تأمینکنندگان بازخورد انرژی آسانسور به شما یادآوری میکنند که استفاده از آسانسورهای عمودی در ساختمانهای بلندمرتبه به طور فزایندهای رایج میشود. برای دستیابی به اثرات خوب صرفهجویی در مصرف انرژی در آسانسورها، میتوان گفت که راه درازی در پیش است. علاوه بر تلاشهای مدیریتی روزانه (مانند نصب حسگرهای خودکار روی آسانسورها در ساعات غیر اوج رفت و آمد)، مهمترین چیز، تحقیقات فناوری و فرآیند تولید شرکتهای تولیدی است. طبق دادههای آماری، مصرف برق میزبان درایو آسانسور که بار را میکشد، بیش از 70٪ از کل مصرف برق آسانسور را تشکیل میدهد. بنابراین، تمرکز عملیاتی آسانسورهای صرفهجویی در مصرف انرژی بر بهروزرسانی و بهبود سیستمهای محرک و کشش، روشهای تنظیم سرعت آسانسور و روشهای کنترل است.
۱. فناوری بازخورد انرژی
فناوری بازخورد انرژی فرآیندی است که در آن از یک اینورتر برای تبدیل سمت DC مبدل فرکانس به برق AC و بازگرداندن آن به شبکه برق، زمانی که موتور در حالت تولید است، استفاده میشود. از ویژگیهای عملکرد آسانسورها میتوان دریافت که نیمی از حالت عملیاتی آنها در حالت تولید برق است. در تئوری، اثر صرفهجویی در انرژی فناوری بازخورد انرژی باید بسیار خوب باشد. طبق آمار ناقص، در حال حاضر بیش از ۹۲٪ آسانسورها این انرژی را فقط به صورت گرمایش مقاومت احیاکننده هدر میدهند. بر اساس آمار نزدیک به ۱.۳ میلیون آسانسور در حال استفاده در سراسر کشور در ابتدای سال ۲۰۱۱، با فرض اینکه میانگین توان هر آسانسور ۱۵ کیلووات و میانگین توان مقاومت احیاکننده ۵ کیلووات باشد، معادل داشتن یک کوره الکتریکی حدود ۷ میلیون کیلوواتی در چین است که بدون هیچ استفادهای گرم میشود. چه اتلافی! فناوری بازخورد انرژی، منبع تغذیه ورودی آسانسورها را به عنوان یک شیء کنترلشده در نظر میگیرد که مزایای بسیاری دارد. در حال حاضر، این فناوری به طور گسترده در چندین تولیدکننده آسانسور مورد استفاده قرار گرفته است و یک سیستم بازخورد توان توسعه داده شده است که به برق پردازش شده توسط فناوری پیشرفته اصلاح چندگانه اجازه میدهد تا برای استفاده توسط سایر تجهیزات الکتریکی در ساختمان، به شبکه برق ساختمان بازگردانده شود. دستگاه صرفهجویی در مصرف انرژی بازخورد آسانسور سری PFE یک واحد ترمز بازخورد اختصاصی برای آسانسورها است. این دستگاه میتواند به طور موثر انرژی الکتریکی احیا شده ذخیره شده در خازن اینورتر آسانسور را به برق AC تبدیل کرده و آن را به شبکه برق ارسال کند و آسانسور را به یک "نیروگاه" سبز برای تأمین برق سایر تجهیزات تبدیل کند و باعث صرفهجویی در مصرف برق شود. علاوه بر این، با جایگزینی مقاومتها برای مصرف انرژی، دمای محیط در موتورخانه کاهش مییابد و دمای عملیاتی سیستم کنترل آسانسور بهبود مییابد و عمر مفید آسانسور را افزایش میدهد. موتورخانه نیازی به استفاده از تجهیزات خنککننده مانند تهویه مطبوع ندارد و به طور غیرمستقیم در مصرف برق صرفهجویی میکند.
۲. فناوری VVVF (کنترل سرعت فرکانس متغیر ولتاژ متغیر)
فناوری VVVF به طور گسترده در سیستمهای کنترل درایو آسانسور با تنظیم سرعت AC مدرن مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از فناوری بالغ VVVF در سیستمهای درایو آسانسور، امروزه به راه اصلی برای بهبود عملکرد کنترل درایو آسانسور و افزایش کیفیت عملکرد آسانسور تبدیل شده است. فناوری VVVF انواع مختلف درایوهای کنترل سرعت موتور دو سرعته AC را حذف کرده و درایوهای بدون گیربکس DC را جایگزین کرده است که نه تنها عملکرد عملیاتی آسانسورها را بهبود میبخشد، بلکه به طور مؤثر در مصرف انرژی صرفهجویی کرده و تلفات را کاهش میدهد. در ادامه، عملکرد صرفهجویی در مصرف انرژی آسانسورهای VVVF بر اساس مراحل مختلف عملکرد آسانسور تجزیه و تحلیل میشود. عملکرد آسانسور را میتوان به سه مرحله ساده کرد: شروع، عملکرد با سرعت ثابت و ترمز.
(1) مرحله شروع: VVVF تحت شرایط فرکانس پایین شروع به کار میکند، که منجر به جریان راکتیو کم و کاهش قابل توجه کل جریان شروع و مصرف انرژی میشود.
(2) بخش سرعت ثابت: انرژی مصرف شده توسط آسانسورهای ACVV (تنظیم ولتاژ و سرعت) در حین کار با سرعت ثابت مشابه آسانسورهای کنترل شده VVVF در شرایط بار کامل و نیمه بار به سمت بالا است. در هنگام بار سبک به سمت بالا (یا بار سنگین به سمت پایین)، به دلیل اثر کشش معکوس، آسانسورهای ACVV برای تولید گشتاور ترمز نیاز به دریافت انرژی از شبکه برق دارند، در حالی که آسانسورهای VVVF در حالت ترمز احیا کننده کار میکنند و نیازی به دریافت انرژی از شبکه برق ندارند.
(3) بخش ترمز: آسانسورهای ACVV عموماً از روش ترمز مصرف انرژی در بخش ترمز استفاده میکنند که جریان ترمز مصرف انرژی را از شبکه برق دریافت میکند و این جریان به انرژی گرمایی تبدیل شده و در روتور موتور مصرف میشود. برای موتورهایی با چرخهای اینرسی بزرگتر، جریان ترمز مصرف انرژی میتواند به 60 تا 80 آمپر برسد و گرمایش موتور نیز نسبتاً شدید است. آسانسورهای VVVF در مرحله ترمز به هیچ انرژی از شبکه برق نیاز ندارند و موتور الکتریکی در حالت ترمز احیاکننده کار میکند. انرژی جنبشی سیستم آسانسور به انرژی الکتریکی تبدیل شده و توسط مقاومت خارجی موتور مصرف میشود که نه تنها باعث صرفهجویی در انرژی میشود، بلکه از پدیده گرمایش موتور ناشی از جریان ترمز نیز جلوگیری میکند.
طبق محاسبات عملیاتی واقعی، آسانسورهای کنترلشده توسط VVVF میتوانند در مقایسه با آسانسورهای تنظیم سرعت ACVV بیش از 30٪ در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. سیستم VVVF همچنین میتواند ضریب توان سیستم الکتریکی را بهبود بخشد، ظرفیت تجهیزات خط آسانسور و موتورهای الکتریکی را بیش از 30٪ کاهش دهد. بر اساس موارد فوق، میتوان دریافت که آسانسورهای تنظیم سرعت فرکانس متغیر VVVF دارای ویژگیهای صرفهجویی در مصرف انرژی آشکاری هستند که نشاندهنده جهت توسعه تنظیم سرعت آسانسور بوده و مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی دارند.
۳. اصول و کاربرد سیستم کنترل آسانسور باس DC
در مکانهایی که آسانسورها به طور مکرر استفاده میشوند، یک آسانسور کافی نیست، بنابراین اغلب از دو یا چند آسانسور به طور همزمان استفاده میشود. به این ترتیب، میتوان در نظر گرفت که انرژی اضافی تولید شده توسط یک یا دو آسانسور در طول تولید برق به یک باسبار مشترک بین این آسانسورها بازگردانده شود تا به اهداف صرفهجویی در انرژی دست یابیم. سیستم کنترل آسانسور باسبار DC مشترک عموماً از قطعکنندههای مدار، کنتاکتورها، اینورترها، موتورها و فیوزها تشکیل شده است. ویژگی آن اتصال تمام آسانسورهای سمت DC سیستم به یک باسبار مشترک است. به این ترتیب، هر آسانسور میتواند در حین کار، برق AC را از طریق اینورتر خود به برق DC تبدیل کرده و آن را به باسبار بازگرداند. سایر آسانسورهای روی باسبار میتوانند به طور کامل از این انرژی استفاده کنند و مصرف کل انرژی سیستم را کاهش داده و به هدف صرفهجویی در انرژی دست یابند. هنگامی که یکی از آسانسورها دچار نقص فنی میشود، کافیست کلید هوای آن آسانسور را خاموش کنید. این طرح مزایای ساختار ساده، هزینه کم و ایمنی و قابلیت اطمینان را دارد.
۴. کاربرد رسانههای کششی جدید
واسطه کششی سنتی برای آسانسورها، طناب فولادی است که به دلیل وزن و اصطکاک طناب فولادی، انرژی زیادی مصرف میکند. استفاده از نوار فولادی کامپوزیت پلی اورتان به جای طناب فولادی سنتی در صنعت آسانسور، مفهوم طراحی آسانسورهای سنتی را کاملاً دگرگون میکند و صرفهجویی در انرژی و بهرهوری را ممکن میسازد. نوارهای فولادی پلی اورتان با ضخامت تنها ۳ میلیمتر، انعطافپذیرتر و بادوامتر از طنابهای فولادی سنتی هستند و طول عمر آنها سه برابر طنابهای فولادی سنتی است. چقرمگی بالا و نیروی کششی بالای نوار فولادی پلی اورتان باعث میشود طراحی موتور اصلی به سمت کوچکسازی متمایل شود. قطر چرخ کششی موتور اصلی را میتوان به ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلیمتر کاهش داد. در ترکیب با فناوری بدون چرخدنده آهنربای دائم، حجم دستگاه کشش را میتوان در مقایسه با موتورهای اصلی سنتی ۷۰ درصد کاهش داد و دستیابی به طراحی بدون موتورخانه را آسان کرد که باعث صرفهجویی قابل توجه در فضای ساختمان و کاهش هزینههای ساخت و ساز میشود. در حال حاضر، هم آسانسور Otis GEN2 و هم آسانسور Xunda 3300AP این فناوری را به کار گرفتهاند که ثابت شده است در مقایسه با آسانسورهای سنتی تا 50٪ در مصرف انرژی صرفهجویی میکند. علاوه بر این، طناب کششی الیاف مصنوعی بدون هسته با استحکام بالا از شرکت آسانسور Xunda در حال حاضر در مرحله تأیید عملیاتی است و گمان میرود در آینده نزدیک وارد بازار چین شود.
۵. فناوری سرعت متغیر
فناوری آسانسور با سرعت متغیر، یکی دیگر از فناوریهای جدید صرفهجویی در مصرف انرژی و سازگار با محیط زیست است که در سالهای اخیر ظهور کرده است. تحقیق و توسعه فناوری آسانسور با سرعت متغیر بر اساس پتانسیل صرفهجویی در مصرف انرژی محصولات آسانسور سنتی است. در طول بهرهبرداری از آسانسورهای سنتی، سرعت نامی فقط زمانی تنظیم میشود که دستگاه کشش در حداکثر بار خود باشد، یعنی زمانی که توان خروجی دستگاه کشش در حداکثر خود باشد، چه در شرایط بار کامل و چه در شرایط بار خالی. با این حال، هنگامی که فقط حدود نیمی از مسافران حضور دارند، به دلیل اینکه جعبه با وزنه تعادل متعادل است، بار روی دستگاه کشش در واقع کم است و هنوز توان خروجی مازاد وجود دارد. به عبارت دیگر، تنها بخشی از توان دستگاه کشش استفاده میشود. فناوری آسانسور با سرعت متغیر «استفاده از توان باقیمانده در زمانی که بار کم است برای افزایش سرعت آسانسور در شرایط توان یکسان است. کاربرد این فناوری جدید میتواند حداکثر سرعت آسانسورها را تا ۱.۶ برابر سرعت نامی افزایش دهد. شبیهسازی نشان میدهد که زمان انتظار مسافران حدود ۱۲٪ کاهش یافته است. این امر نه تنها زمان انتظار آسانسور و زمان سفر را که مسافران بیشترین نارضایتی را از آن دارند، کوتاه میکند، بلکه کارایی و راحتی جابجایی را نیز بهبود میبخشد. بهبود کارایی جابجایی، زمان آماده به کار آسانسورها را افزایش میدهد و میتوان روشنایی آسانسورها را خاموش کرد که تأثیر قابل توجهی در صرفهجویی در انرژی دارد. در عین حال، فناوری آسانسور با سرعت متغیر میتواند سرعت آسانسور را بدون افزایش مدل دستگاه کشش، یک سطح افزایش دهد که میتواند نقش مهمی در صرفهجویی در هزینه و انرژی داشته باشد.
۶. سیستم انتخاب لایه هدف
سیستم کنترل Xunda M10 اولین سیستمی بود که فناوری انتخاب طبقه مقصد را در چین به کار گرفت. از طریق بهبود مستمر و نوآوری در تحقیق و توسعه، مفهوم استفاده از آن توسط مردم چین پذیرفته شده و منجر به نوآوری مداوم پیروان در صنعت شده است. سیستم نسل جدید آن، سیستم شناسایی شیندلر، در چندین ساختمان سطح بالا در چین (ساختمان نانجینگ زیفنگ، ساختمان پتروچاینا) به کار گرفته شده است. به عبارت ساده، آسانسورهای سنتی فقط پس از ورود به آسانسور، طبقه مورد نظر را انتخاب میکنند و آسانسور را از طبقهای که میخواهند به آن بروند مطلع میکنند. در ساعات اوج مصرف، آنها اغلب لایه به لایه متوقف میشوند که ناکارآمد است. با این حال، استفاده از سیستمهای انتخاب طبقه مقصد به افرادی که به همان طبقه میروند اجازه میدهد قبل از ورود به آسانسور سازماندهی شوند که میتواند کارایی را بهبود بخشد. با ترکیب پایگاههای داده نرمافزاری مربوطه، فناوری بلوتوث و سیستمهای مدیریت جامعه، از فراخوانی کارت هوشمند و تخصیص آسانسور برای ادغام واقعی آسانسورها در ساختمانهای هوشمند استفاده میشود. مناطق فعالیت برای پرسنلی که وارد ساختمان میشوند از پیش تعیین شده است و کارایی مدیریت و سطح ایمنی ساختمان و جامعه را بهبود میبخشد.
۷. سیستم روشنایی کابین آسانسور و سیستم نمایش طبقات را بهروزرسانی کنید.
طبق اطلاعات مربوطه، استفاده از دیودهای ساطعکننده نور LED برای بهروزرسانی لامپهای رشتهای، لامپهای فلورسنت و سایر وسایل روشنایی رایج در کابینهای آسانسور میتواند حدود ۹۰٪ در مصرف روشنایی صرفهجویی کند و طول عمر این وسایل ۳۰ تا ۵۰ برابر بیشتر از وسایل معمولی است. لامپهای LED عموماً تنها ۱ وات توان دارند، گرما تولید نمیکنند و میتوانند طرحهای بیرونی و جلوههای نوری متنوعی ایجاد کنند که آنها را زیبا و شیک میکند. آسانسور در حالت آماده به کار است و سیستم نمایش کف همیشه در حالت کار است. استفاده از فناوری خواب برای خاموش کردن خودکار یا کاهش روشنایی به نصف نیز میتواند به اهداف صرفهجویی در مصرف انرژی دست یابد.
۸. آسانسور خورشیدی
در مقایسه با آسانسورهای معمولی، آسانسورهایی که با انرژی خورشیدی کار میکنند دو ویژگی بارز دارند: اولاً، منبع تغذیه میتواند به طور خودکار تغییر کند. دوم، پذیرش فناوریهای جدید برای شبکههای نوری مکمل است. میتوان انرژی خورشیدی و انرژی الکتریکی تولید شده در طول عملکرد آسانسور را در باتریهای خاص ذخیره کرد. پس از رسیدن به پارامترهای خاص، شبکه برق نیازی به ادامه تأمین برق ندارد، بلکه به طور خودکار به حالت باتریدار تغییر میکند و به طور کامل از انرژی خورشیدی استفاده کرده و انرژی الکتریکی را بازیافت میکند.