公西靶場空調全熱交換轉輪系統簡介
一、前言
『公西靶場』：為我國國際比賽正式靶場，也是全國僅有的全項靶場，位於林口第二交流道旁，靶場面積約為6公頃，早期為軍方所管轄。
為提昇我國射擊競技水準，爭取國際射擊奪牌成績，原體委會透過協調軍方同意『公西靶場』移撥給體委會，作為設置國家射擊訓練中心使用。
早期設置有10公尺靶場(46靶位)、25公尺靶場(8組靶)、50公尺靶場(30靶位)、雙不定、定向與不定向飛靶場3座，目前將依參加國際射擊競賽之需要，改善現有靶場硬體設施，添購飛靶機等相關設備，並增設10公尺移動靶場，加強選手培訓環境與生活設施，以提昇成為國家級之射擊訓練中心。
目前興建有：
A棟1樓-25公尺靶場(6組控制桌-55個靶位)
A棟1樓50公尺靶場(6組控制桌-60個靶位)
A棟2樓-10公尺空氣槍靶場(8組控制桌-80個靶位)
A棟2樓-10公尺移動靶場(2組射擊區)
A棟2樓-決賽靶場(2組控制桌-10個靶位)
B棟飛靶區-雙不定、定向與不定向飛靶場3座
為了達到綠建築指標-節能省電，公西靶場採用全熱交換轉輪(Rotary Heat Exchanger)來控制空氣品質，讓密閉式的空間也能呼吸到新鮮空氣，達到防噪音、防空污、防感染、舒適、節能省電的專業功能。
為保持清新的室內空氣品質，將室內側排氣同時引進室外側新鮮空氣，並進行熱交換，減少因換氣而導致室溫的改變，降低引入外氣時所徒增的空調負荷。
具有以下優異特性：
1.節能換氣：有效回收因換氣而損失的熱能，可節約空調費用。
2.節省設備：能夠減輕熱負荷並能回收部分熱能，空調設備可小型化。
3.調濕功能：冷氣運轉時，可將高濕的室外空氣除濕，讓給氣接近室內濕度；暖氣運轉時，能將室外側濕空氣引入室內，避免室內過度乾燥。
4.舒適換氣：排氣和給氣同步進行，在密閉性高的空間可穩定換氣，而且換氣時室內溫度變化小。
5.隔音絕佳：機體風管、全熱交換裝置本身即具隔音效果。可防止戶外噪音傳入或室內噪音傳出，不影響環境安寧。
二、原理與特性
本次原理精簡從美國冷凍空調學會ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Condition Engineers)手冊摘選有關的蒸發冷卻器原理介紹[ASHRAE Handbook 2007 HVAC Applications SI Edition] 第51章蒸發冷卻中一般空氣性質圖原理的冷卻應用：
直接蒸發冷卻是熱絕熱交換。熱必須添加到水和用混入空氣供給的熱量來蒸發。乾球溫度被降低，並且顯散熱效果。從空氣熱量等於除去的水量的熱量被水吸收而蒸發為汽化熱。如果水被再循環在直接蒸發冷卻裝置中，水的溫度在儲存器接近濕球溫度進入處理的空氣。根據定義，沒有加熱或從絕熱過程萃取最初的和最終條件落在一條線的恆定的濕球溫度，可從圖1說明當空氣通過一直接蒸發冷卻器時，當進風點到經過直接設備離開的空氣點，其為等焓並有顯熱降溫效果。
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| ▲ | 圖1-蒸發冷卻的空氣性質圖 |
間接蒸發冷卻效果(IEE-indirect evaporative cooling effectiveness)被表示如下：
T1=供給空氣入口乾球溫度，℃下
T2=供氣出口乾球溫度，℃下
T3=濕側進氣口的濕球溫度，℃下
簡單舉列來說，等焓並有顯熱降溫效果：在夏天當你將濕手放在空氣中，會有涼爽之感覺。此種涼爽感覺不是因為水溫，而是因為你手臂上之水分蒸發後蒸汽離開手臂所造成，蒸發冷卻是一種強力又經濟之冷卻法。以酒精擦在手臂上，有涼快的感覺亦為蒸發冷卻的另一例。
全熱交換轉輪(Rotary Heat Exchanger-圖2)中，當2.5米/秒轉動使兩側等質量流時，具有IEE約60％至70％。該自動控制系統在相同條件下產生的IEE約35至50％。絕熱冷卻組件通常選擇的85∼95％的效果。在寒冷的氣候自動控制系統迴路必需有防凍開關作為保護。
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| ▲ | 圖2-旋轉熱交換器與直接蒸發冷卻器 |
化學除濕機以蜂巢式轉輪(wheel)為基本除濕構造，當需要除濕的潮濕空氣(稱處理空氣)進入除濕處理區域，進入除濕處理區的空氣首先經過冷卻後由轉輪底部慢慢通過轉輪的細微小孔流向轉輪上部，濕空氣中的水蒸氣被轉輪中的活性硅膠及分子篩所吸附，從而得到乾燥，乾燥後的空氣則通過送風機送出；隨著吸收水分的增加，處理扇區漸漸趨於飽和狀態，為了其穩定的除濕性能，就需要對轉輪中的吸濕劑進行再生還原，這時，趨於飽和的轉輪除濕區在馬達的驅動下，慢慢轉入再生區域，開始再生過程 (實質是將水分趕出吸附劑，進入再生空氣的過程)。
再生區的空氣通過過慮和高溫加熱後以與除濕區相反的氣流方向通過轉輪，飽和狀態下的扇區經過高溫空氣加熱升溫後，吸附能力大大下降，水分快速蒸發、釋放出來，釋放出的水氣 通過再生風機排出；由於再生過程轉輪輪體溫度升高，為了維持高效的除濕能力需要對其降溫，這時，再生區慢慢轉入冷卻區，開始冷卻過程，冷卻區利用部分經過過慮、冷卻、除濕後的乾燥氣體對經過再生空氣處理的再生區域進行冷卻和排出殘留的有水分的空氣，從而恢復到吸收能力強的吸濕區，冷卻區排出的空氣再次進入循環。
三、蜂巢轉輪的構成
轉輪係由一低轉距馬達帶動，以每小時約10至20週之慢速運轉，蜂巢轉輪包括蜂巢轉輪輪體、蜂巢固定架、中心軸承、齒輪（鍵輪、皮帶輪〉與電動機。蜂巢轉輪輪體是由陶瓷纖維及有機添加劑製成的陶質蜂巢輪體，再以分子篩及硅膠為基材經高溫燒結使之表面堅硬並強力吸附於蜂巢內部，在陶瓷纖維轉輪的表面均勻布著許多細?小孔，如此大大增加了與潮濕空氣的接觸面積、提高吸濕能力。
由於採用了陶瓷纖維，蜂巢轉輪輪體有不易脫落、無粉末化、不老化、可重複清洗再使用的優點；蜂巢固定架兩端用高度密封性能的硅橡膠製成的隔板將轉輪整個表面分成3個扇區：除濕區、再生區和冷卻區；通過電動機帶動齒輪（鍵輪、皮帶輪〉轉動使峰巢轉輪輪體在蜂巢固定架的密封區內圍繞中心軸承連績轉動、從而除濕區、再生區和冷卻區可以連續交替循環的工作。
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四、公西靶場空調全熱交換轉輪應用模式
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| ▲ | 圖5-轉輪應用模式1:擷取達英科技全熱交換器網站 |
轉輪應用模式1-除濕及還原側各自獨立極適合於低濕除濕應用。
•處理空氣(Process Air)經風車送入除濕側，乾空氣吹出。
•還原側引入外氣經加熱(電熱、蒸汽、瓦斯)至100-120°C，還原除濕轉輪後成潮濕空氣再經風車吸出排放。
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| ▲ | 圖6-轉輪應用模式2:擷取達英科技全熱交換器網站 |
轉輪應用模式2
•單一台風車提供本系統進、排風，除濕系統體積小噪音低，除濕效率高。
•處裡空氣經風車分兩回路進入轉輪，一側進入轉輪吸濕成乾空氣進室內，另一側進入約1/4轉輪面積除濕，再經加熱後作轉輪還原。
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| ▲ | 圖7-轉輪應用模式3:擷取達英科技全熱交換器網站 |
轉輪應用模式3
•風車吸入經除濕輪吸濕後之處理空氣，送出乾燥空氣( Dry Air )。
•還原風車吸入經一次預除濕再加熱之還原風還原除濕輪。
•本系統可提供處理極低濕需求條件之乾空氣，並輸出較高靜壓。
五、結論
雖然蒸發冷卻現象隨處可見，但如不甚明瞭蒸發冷卻系統之好處與使用技巧，造成溫室內過熱，或過濕，或使用壽命不長，或冷卻效果不彰等問題，故必須對蒸發冷卻系統有充分了解才可避免如前述之情形發生。
全熱交換器資料來源:
1.ASHRAE Handbook 2008-HVAC Systems and Equipment SI A07_51SI
2.達英科技http://www.dawin.com.tw/ezinfo/front/bin/ptlist.phtml?Category=3
3.公西靶場網站http://library.taiwanschoolnet.org/cyberfair2003/C0322200087/a/a008.htm
4.http://blog.udn.com/Plastor/4601417