開放空間正壓式降溫系統
示範觀摩會
台大農機系教授方煒
臺北市舟山路136號
Tel:
02-23671657, Fax: 02-23627620,
Email:
weifang@ccms.ntu.edu.tw
日期/時間/地點：
第一場：5月23 日/上午10:30 /南投縣草屯鎮洪志坤牧場
洪志坤先生(049-320744) /南投縣草屯鎮石川里石川路11-36號
第二場：5月24 日/上午10:30 /台南縣官田鄉統一公司畜牧試驗場
施奉池組長(06-5792382) /台南縣官田鄉南部村南部122之1號
展示項目：
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自然涼風扇I |
進口機型 |
結合鼓風機、白楊木絲水簾片、塑膠軟管 |
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自然涼風扇II |
本土自製機型 |
結合風扇、一般水簾片、塑膠軟管 |
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自然冷風扇 (原型機) |
本土自製機型 (專利申請中) |
結合風扇、冷排、一般水簾片、塑膠軟管 |
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主辦單位： |
國立台灣大學農業機械工程學系 行政院農業委員會畜牧自動化技術服務團草食動物組 |
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協辦單位： |
郁助實業股份有限公司
(新台灣溫室) 洪志坤牧場 統一公司畜牧試驗場 |
中華民國八十九年五月二十三、二十四日
一、前言
台大農機系近幾年在農委會畜牧處計劃支持下針對牛、羊舍降溫進行研究，於1998年曾舉辦示範觀摩會，主要介紹牛舍設計、遮蔭系統、高壓噴霧、自走風扇與洒水淋浴等降溫對策。研究夥伴尚包括目前已退休的畜產試驗所新竹分所前分所長陳茂墻博士、新竹分所蕭宗法先生、恆春分所成游貴分所長、農試所賴建洲副研究員、楊志凱先生等。
近日來亦針對921震災簡易教室與臨時屋的降溫問題進行研究並提出建言。本次示範觀摩會的主要目的在介紹921震災簡易教室與臨時屋降溫問題的研究心得：自然涼風扇與自然冷風扇。
自然涼風扇有進口的商品化產品，也有採相同降溫原理的本土自製的產品，自然冷風扇為筆者的研究成果，目前正申請專利中。
由於夏日已經來臨，降溫效果的好壞關係酪農朋友的利潤頗巨，所以此次示範觀摩會趕在端午之前舉行。
二、負壓式水牆降溫系統
如圖1左圖所示，傳統上使用水牆降溫都是採負壓式，水簾安裝在一端的牆上 (俗稱水牆)，風扇在另一端，所以必須保持氣密使所有進入室內的空氣都先經過水牆。此系統的降溫原理主要是透過水簾片上的水分蒸發由通過的空氣中吸收潛熱，達到空氣降溫的效果，如圖1右圖所示。
此種水牆降溫系統在本省最常見於溫室與雞舍，最近開始有應用於牛舍與豬舍之推廣。不論新建或改建現有牛舍，維持氣密在成本上投資不少，又由於完全利用不到自然風，且擔心氨氣累積，所以風扇需長期操作，電費成本也不低。
圖1. 傳統的水牆降溫系統與蒸發冷卻降溫原理示意圖
三、參與簡易教室降溫的研究
圖2. 安裝於光復國中臨時校區的進口自然涼風扇
圖3. 安裝於光復國中臨時校區的本土自製的自然涼風扇原型機
如圖2與圖3所示，分別為進口與本土自製的自然涼風扇安裝於台中縣光復國中臨時校區的情形，在此處試用的七種降溫方式中，只有此兩種方法可將涼風送入教室內，頗獲學校師生的好評。
四、正壓式水簾降溫系統 - 自然涼風扇
進口與本土自製的自然涼風扇分別使用白楊木絲與白楊木質纖維組成的水簾片，後者為一般水牆常見的材質。此系統可發揮蒸發冷卻的最大效果，其降溫效率可高達95至100%。在大部分時間進、出口的溫差可達5-7度C。鼓風機(風扇)加抽水馬達各使用1 與0.1馬力，假設每天使用7小時，每月30天，每度電3元的月電費為520元。
五、正壓式水簾/冷排降溫系統 - 自然冷風扇
如圖4所示的自然冷風扇為新研發的降溫方式，使用多層的水簾片與冷排輔助，降溫效果更優於自然涼風扇。目前正申請專利中。
風扇、抽水馬達與冷排各使用1.0、0.1與3馬力；假設每天使用7小時，每月30天，每度電3元的月電費為1700元。
自然冷風扇並不是一般的冷氣機，一般隔熱不良的密閉房間內24坪需使用至少兩台3噸冷氣機，開放空間所需冷氣噸數更高；自然冷風扇一台可適用於40坪的開放空間，且使用電力只有前者的一半。
自然冷風扇比冷氣機更適合用於開放空間的主要原因在於已配合水簾片做初步降溫，且有大的風量 (大於15000 m3/hr)。而且，在不是酷熱的時候，冷排可不使用，此時的自然冷風扇變為自然涼風扇，耗電量可更節省；兩者間的切換可透過溫度感測器與控制器自動進行。自然冷風扇也可適用於密閉空間，此時不宜啟動水簾片的抽水馬達，自然冷風扇當冷氣機使用。
六、自然涼/冷風扇使用方式與時機
使用方式： 直接吹或透過塑膠軟管或風管引導
使用時機： 自然涼風扇：熱季長時間使用，旨在提高泌乳量
自然冷風扇：乳牛發情前後與人工受精後使用，旨在降低繁殖障礙
七、自然涼/冷風扇的大約售價
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進口自然涼風扇 |
每台 5.8萬 (不含塑膠軟管與施工) |
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本土自製自然涼風扇 |
每台 < 3萬 (不含塑膠軟管與施工) |
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本土自製自然冷風扇 |
每台 < 8.5萬 (不含塑膠軟管與施工) |
提供風量均大於1萬m3/hr
八、結論
自然涼風扇是將水簾片與風扇(或鼓風機)裝在一起，自然冷風扇則是再加裝冷排的正壓式降溫系統，涼/冷風可透過塑膠軟管或風管導入牛舍內，非常適合現有牛舍所採用的開放空間設計。牛舍完全不需改建即可利用水牆降溫的優點。