更換高效率馬達(IE3)節能效益分析

53-3-3.png. 上圖為IE1、IE2以及IE3馬達之效率及噪音值比較圖(資料來源：東元電機高效率馬達型錄). 馬達運轉實際消耗功率計算式，如公式1所示。

節能電子報： 第119期 第118期 第117期 第116期 第115期 第114期 第113期 第112期 第111期 第110期 第109期 第108期 第107期 第106期 第105期 第104期 第103期 第102期 第101期 第100期 第99期 第98期 第97期 第96期 第95期 第94期 第93期 第92期 第91期 第90期 第89期 第88期 第87期 第86期 第85期 第84期 第83期 第82期 第81期 第80期 第79期 第78期 第77期 第76期 第75期 第74期 第73期 第72期 第71期 第70期 第69期 第68期 第67期 第66期 第65期 第64期 第63期 第62期 第61期 第60期 第59期 第58期 第57期 第56期 第55期 第54期 第53期 第52期 第51期 第50期 第49期 第48期 第47期 第46期 第45期 第44期 第43期 第42期 第41期 第40期 第39期 第38期 第37期 第36期 第35期 第34期 第33期 第32期 第31期 第30期 第29期 第28期 第27期 第26期 第25期 第24期 第23期 第22期 第21期 第20期 第19期 第18期 第17期 第16期 第15期 第14期 第13期 第12期 第11期 第10期 第9期 第8期 第7期 第6期 第5期 第4期 第3期 第2期 第1期 出版日期：2020年02月22日 綠眼 報馬仔 技術分享 活動分享 出版日期：2014年08月22日 產業參與全民節電104~108年能源大用戶年節電率應達1%以上 文：邱文禮 本月最新能源消息是,經濟部於103年8月1日公告「能源用戶訂定節約能源目標及執行計畫規定」規定契約用電容量超過800瓩之法人與自然人（以下簡稱能源用戶）每年「年度節電率」及104~108年期間之「平均年節電率」皆應達1%以上，預計新增節電8.45億度。

「能源用戶訂定節約能源目標及執行計畫規定」結合現行「能源管理法」第9條規定能源用戶「應建立能源查核制度，並訂定節約能源目標及執行計畫，報經中央主管機關核備並執行之」之申報制度，要求能源用戶應於每年1月31日前，向經濟部申報前一年度節電措施執行情形、年度節電量、年度節電率及平均年節電率。

對於年度節電率未達1%且無正當理由之能源用戶，經濟部得就其所報執行計畫，不予核定；平均年節電率未達1%之能源用戶，應向經濟部提出說明及改善計畫，經核定後執行之。

違反規定者，經濟部將依「能源管理法」相關規定，通知能源用戶限期改善，屆時不改善者，將處以新臺幣2萬元以上10萬元以下罰鍰，並再限期辦理；屆期仍不改善者，按次加倍處罰。

對於此次的節約能源目標及執行計畫，相信大多的企業是擔憂大於節能成效。

但如果因此項行政命令的頒佈，來使執行節能單位師出有名，受到重視、而企業願意全力配合執行，則可謂美事一樁! 回顧多年能源輔導經驗，許多的產業節能單位在執行節能改善時，常會被認為是花錢單位而不被重視，許多建議改善案不是送不出去，要不就是束之高閣、甚而優先順序落到最後。

所以因節能被大環境、被企業重視後的節能改善，才真正有機會降低能耗，使節能單位的價值被凸顯! 我國能源供應98%依賴進口，因此能源政策規劃上有必要確保能源穩定供應，維持可負擔能源價格，以滿足產業發展及民生需求；同時，為因應全球能源情勢及氣候變遷、減碳趨勢，需建構乾淨永續的環境。

為此，只有全民一起來實行節能減碳，我們才有機會在經濟仍持續成長中，仍保有對地球公民應扮演的角色。

國內新聞 經部拼節能減碳石化新規定出爐(2014/7/30產業節能減碳資訊網) 落實永續能源政策綱領，新車燃油使用效率標準將再行提升15%以上(2014/8/13產業節能減碳資訊網) 產業參與全民節電104~108年能源大用戶年節電率應達1%以上(2014/8/1經濟部能源局） 冷氣最低26度8月1日上路20類服務業適用3大節能規定(2014/8/1經濟部能源局） 臺美啟合作簽署「新亞太城市清潔空氣夥伴計畫」(2014/8/20行政院環境保護署環保新聞專區) 103年「節能減碳行動標章」申請活動開跑(2014/8/7行政院環境保護署環保新聞專區) 工業污染新指標淺海汞含量增兩倍(2014/8/11環境資訊中心) 國際新聞 非洲國家呼籲美國領導全球氣候行動(2014/8/18能源產業溫室氣體減量資訊網) 德國發電業者發出電力供應警告(2014/8/14能源產業溫室氣體減量資訊網) 非洲國家呼籲美國領導全球氣候行動(2014/8/6能源產業溫室氣體減量資訊網) 防藻華護水質美紐澤西設濕地浮島因應(2014/8/12環境資訊中心) 更換高效率馬達(IE3)節能效益分析 文：劉大豪、李家龍 一、前言 對於空調系統而言，依靠馬達驅動產生動能(冷能搬運、熱能移除)極為重要。

但因馬達運轉所消耗之功率，就冰水主機運轉所耗的功率來的低，往往忽視其節能效益。

近年來先進國家(如美國、加拿大、歐洲以及日本等多個國家)極力推動高效率馬達(IE3等級)，但我國卻仍採用一般馬達(IE1+等級)。

就馬達市場而言，相較其他先進國家我國市場競爭力仍停滯於IE1+等級，著實落後。

目前我國經濟部能源局能源極力推動馬達效率提升目標，並且搭配相關補助政策之執行，預計於民國106年能達到業界普遍使用高效率馬達(IE3)之目標。

故本期將針對提升馬達效率，因而降低馬達實際運轉消耗功率進行效能分析。

二、概念 根據「我國感應電動機市場發展趨勢與能源效率標準提升研究」指出，從2001至2005年來說馬達動力系統耗電量，佔製造業總電力約70%。

即為我國每年約50%用電，是由馬達動力系統所耗，故其總耗電量著實可觀。

且由經濟部所發布「高效率馬達示範推廣補助計畫」之執行，為達到民國104年全台馬達提升至IE2及106年達到IE3標準之目標，鼓勵國內使用高效率馬達。

以下提供各位讀者了解高效率馬達內部構造實體圖(如圖1所示)、效率及噪音值(如圖2所示)以及節能效益簡易試算表。

上圖高效率馬達IE3剖面圖 上圖高效率馬達IE3實體圖 上圖為IE1、IE2以及IE3馬達之效率及噪音值比較圖(資料來源：東元電機高效率馬達型錄) 馬達運轉實際消耗功率計算式，如公式1所示。

$P=HP\times0.746kW\divHP\timesRL(\%)\div\Large{\eta}_{\small{RL(\%)}}$.................(1) HP：馬達名牌馬力(1HP=0.746kW) RL(%)：馬達運轉負載率 ηRL(%)：馬達當時運轉負載率下之運轉效率 以下為中華民國原效率標準CNS2934舊版馬達更換為新版高效率馬達標準CNS14400IE3之節能簡易試算表。

表1.馬達節能效益簡易計算表 HP CNS2934 CNS14400_IE3 節省耗電量 每年 每年 每年 節能效益 2P3600RPM全密型滿載效率值(%) ${\small{kW({\small{\eta}}-CNS2944)-kW({\small{\eta}}-IE3)}}$ 運轉時數 節省度數 節省電費 % % kW hrs kWh 1kWh (%) 1 68.0% 77.0% 0.13 8,400 1,083 3,790 12% 5 80.0% 88.5% 0.45 8,400 3,782 13,236 10% 10 83.0% 90.2% 0.72 8,400 6,059 21,206 8% 15 84.0% 91.0% 1.03 8,400 8,654 30,288 8% 20 85.0% 91.0% 1.16 8,400 9,774 34,208 7% 25 85.5% 91.7% 1.48 8,400 12,455 43,592 7% 30 86.0% 91.7% 1.63 8,400 13,661 47,812 6% 40 86.5% 92.4% 2.21 8,400 18,602 65,108 6% 50 87.0% 93.0% 2.78 8,400 23,359 81,758 6% 60 87.5% 93.6% 3.35 8,400 28,154 98,538 7% 75 88.0% 93.6% 3.82 8,400 32,124 112,434 6% 100 88.5% 94.1% 5.04 8,400 42,364 148,274 6% 125 89.0% 95.0% 6.65 8,400 55,884 195,594 6% 150 89.5% 95.0% 7.28 8,400 61,129 213,952 6% 200 90.5% 95.4% 8.51 8,400 71,510 250,287 5% 備註：電力成本單價以3.5kWh/元計算 下列公式為馬達更換高效率馬達節電費用計算公式： $Save_{day}=hrs\timesHP\times0.746\timesRL(\%)\times\left(\frac{1}{{\Large{\eta}_{\small{RL(\%)}}}\;\;-CNS2934}-\frac{1}{{\Large{\eta}_{\small{RL(\%)}}}\;\;-IE3}\right)\times平均電價$...........(2) hrs：運轉時數 HP：馬達額定馬力數 RL(%)：運轉負載率 ${{\Large{\eta}_{\small{RL(\%)}}}-CNS2934}$：CNS2934等級之馬達效率 ${{\Large{\eta}_{\small{RL(\%)}}}-IE3}$：CNS14400IE3等級之馬達效率 三、驗證 以台中地區某家鑄造工廠，每年水泵運轉時數約為8,400hr，其水泵相關規格如表2所示。

目前該鑄造廠水泵選用規格為CNS2934效率等級，其水泵運轉總消耗功率為117.2kW。

倘若全面更換為高效率水泵CNS14400IE3等級，其運轉總消耗功率將下降為106.1W。

表2.台中某鑄造廠水泵規格 編號 項目 馬力(HP) 數量(台數) 額定消耗功率 CNS2934馬達效率(%) CNS2934馬達實際消耗功率 CNS14400IE3馬達效率(%) CNS14400IE3馬達實際消耗功率 BWP-001 1號滷水泵 10 1 7.46 83.5 8.93 91 8.20 CWP-001 1號冷卻水泵 10 1 7.46 83.5 8.93 91 8.20 BWP-002 2號滷水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 ZBWP-001 1號滷水空調箱區域泵 15 1 11.19 84 13.32 91.7 12.20 HWP-001 1號熱水泵 7.5 1 5.595 82.5 6.78 91 6.15 ZHWP-001 1號熱水區域泵 7.5 1 5.595 82.5 6.78 91 6.15 CWP-002 2號冷卻水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CHWP-003 3號冰水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CWP-003 3號冷卻水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CHWP-004 4號冰水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CWP-004 4號冷卻水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CHWP-005 5號冰水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CWP-005 5號冷卻水泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 CWP-006 箱型機冷卻水泵 3 1 2.238 78.5 2.85 89.5 2.50 ZWP-001 1號空調箱區域泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 ZWP-002 2號空調箱區域泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 ZWP-003 3號空調箱區域泵 3 1 2.238 78.5 2.85 89.5 2.50 ZWP-004 4號冰水區域泵 5 1 3.73 81 4.60 89.5 4.17 ZWP-005 5號冰水區域泵 10 1 7.46 83.5 8.93 91 8.20 ZWP-006 6號冰水區域泵 7.5 1 5.595 78.5 7.13 91 6.15 一年運轉電力度數(運轉時數8,400hr) 984,237 891,122 一年運轉電費(每度電3.5元計算) 3,444,830 3,118,928 一年節省電力度數(kWh) 93,115 一年節省電費(元) 325,902 節能效率(%) 9% 馬達改善前後節能效益分析 經計算分析後得知以一年運轉約節省電力消耗93,115kWh，以每度電3.5元計算一年約簡省電力費用325,902元，以每度電產生0.532kg/kWh計算(以101年度電力排放係數所統計出數值)，一年約節省173,379.7kg之排碳量。

四、結論 日前經濟部於今年8月1日發布「能源用戶訂定節約能源目標及執行計畫規定」，規定契約用電容量超過800瓩之能源用戶，每年節電率(從104~108年期間之「平均年節電率」)皆應達1%以上。

未達到標準之能源用戶，則將加以重罰。

且未來將全面進行此措施，故節能減碳已成為不得不做，迫在眉梢的事了，若以此期分享之內容，製造業之馬達動力設備佔總用電70%，以本次案例之馬達更換為高效率馬達節效益約9%計算，就約可減少總用電耗能約6.3%，因此各位讀者在看完此篇專欄後，趕緊審視身邊的設備，是否該盡早更換了！ 讀書會分享 書  名：小故事大道理 作  者：黃潤之 出  版：培育文化 出版日期：2003年11月 作者介紹： 為一素人作家，網路查無詳細介紹，其作品皆以故事提醒人們，心靈成長需與時俱進，追求志品性完善 作品集如下： 1.小故事大道理:生命總有選擇 2.小故事大道理:感悟篇 3.小故事大道理:誠信篇 4.小故事大道理:真誠篇 5.小故事大道理:感恩篇 6.經典小故事人生大哲理談人性 7.小故事大道理:生命價值篇 8.小故事大道理:做人篇 9.經典小故事人生大哲理談智慧 10.小故事大道理:心靈成長篇 陳居義讀後心得： 在我１８歲的時候，經歷成年禮而收到這本書，當時的我對書名雖不感興趣，但看到送書人贈言寫著"勤學為成功之父"，懵懂的我衝著這句話以及不想辜負別人好意，還是把封面打開，進入了這本書。

本書以百餘則精彩小故事發人省思，使人在現今社會，人們戮力於追求功名利，金錢至上的生活準則，促使許多人為了空著手撈錢而放下了道德與原則，此書藉由作者收集而來或自身創作的短篇故事，讓我學習到正確的生活態度、工作態度、對人處事，以及自身該堅持的信念。

因為這本書帶給我的省思與態度上的思考，經歷了我在大學、當兵以及出社會的階段成長，偶而隨興而來的翻閱反覆思索，讓我在處事上有些改變，我很謝謝作者的大智慧，也很感謝贈書人。

書上說，生活是需要『感謝』兩字的，感謝別人是一種對人的尊重，只要你曾經協助或感謝過別人，那對方也會在你需要的時候，給你同樣的回報。

我想我成長了，希望你們也能藉由這本書，找到自己的出路。

表揚每月之星：張亦勛 表揚原因： JPC網站資料更新及JPC電子報製作都仰賴亦勛處理，同時也是專案部主管的好幫手，今年亦勛已榮任第三次每月之星，實在是最佳楷模。