1. Liftide praegune olukord Hiinas ja liftid kolmanda taseme haiglates
1. Hiina liftitööstuse praegune olukord
2017. aasta lõpu seisuga oli Hiinas liftide koguarv umbes 5,6 miljonit, mis moodustas umbes 70% kogu maailma toodangust. Liftide aastane toodang ja omandiõigus olid maailmas esikohal, mis tegi Hiinast maailma suurima liftide tootja ja eksportija.
Kuigi ajaloolistel põhjustel, nagu tehnoloogilised piirangud ja liftide energiasäästustandardite mahajäämus, on Hiina liftide energiasäästutehnoloogia mõnes aspektis saavutanud rahvusvahelise juhtpositsiooni, on sellised kaubamärgid nagu Tongli, Mitsubishi, Thyssen, Xunda, Hitachi jne viimastel aastatel järjestikku turule toonud energiatõhusamaid püsimagnetiga sünkroonse käiguta väikeste masinaruumide ja mitte-masinaruumide lifte. Energiasäästlike liftide turuosa on aga endiselt väga madal. Püsimagnetiga sünkroonse käiguta liftide, mis säästavad üle 30% elektrist, turuosa on alla 10% ja sisseehitatud energiatagasiside seadmetega liftide, millel on 30% regeneratiivse energia taaskasutuse määr, turuosa on alla 2%. Hiina liftitööstuses on tohutu energiasäästu ruum ja energiasäästlike liftide turuosa on tohutu.
Liftide käitamise praegune olukord kolmanda taseme haiglates
Kuna tegemist on peamise ja ainsa raudteetranspordivahendiga patsientide ja meditsiinipersonali vertikaalseks transportimiseks haiglate erinevatel korrustel, on tertsiaarhaiglate liftidel järgmised omadused:
① Transporditavate liftide arv on tohutu
Statistika kohaselt oli 2017. aasta seisuga Hiina tertsiaarhaiglate keskmine ambulatoorsete patsientide arv ulatunud üle 2 miljoni inimese. Näiteks Wuxi Rahvahaigla puhul ulatus Wuxi Rahvahaigla ambulatoorsete patsientide arv 2015. aastal 3,09 miljoni inimeseni ja tegelikult avati 2000 voodikohta. Nende hulgas peab üle 90% patsientidest ja saatjatest määratud osakondadesse või palatikorrustele jõudmiseks kasutama lifti. Lisaks on haiglas logistikateenuse osutaja, nagu arstid, õed, administratiivjuhtimise personal, koristus- ja turvatöötajad, mistõttu on haiglaliftide tegelik transpordimaht tohutu.
Järgnev joonis näitab eri tasemete haiglate liftide päevast keskmist käivituste arvu vastavalt vastavate osakondade statistikale. Nende hulgas on piirkonna kolmanda taseme haiglate liftide päevane keskmine käivituste arv juba ületanud 2000 korda päevas.
Energiasäästlike seadmete kasutamise mõju haigla liftides
▲ Joonis 1. Erineva suurusega haiglate liftide päevase keskmise käivitusaja statistika
② Lift on pikka aega kasutusel olnud
Haigla liftide spetsiifiliste vajaduste ja teenindusgruppide tõttu vajavad enamik meditsiinilisi lifte ööpäevaringset töötamist. Näiteks Wuxi Rahvahaiglas on Wuxi Rahvahaiglas kokku 38 Guangzhou Hitachi kaubamärgi vertikaallifti. Nende hulgas on statsionaarses osakonnas 16 meditsiinilifti, mis on hõivatud töörežiimis ööpäevaringselt, 365 päeva aastas, välja arvatud tavaline hooldusaeg. Ambulatoorsete ja erakorralise meditsiini osakondade päevane käivitusaeg on samuti üle 12 tunni.
③ Liftidel on kasutamise ajal suur energiatarve
Statistiliste andmete kohaselt on kolmanda astme haiglas iga lifti keskmine päevane elektritarbimine vahemikus 60 kWh kuni 100 kWh, keskmiselt 80 kWh/päevas. Lisaks võib suvel lifti jahutamiseks kasutatava masinaruumi kliimaseadme või ventilaatorite energiatarve tipptundidel ulatuda 100 kWh/päevani. Näiteks 40 liftiga kolmanda astme haiglas võib liftide päevane elektritarbimine suvisel tipptundidel ulatuda 4000 kWh-ni, mis on hämmastav.
4. Lifti masinaruumis on kõrge temperatuur
Praegu on 90% turul olevatest liftidest VVVF (muutuva sagedusega ja muutuva kiirusega juhtimisega) liftid, millest vaid umbes 2%-l on sisseehitatud energiatagasiside seadmed ja need on suure tõhususega energiasäästlikud liftid. Ülejäänud 98% liftidest raiskavad kerge koorma ülesvõtmisel, raske koorma allavõtmisel ja tasasel pidurdamisel tekkivat elektrit pidurdustakistite ja elektrilise termilise muundamise abil. Pärast suure hulga elektri muundamist soojusenergiaks tõuseb lifti masinaruumi temperatuur järsult. Kui sundjahutusmeetmeid ei võeta õigeaegselt, kaitseb lift end kõrge temperatuuri tõttu ise, mille tulemuseks on avariiväljalülitusõnnetused, mis mõjutavad tõsiselt lifti normaalset tööd ja reisijate rahulolu.
Seetõttu nõuab riiklik kvaliteedi- ja tehnilise järelevalve ja kontrolli osakond, et kõik liftimasinaruumid oleksid varustatud suure võimsusega jahutusseadmetega, nagu kliimaseade ja ventilaatorid, ning sätestab selgesõnaliselt, et kui liftimasinaruumi temperatuur ületab 40 ℃, tuleb jahutamiseks sisse lülitada kliimaseade.
5. Liftide kasutamise kõrge rikkeprotsent
Kõrge temperatuur on üks peamisi elektroonikakomponentide vananemise ja rikete põhjuseid ning ka üks peamisi põhjuseid liftide avariiväljalülitustest töötamise ajal tingitud „lõksujäämisõnnetuste“ tekkeks. Guizhou liftide suurandmete valimi statistika kohaselt on haiglaliftides lõksujäänud inimeste rikete määr 9,18% juures kõigi liftitüüpide seas esikohal, ületades kaugelt elamuliftide rikete määra, mis on 3,44%. Statistika näitab ka, et üle 95% liftide „lõksujäämisõnnetustest“ toimub kuuma suveilmaga, kusjuures valdav enamus liftidest on põhjustatud liigsest kasutamisest ja ebapiisavatest jahutusmeetmetest.
2. Lifti regeneratiivse energia kasutamise tehnoloogia - sissejuhatus elektrienergia tagasiside seadmesse
Lifti elektrienergia tagasisideseade on spetsiaalne energiasäästuseade, mida kasutatakse VVVF-liftide energiatarbimise pidurdamiseks. See taastab lifti kerge koorma ülesvõtmise, raske koorma allavõtmise ja tasase pidurdamise ajal mehaanilisest kineetilisest energiast ja gravitatsioonilisest potentsiaalsest energiast muundatud alalisvoolu elektrienergia. Pärast alalisvoolu/vahelduvvoolu inversiooni, alaldamist ja filtreerimist edastatakse see kohalikku elektrivõrku, et lifti ümbritsevad elektriseadmed saaksid seda kasutada.
Enne energiasäästliku renoveerimise rakendamist ei olnud energiatarbimise pidurdamist kasutavate VVVF-liftide iseloomulikuks tunnuseks mitte suur energiatarbimine, vaid see, et nad tootsid suures koguses elektrit, mida aga ei taaskasutatud. Vastupidi, olemasolev elektrienergia muundati soojusenergiaks ja põletati asjatult ära. Selle põhjustatud teisene probleem oli liftimasinaruumi temperatuuri järsk tõus, mis nõudis spetsiaalsete jahutusseadmete (kliimaseadmete ventilaatorite) paigaldamist, vastasel juhul mõjutaks see lifti normaalset tööd. Jahutusseadmete endi tööenergiatarve on samuti energiatarve. Lifti masinaruumides, kus soojuse hajumine on suvel halb, võib lifti kliimaseadme tööenergiatarve isegi ületada lifti enda tööenergiatarbimist, seega on energia raiskamine väga tõsine probleem.
Energiasäästlik ümberkujundamine toimub lifti elektrienergia tagasisideseadme abil, muutmata lifti algset konstruktsiooni. Füüsiliselt on paralleelselt ühendatud ainult energia taaskasutusseade. Tagasisideseadme tööpinge on madalam kui lifti pidurdustakisti pinge, seega on tagasisideseadmel pidurdustakisti ees prioriteet ja see suunab elektrienergia eelnevalt võrku taaskasutamiseks. Kui tagasisideseade peaks rikki minema, jätkab lifti alalisvoolu siini pinge tõusu, lifti pidurdustakisti taaskäivitub ja lift lülitub automaatselt algsele mitteenergiasäästlikule tööolekule, kuid see ei mõjuta lifti tavapärast kasutamist. Seega on lifti elektrienergia tagasisideseade ohutu. Nii Mitsubishi GPM-M seeria kui ka OTIS-i REGEN seeria liftid on varustatud energia tagasisideseadmetega.
Energiasäästlike seadmete kasutamise mõju haigla liftides
▲ Joonis 2 Lifti elektrienergia tagasiside seadme tööpõhimõtte skeem
Lifti energia tagasiside seadme energia muundamise määr võib ulatuda 97%-ni, otsese energiasäästu määr on 15–45% ja keskmine energiasäästu määr on 30%. Haiglate energiasäästuprojektides mõõdetud kõrgeim energiasäästu määr on 51%.
Pärast lifti energia tagasiside seadme kasutuselevõttu taaskasutatakse kogu mehaanilisest energiast ja potentsiaalsest energiast muundatud elektrienergia. Lifti masinaruumis asuv peamine soojusallika pidurdustakisti lakkab töötamast ega tekita enam soojust. Seetõttu saab lifti masinaruumi temperatuuri oluliselt alandada. Algselt lifti jahutamiseks pidevalt sisse lülitatud konditsioneeri saab nüüd harvemini sisse või välja lülitada, saavutades sekundaarse energiasäästu, säästes konditsioneeri elektrit ja elektrienergia kulusid.
Lisaks on lifti masinaruumi peamise soojusallika pidurdustakisti töötamise lakkamise tõttu masinaruumi temperatuur märkimisväärselt langenud ja lifti töökeskkond paranenud. Lift suudab tänu kõrge temperatuuri enesekaitsele vältida avariiväljalülitumisest tingitud õnnetusi. Pärast lifti masinaruumi keskkonna parandamist aeglustub lifti trükkplaadil olevate elektroonikakomponentide vananemiskiirus, lifti rikete määr väheneb oluliselt ja vastavalt vähenevad lifti hoolduskulud; samal ajal pikeneb vastavalt ka lifti tegelik kasutusiga.
3. Kasuanalüüs pärast lifti regeneratiivse energia kasutamise tehnoloogia kasutuselevõttu
Sama taseme haiglate liftide edukate energiasäästujuhtumite uurimise ja Wuxi Rahvahaigla liftide kohapealse testimise ilmse energiasäästuefekti kombineerimisel viis Wuxi Rahvahaigla läbi 33 VVVF meditsiinilifti energiasäästliku renoveerimise, mis vastab taastuvenergia kasutamise tehnoloogiat kasutava energiasäästliku renoveerimise tingimustele ja millel on kahes partiis investeerimisväärtus. Paigaldati lifti energia tagasiside seadmed ja energiasäästuefektid olid märkimisväärsed. Tulemused on järgmised:
① Energiasäästuefekt
Energiasäästliku renoveerimise järgsed testitulemused näitavad, et taastuvenergia kasutamise tehnoloogia kasutamine energiasäästlikul renoveerimisel avaldab liftidele märkimisväärset energiasäästu, kusjuures valimikatse energiasäästu määr on 34,33% ja keskmine energiasäästu määr 30%; Samal ajal langes lifti masinaruumi temperatuur märkimisväärselt ja pidurdustakisti temperatuur langes 191,6 ℃-lt 27,0 ℃-le. Ka lifti töö rikete määr näitas selget langustrendi ning projekt tervikuna saavutas eesmärgi saavutada kõrge efektiivsus ja energiasääst, tagades samal ajal lifti sujuva ja ohutu töö.
Tabel 1: Projekti energiasäästu määra mõju testimise kohapealsed andmed
Energiasäästlike seadmete kasutamise mõju haigla liftides
② Investeeringutulu
See energiasäästuprojekt suudab kogu energiasäästuinvesteeringu tagasi teenida umbes kahe aastaga. Seadmete kavandatud kasutusiga on 15 aastat ja ülejäänud 13 aastat energiasäästu kasu on haigla puhaskasum.
③ Keskkonnakasu
Pärast selle energiasäästuprojekti elluviimist saab see riigile kokku hoida umbes 1980 tonni toorsütt, vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid umbes 5,1876 miljoni kilogrammi võrra, vääveldioksiidi heitkoguseid umbes 16830 kilogrammi võrra ja lämmastikoksiidi heitkoguseid umbes 14652 kilogrammi võrra.
Tabel 2 Projekti keskkonnakasu arvutamine
Energiasäästlike seadmete kasutamise mõju haigla liftides
4. Kokkuvõte
Haiglates olulise raudteetranspordivahendina on meditsiiniliste liftide ohutu ja sujuv töö seotud haigla tegevuse efektiivsuse ja mainega, samuti elude päästmise kiirusega. Seetõttu on meditsiiniliste liftide ohutu ja sujuva töö tagamine heas töökeskkonnas väga oluline.
Ajaloolistel põhjustel, nagu energiasäästunõuded, tööstusstandardid ja tehnilised piirangud, on energiasäästlike tehnoloogiatega (nt energia regenereerimise tehnoloogia ja püsimagnetiga sünkroonse käiguta tehnoloogia) liftidega liftide kasutamise osakaal avalikes asutustes, näiteks kolmanda taseme haiglates, suhteliselt väike. Enamikul kolmanda taseme haigla liftidel on kõrge töökeskkonna temperatuur, suur energiatarve lifti töötamise ajal ja kõrge rikke määr lifti töötamise ajal.
Wuxi Rahvahaigla kogemuste põhjal liftide energiasäästliku renoveerimise rakendamisel taastuvenergia kasutamise tehnoloogia abil on soovitatav, et kolleegid valiksid haigla ehituse, laiendamise ja renoveerimise käigus võimalikult palju taastuvenergia kasutamise tehnoloogia ja püsimagnetiga sünkroonse käiguta tehnoloogiaga suure tõhususega liftid. Haiglate olemasolevate hoonete puhul on soovitatav valida energiasäästlikke teenuseid pakkuvad ettevõtted, kellel on renoveerimiskogemus ja kvalifikatsioon, ning renoveerida lifte teaduslikult, paigaldades elektrienergia tagasisideseadmeid ohutuse tagamise põhimõttest lähtuvalt, et säästa liftide tööenergia tarbimist, vähendada haigla tegevuskulusid ja luua roheline haigla.