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冷氣排水器冷凝水來源、失效原因探討與改良:實驗與ANSYS可視化模擬

為了解決冷氣出風口 馬達的問題，作者陳峙翔 這樣論述：

市售冷氣排水器常有妥善率不佳、壽命較短的情形，拆解多個損壞品檢視故障原因後發現，主要可歸咎於馬達工作與保存皆在高溼環境下所致。為詳細探究冷氣排水器功能需求，本研究首先透過實驗佐證理論推估實驗室兩台窗型冷氣冷凝水產率、來源與各來源之佔比。理論推估是以計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)軟體ANSYS Fluent進行數值模型的建立並透過實驗來驗證模型的正確性。模擬中以冷氣出風口溫度、風速與外氣滲透率做為變數，探討其個別對室內空氣含水率之影響。其中，外氣滲透率係參考文獻經驗式計算而得，發現必須考慮包括所有門窗和牆面的滲透位置與量測外氣風速所得的外氣滲

透率的模擬結果才能趨近實驗量測值。由模擬結果所知，外氣滲透率對室內水氣質量分率變化的影響最大，透過模擬以及計算冷氣運作原理下應產生的冷凝水量佐證發現，夏季間實驗室因密封性不佳導致的外氣滲透為冷氣機連續運作仍持續產生大量冷凝水之主要原因，而外氣滲透主要由堆疊壓力(stack pressure)與風壓(wind pressure)造成，當冷氣機開啟後，室內、外溫差變大，使堆疊壓力影響上升，造成更大之外氣滲透率。台灣位於高溫、高濕氣候與地震頻繁區域，雖是鋼筋水泥建築，鋁門窗容易變形產生肉眼可見之間隙，加上冷氣、排氣扇等空調設備安裝施作時也沒做好密封，室內密封性不佳使溫暖與高溼外氣易於滲透到室內，導致

當冷氣機24小時連續運轉，冷凝水先降低後持平在仍相當可觀的產率，導致冷氣排水器運作頻繁噪音很大，商售冷氣排水器功能也備受挑戰。本研究嘗試進行排水器改良研究，根據冷氣冷凝水產率建立一套以Arduino 與相關電控元件建立的冷凝水自動產生與同時評估多台排水器的自動化系統。相較市售排水器每次運轉時間3.5秒，每次平均排水量為80g(即較小排水器容積)，每秒平均排水量為22.9g，本研究改良之排水器在2.5秒/次運轉，平均排水量為130g/次(需求1.625倍盛水容積，各邊長僅增加約17%)，每秒平均排水量為54g/s，運轉與噪音時間較市售排水器減少28%，排水率增加1.35倍，每小時耗能節省40%。