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科技專案成果
AI大數據分析 找出冷卻水塔最佳節能方程式
發佈日期：2021-11-23
單位：財團法人工業技術研究院
案例年度：2020
簡介：
在經濟部技術處科技專案支持下，工研院打造冷卻水塔智慧化解決方案，大幅降低水電資源浪費，推升我國產業綠化，同時達到水塔的預兆診斷監測，避免工廠停產與工安危機。
特色：
工研院 ▶ 打造冷卻水塔智慧化解決方案
近年全球掀起「綠色製造」浪潮， 在許多工廠裡必備的「冷卻水塔」，每天消耗大量水電，成了工廠環保節能的關鍵。
在許多工業製程中，都需要運用冷水達成設備散熱。當升溫的熱水進入水塔，配合風扇、散熱材料、額外補充冷水，就可以將原先攝氏40多度的水，降溫到30多度，冷卻後的水可再回到製程中，循環再利用。但過去冷卻水塔的風扇開啟和關閉、進水量調整等，全憑人工經驗操作，調整方式不夠即時，且經過長時間的運轉，冷卻水中的碳酸鎂、碳酸鈣及微生物細菌等，會導致水塔散熱效率降低，容易浪費大量的水電資源。
雙管齊下 水塔維護事半功倍
在經濟部技術處科技專案支持下，2016年工研院運用演算法與台朔重工共同打造AI冷卻水塔的「最佳操作參數系統」。藉由在水塔中裝設感測器，收集水的流量及壓力、環境溫度、馬達電流等大量資料，再利用AI分析，事前告知操作人員依設定的目標水溫及系統即時的感測數據，提供風扇運轉、進水量等建議，增加水電資源的使用效率。
在節能之外，工研院也導入適用於轉動設備的「預兆診斷監測技術」，在冷卻水塔內的風扇、馬達、齒輪箱等核心部位安裝振動感測器，透過振動頻率來判斷設備有無異常、預測衰退程度，並自動示警。除了可讓水塔的核心零組件維持在最佳狀態，避免工廠停產與工安危機，還能減少以往巡邏檢視時的危險性、天候及環境影響等問題，提升冷卻水塔維護效率。
▲ 預計2021年下半年將AI智慧預兆診斷監測系統導入華亞汽電公司冷卻水塔，有效協助企業節水節電
運用智慧監控 邁向綠色製造
2020年已應用在台朔重工雲林麥寮廠區3槽(Cell)冷卻水塔，達到每日節水435公噸、節省逾0.67萬度的電，2021年在台塑公司董事長林健男支持下持續推動導入20個製程廠的306槽冷卻水塔，預期每天節省相當於近15萬人一日所需的民生用水，落實台塑集團節水節電的長期目標，邁向環境友善製造，並將作為新產品服務海內外客戶。
▲ 運用AI開發「冷卻水塔操作參數系統」，提升水電資源使用效率
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