產業的應用方煒、陳育瑋方煒、陳育瑋台大生機系台大生機系

冷凍空調循環冷凍空調循環

低壓側

高壓側壓縮機熱排

冷排膨脹閥或毛細管

熱泵熱泵

室溫 30度的水

室溫 30度的水室溫 30度的水

溫度 20度的水

溫度 20度的水溫度 50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。

溫度 10度的水

溫度 10度的水溫度 70度的水

雙效型冷凍空調熱泵雙效型冷凍空調熱泵

冷熱水雙效系統冷熱水雙效系統P

熱水槽P

冷排側熱排側

消耗新水

冷水槽

C

消耗新水

板式熱交換器

板式熱交換器

P

熱水槽P

冷排側熱排側

消耗新水

冷水槽

C

消耗新水

板式熱交換器

板式熱交換器

冷排

熱排

冷水冷水 // 冷氣冷氣 // 熱水熱水 // 暖氣暖氣四效系統四效系統

型號型號 UT-30UT-30 UT-60UT-60 UT-120UT-120 UT-240UT-240製熱量製熱量 26000 26000

BTU/hrBTU/hr (7.6 kW)(7.6 kW)

59000 59000 (17.28kW(17.28kW))

118000 118000 (34.56 (34.56 kW)kW)

220000 220000 (64.43 kW)(64.43 kW)

最高製水溫度最高製水溫度 55 55 ooCC 5555 5555 5555最低環境溫度最低環境溫度 15 15 ooCC 1515 1515 1515消耗電量消耗電量 2.6 2.6 kWkW 6.16.1 12.112.1 21.421.4PFPF 2.922.92 2.832.83 2.852.85 3.013.01

887

HTU- 50WW

台灣某公司引進韓國熱泵單效機台灣某公司引進韓國熱泵單效機

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• 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

溫室產業溫室產業

溫室栽培：保溫耗能溫室栽培：保溫耗能 在台灣多使用燃燒柴油的空氣加溫機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近來有開始使用鍋爐燒熱水 氣候變遷，冬季低溫往下驟降氣候變遷，冬季低溫往下驟降 溫室保溫所需加油成本也不斷攀升溫室保溫所需加油成本也不斷攀升 民國民國 9494 年年 2,32,3 月的加溫成本即為往年的加月的加溫成本即為往年的加倍倍 寒流期寒流期 (8(8ooC)C) ，， 36003600 坪，油錢 坪，油錢 1212 萬萬 // 週週

溫室加溫機 溫室加溫機 (( 燃油產生熱燃油產生熱風風 ))

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：保溫耗能溫室栽培：保溫耗能 燃燒柴油或是使用鍋爐燃燒柴油或是使用鍋爐

– 副產品：不利於環境的二氧化碳副產品：不利於環境的二氧化碳– 燃燒不完全：致命的一氧化碳燃燒不完全：致命的一氧化碳

業者新開發多熱源加熱系統業者新開發多熱源加熱系統

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

在溫室內採用的熱交換器

溫室栽培：除濕耗能溫室栽培：除濕耗能 台灣屬海島性氣候，台灣屬海島性氣候，高濕高濕也為特徵之一也為特徵之一 高濕造成病蟲害滋生，高濕也造成植物蒸散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，造成生長緩不易，間接使得根系吸收緩慢，造成生長緩慢。慢。 溫室內如果能夠溫室內如果能夠除濕除濕，維持在，維持在 70~75%70~75% 的的相對濕度，則不僅病蟲害問題可大幅減少，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，作物的生長降低用藥成本，提高作物品質，作物的生長勢也會相對提高。 勢也會相對提高。

蝴蝶蘭產業蝴蝶蘭產業

蝴蝶蘭栽培：越冬栽培耗能蝴蝶蘭栽培：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，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。所以一定會經過一個冬季。

抑梗溫室

蝴蝶蘭栽培：越冬栽培耗能蝴蝶蘭栽培：越冬栽培耗能 溫室內必須經年維持在溫室內必須經年維持在 2828 度度 CC 以上。台灣以上。台灣的天候雖屬亞熱帶地區，但本島平地地區室的天候雖屬亞熱帶地區，但本島平地地區室外溫度在外溫度在 2828 度度 CC 以下的時機也在以下的時機也在 70~80 70~80 %% 的範圍，造成溫室加溫成本大增。 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，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使得終日維持在不低於 2828 度度 CC 。。

各型加熱系統的效能各型加熱系統的效能型式型式 熱值熱值 COPCOP

電阻式電熱器電阻式電熱器 3.6 kJ/kWh3.6 kJ/kWh 11

熱泵熱泵 3.6 kJ/kWh3.6 kJ/kWh 2 ~ 2.752 ~ 2.75

22 號燃油號燃油 38000 kJ/L38000 kJ/L 0.65 ~ 0.750.65 ~ 0.75

天然氣天然氣 35000 kJ/m35000 kJ/m33 0.7 ~ 0.850.7 ~ 0.85

液態瓦斯液態瓦斯 (LP)(LP) 26000 kJ/L26000 kJ/L 0.7 ~ 0.850.7 ~ 0.85

摘自 Albright, 1990 (Chap7, p.207)

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

4-6 個月

蝴 蝶 蘭 培 育 流 程

組織分生苗培育實生苗培育

2-3 個月

蝴蝶蘭栽培：催花耗能蝴蝶蘭栽培：催花耗能 成株需要催花成為花梗苗 成株需要催花成為花梗苗 (20~40(20~40 天天 )) 持續栽培持續栽培 2~32~3 個月才能長至開花株個月才能長至開花株 產季產季 (( 農曆年前後農曆年前後 )) 之外的時期之外的時期

– 上山催花上山催花– 平地催花，需仰賴冷凍空調系統平地催花，需仰賴冷凍空調系統

上山催花上山催花

高冷地催花 :

天候變數 /運輸時間 /耗損

平地催花極度耗能平地催花極度耗能催花溫室內需維持催花溫室內需維持 25/20度C 的日夜溫宜蘭的金車生物科技公司宜蘭的金車生物科技公司–16001600 坪的催花溫室分為坪的催花溫室分為 88 間間–每間每間 200200 坪配備坪配備 88 台台 1010 噸的噸的氣冷式空調系統氣冷式空調系統

溫室催花溫室催花 :: 溫室溫室 AA200 坪 / 80 噸冷

氣 2.5 坪 / 噸

溫室催花溫室催花 :: 溫室 B

溫室催花溫室催花 :: 溫室 C

使用水塔就是熱能的浪費使用水塔就是熱能的浪費

廢熱回收製造高溫熱水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介質殺菌所需之熱水 可用於生活所需之熱水可用於生活所需之熱水

其他生物產業其他生物產業

乾燥乾燥 水稻產業水稻產業

– 低溫低濕乾燥低溫低濕乾燥– 中溫乾燥中溫乾燥

低溫低濕乾燥機 中溫乾燥機

乾燥 ＋ 冷藏乾燥 ＋ 冷藏 菇類產業：香菇、木耳等菇類產業：香菇、木耳等

– 生鮮產品需要冷藏庫生鮮產品需要冷藏庫– 烘乾需要乾燥機烘乾需要乾燥機

冷藏庫 乾燥機 / 溫藏庫

冷藏 冷藏 + + 滅菌滅菌 金針菇產業金針菇產業

–栽培環境： 栽培環境： 5 5 度度 CC 低溫低溫–栽培介質高壓蒸汽滅菌釜栽培介質高壓蒸汽滅菌釜

酪農產業酪農產業–鮮奶冷藏鮮奶冷藏 : 5 : 5 度度 CC 低溫低溫–管路清洗滅菌：管路清洗滅菌： 7575 度度 CC 高溫高溫

廢熱利用：異業結盟廢熱利用：異業結盟

乾燥倉、溫藏庫

廢冷利用：異業結盟廢冷利用：異業結盟

冷藏庫

生物產業 ？ 生物產業 ？ Why notWhy not

熱水 熱水 洗頭、洗澡洗頭、洗澡 冷水 冷水 冷氣冷氣 熱水 熱水 三溫暖熱水池三溫暖熱水池 冷水 冷水 三溫暖冷水池三溫暖冷水池

美髮業飯店 / 民宿業溫泉業SPA業

謝謝聆聽謝謝聆聽敬請指教敬請指教