多功能冷气机最佳设计条件之研究.doc

範例二
多功能冷氣機最佳設計條件之研究

1.原作者簡介
　 ─江威龍　先生。
─成功大學機械系學士。
─現任台灣松下電器股份有限公司空調事業處工程師。
─1995年2月開始學習DOE，立即榮獲特優獎表現傑出。本範例之共同專題成員尚有：許輝洲；林坤龍；蔡啟明及曾進煌等四人。
2.本範例之榮譽
─1995年榮獲台灣松下電器股份有限公司第一屆實驗計劃成果示範發表會特優獎。
─1995年10月榮獲品管月刊發表。

3.本範例導讀
研讀本範例時，請特別留意本範例之下述優點：
A.本範例為應用在新產品開發上之範例，且成功地將除濕機及冷氣機雙機一體之新機種開發成功，為一大技術突破。
B.由於本範例是要開發雙機一體之新機種，故採用更嚴謹而進步的多特性值實驗。（參考第八章）
C.當多特性值之較佳條件彼此矛盾對立時，充分表現為顧全局而斟酌取捨之大智慧。
D.再現性完整，因此獲得之KNOW HOW可立刻用在量產上，實用效果顯著。
E.此範例非常值得初學者參考。

範例二
多功能冷氣機最佳設計條件之研究

1.前言
　　台灣氣候屬海島型多濕中溫之氣候，平均氣溫約22℃，相對濕度80% 左右。由於生活品質之日益提高，對於生活環境之舒適性要求相對提高，故近年來對除濕設備之需求量年年上昇。目前冷氣機均附加有除濕功能，但顧客使用率偏低，所以開發具有優越除濕功能之新型冷氣機已成為當務之急。

2.改善動機：──提昇冷氣機功能，進而提高市場佔有率
　　現行冷氣機附加之除濕功能，乃利用壓縮機間歇運轉來達到除濕效果。如此不僅出風溫度低，吹到人體時比較不舒服，而且會使室溫下降。因此開發新型冷氣若能改善此點，則顧客將會樂於使用除濕功能。而使客戶除了夏天使用冷氣機外，在春秋（冬）高濕季節依然可使用冷氣機之除濕功能，而使冷氣機成為可長年使用之商品，進而提升冷氣機之使用價值。並藉以提高冷氣機之市場佔有率。

3.現況分析
現行冷氣機除濕行程是利用電子式控制壓縮機間歇運轉，來達到除濕效果。
※冷氣機除濕行程與除濕機之比較（相同消耗功率下）：

一般冷氣機
一般除濕機
冷房能力kcal / h
XX00
無
除濕量 1 / h
0.52
0.42
2hr 後室溫變化
↓2℃
↑2.2℃

由上可看出：
3.1一般冷氣機電子式除濕行程之缺點：
· 易造成室溫下降。
· 出風溫度低，吹到人體感覺不適。
3.2一般除濕機之缺點：
· 無冷房能力，且除濕量小。
· 易造成室溫上升。

4.改善目標
　　有鑑於此，本文特以CU/CS-XXEC2做研究樣本，以期達到如下目標:
　●在室溫變化 ± １℃ 內，達到 1 l/h 以上之除濕量。

5.特性要因分析

6.第一階段實驗配置
6.1實驗因子水準及交互作用：
6.2點線圖：

6.3直交配列表：

樣本量測說明：
　　本實驗分別於住宅環境試驗室及性能實驗室中進行，以穩定後二小時內，記錄下列數據：

●室內溫度變化量。
●除濕量。

6.4 實驗數據：
實驗順序
1
2
3
4
5
6
7
8
配置順序
7
14
8
13
5
3
1
2
溫 差　
-1.93
-0.64
-1.24
-1.1
-0.96
-2.08
-0.88
-0.6
除 濕 量
1.24
0.39
1.47
0.69
0.59
1.11
0.55
0.41
實驗順序
9
10
11
12
13
14
15
16
配置順序
6
4
12
9
15
11
10
16
溫 差　
-0.58
-1.39
-1.64
-1.15
-1.9
-2.25
-0.87
-1.78
除 濕 量
0.39
0.82
0.91
0.59
1.14
1.14
0.51
1.07

7.第一階段實驗解析：
7.1 特性值一：溫度之實驗解析
7.1.1 合併前ANOVA

7.1.2 合併後ANOVA

7.1.3 貢獻度分析：

●溫度的變化與A，C，D 成正比，較佳條件為A1，C1，D2。
7.2 特性值二：除濕量之實驗解析
7.2.1 合併前ANOVA

7.2.2 合併後ANOVA

7.2.3 貢獻度分析：

●除濕量的變化與Ｃ成正比，較佳條件為Ｃ２。

8.第一階段實驗結論

8.1 多特性值表分析之CROSS TABLE：
因 子
A
C
D
溫 度
A1
C1
D2
除 濕 量

C2

較 佳 條 件
A1
C1
D2
8.2 結論：
Ｃ因子在兩特性值中互相衝突，以顧客直接感受為考量，則溫度的改變屬於顯性因子，而除濕量的變化屬於隱性因子，因此在面對取捨時，以顯性因子優先，故選用Ｃ１作為較佳條件，所以第二階段較佳條件為 A1，C1，D2。

9.第二階段實驗配置
9.1 實驗因子與水準
CODE
變 數 名 稱
水準一
水準二
水準三
A
室內機風扇轉數
A1-1
A1-2
A1-3
C
機構 C ON/OFF時間比
C1-1
C1-2
C1-3
D
機構 D流量
D2-1
D2-2
D2-3

9.2 點線圖

9.3 直交配列表：
本階段顯著因子採用多水準方式配置，故選用Ｌ9３4直交表。

9.4 實驗配置與數據：
實驗順序
1
2
3
4
5
配置順序
2
5
9
8
1
溫 差　
-0.56
-0.56
-0.66
-0.6
-0.46
除 濕 量
0.54
0.53
0.64
0.58
0.44
實驗順序
6
7
8
9

配置順序
6
4
7
3

溫 差　
-0.66
-0.46
-0.44
-0.62

除 濕 量
0.65
0.44
0.43
0.59

10.第二階段實驗解析
10.1 特性值一：溫度之實驗解析
10.1.1 ANOVA分析

10.1.2 貢獻度分析

10.2 特性值二：除濕量之實驗解析]
10.2.1 ANOVA分析

10.2.2 貢獻度分析

11.第二階段實驗結論
●第一次最適控制條件及再現性確認：

因 子 名 稱
因 子 水 準　
結 果
室內機風扇轉數(rpm)
A1-1

機構B ON/OFF時間比
全 開
除濕量 0.54 1/h
機構C ON/OFF時間比
C1-3

機構D流量(1 / min)
D2-3
室溫變化 -0.6℃
除濕行程(min)
F2

●第二次最適控制條件及再現性確認：

因 子 名 稱
因 子 水 準　
結 果
室內機風扇轉數(rpm)
A1-1

機構B ON/OFF時間比
全 開
除濕量 0.98 1/h
機構C ON/OFF時間比
C2-3

機構D流量(1 / min)
D2-3
室溫變化 -0.8℃
除濕行程(min)
F2

12.結論
　　從此次專題中，我們可以知道，溫差與除濕量成正比，及溫差越小，除濕量也變小，對於特性值的影響以機構C ON/OFF 時間比影響最大。
　　藉著機構B的使用及機構D的作用，我們可以改善冷氣吹出口溫度及室溫下降現象，其改善前後之成果比較如下：

改善前
改善後
室溫變化
-2℃
-0.8℃
除濕量 (1/h)
0.52
0.98
吹出口溫度
11.8℃
18.6℃