1. A liftek jelenlegi helyzete Kínában és a harmadlagos kórházakban található liftek
1. A kínai felvonóipar jelenlegi helyzete
2017 végére Kínában a felvonók teljes száma elérte az 5,6 milliót, ami a globális össztermelés mintegy 70%-át tette ki. A felvonók éves termelése és tulajdonlása a világon az első helyen állt, így Kína a világ legnagyobb felvonógyártója és -exportőre.
Azonban történelmi okok, mint például a technológiai korlátok és a felvonók energiatakarékossági szabványainak elmaradása miatt, bár Kína felvonó-energiatakarékos technológiája egyes területeken elérte a nemzetközi vezető szintet, olyan márkák, mint a Tongli, a Mitsubishi, a Thyssen, az Xunda, a Hitachi stb. az elmúlt években egymás után dobtak piacra egyre energiatakarékosabb, állandó mágneses szinkron hajtómű nélküli, kisgépházi és nem gépházi felvonókat. Az energiatakarékos felvonók piaci penetrációja azonban még mindig nagyon alacsony. A több mint 30%-os villamosenergia-megtakarítást biztosító állandó mágneses szinkron hajtómű nélküli felvonók penetrációja kevesebb, mint 10%, a 30%-os regeneratív energia-visszanyerési arányú beépített energia-visszacsatoló eszközökkel rendelkező felvonók penetrációja pedig kevesebb, mint 2%. Kínában hatalmas energiatakarékos terület van a teljes felvonóiparban, és hatalmas piac van az energiatakarékos felvonók számára.
A liftek üzemeltetésének jelenlegi helyzete a harmadlagos kórházakban
A kórházak különböző emeletein a betegek és az orvosi személyzet függőleges szállításának fő és egyetlen vasúti közlekedési eszközeként a harmadlagos kórházakban található liftek a következő jellemzőkkel rendelkeznek:
① A szállított liftek száma hatalmas
A statisztikák szerint 2017-re a kínai harmadlagos kórházak átlagos éves járóbeteg-forgalma meghaladta a 2 millió embert. Példaként a Wuxi Népi Kórházat tekintve, 2015-ben a Wuxi Népi Kórház éves járóbeteg-forgalma elérte a 3,09 milliót, a ténylegesen megnyitott ágyak száma pedig 2000 volt. Közülük a betegek és a kísérő személyzet több mint 90%-ának liftet kell használnia a kijelölt osztályok vagy osztályok emeleteinek eléréséhez. Ezenkívül a kórházban logisztikai kiszolgáló személyzet is dolgozik, például orvosok, ápolók, adminisztratív vezetők, takarító- és biztonsági karbantartó személyzet, így a kórházi liftek tényleges szállítási volumene hatalmas.
Az alábbi ábra a különböző szintű kórházakban a liftek napi átlagos indítási számát mutatja az illetékes osztályok statisztikái szerint. Ezek közül a régió harmadlagos kórházaiban a liftek napi átlagos indítási száma már meghaladta a napi 2000-szert.
Az energiatakarékos berendezések használatának hatása a kórházi liftekben
▲ 1. ábra Különböző méretű kórházak liftjeinek napi átlagos indítási idejének statisztikái
② A lift már régóta használatban van
A kórházi felvonók speciális igényei és szolgáltatási csoportjai miatt a legtöbb orvosi felvonó 24 órás üzemidőt igényel. Példaként a Wuxi Népi Kórházban összesen 38 Guangzhou Hitachi márkájú függőleges felvonó található. Ezek közül a fekvőbeteg-osztályon található 16 orvosi felvonó a nap 24 órájában, az év 365 napján forgalmas üzemállapotban van, kivéve a szokásos karbantartási időt. A járóbeteg- és sürgősségi osztályok napi indítási ideje is több mint 12 óra.
③ A liftek használat közben magas energiafogyasztással rendelkeznek
Statisztikai adatok szerint egy felsőfokú kórházban az egyes liftek átlagos napi áramfogyasztása 60 kWh és 100 kWh között mozog, átlagosan 80 kWh/nap értékkel. Ezenkívül a gépházban a liftek hűtésére használt légkondicionáló vagy ventilátorok energiafogyasztása nyáron csúcsidőben elérheti a napi 100 kWh-t. Egy 40 lifttel rendelkező felsőfokú kórház példájaként a liftek napi áramfogyasztása a nyári csúcsidőszakokban elérheti a 4000 kWh-t, ami megdöbbentő.
④ Magas hőmérséklet a lift gépházában
Jelenleg a piacon lévő felvonók 90%-a VVVF (változó frekvenciájú, változtatható sebességű szabályozású) felvonó, amelyeknek csak körülbelül 2%-a rendelkezik beépített energia-visszacsatoló eszközzel és nagy hatékonyságú, energiatakarékos felvonó. A felvonók fennmaradó 98%-a a könnyű terhelés felemelése, a nehéz terhelés leengedése és az egyenletes fékezés során keletkező villamos energiát fékellenállások és elektromos hőátalakítás segítségével pazarolja el. Miután nagy mennyiségű villamos energia hőenergiává alakul, a felvonó gépházának hőmérséklete hirtelen megemelkedik. Ha a kényszerített hűtési intézkedéseket nem hozzák meg időben, a felvonó a magas hőmérséklet miatt önvédelmet végez, ami vészleállási balesetekhez vezethet, súlyosan befolyásolva a felvonó normál működését és az utasok elégedettségét.
Ezért a nemzeti minőségbiztosítási és műszaki felügyeleti és ellenőrzési osztály előírja, hogy minden felvonó gépházat nagy teljesítményű hűtőberendezésekkel, például légkondicionálóval és ventilátorokkal kell felszerelni, és kifejezetten előírja, hogy ha a felvonó gépház hőmérséklete meghaladja a 40 ℃-ot, a légkondicionálót be kell kapcsolni a hűtés érdekében.
⑤ A lifthasználat magas meghibásodási aránya
A magas hőmérséklet az elektronikus alkatrészek öregedésének és meghibásodásának egyik fő oka, valamint a működés közbeni vészleállítások által okozott „beszorult balesetek” egyik fő oka is. A Guizhou-i lift big data mintastatisztikái szerint a kórházi liftekben csapdába esett emberek meghibásodási aránya az összes lifttípus közül az első, 9,18%-os, ami messze meghaladja a lakossági liftek 3,44%-os meghibásodási arányát. A statisztikák azt is mutatják, hogy a liftekben „beszorult balesetek” több mint 95%-a forró nyári időben történik, a liftek túlnyomó többségét a túlzott használat és a nem megfelelő hűtési intézkedések okozzák.
2. Lift regeneratív energiafelhasználási technológiája - Bevezetés az elektromos energia visszacsatoló eszközbe
A felvonó elektromos energia-visszacsatoló berendezése egy speciális energiatakarékos eszköz, amelyet a VVVF felvonók energiafogyasztásának fékezésére használnak. Visszanyeri az egyenáramú elektromos energiát, amelyet a felvonó könnyű felemelése, nehéz teher leengedése és vízszintes fékezése során a mechanikai mozgási energiából és a gravitációs potenciális energiából alakítanak át. A DC/AC inverzió, egyenirányítás és szűrés után a helyi elektromos hálózatba továbbítják, hogy a felvonót körülvevő elektromos berendezések felhasználhassák.
Az energiatakarékos felújítások bevezetése előtt a VVVF felvonókra, amelyek energiafogyasztás-fékezést alkalmaztak, nem az volt a jellemző, hogy sok energiát fogyasztottak, hanem az, hogy nagy mennyiségű villamos energiát termeltek, amelyet azonban nem hasznosítottak újra. Épp ellenkezőleg, a rendelkezésre álló villamos energiát hőenergiává alakították, és hiába elégették. Az ebből eredő másodlagos probléma a felvonó gépházában a hőmérséklet hirtelen emelkedése volt, ami speciális hűtőberendezések (légkondicionáló ventilátorok) telepítését tette szükségessé, különben az befolyásolta volna a felvonó normál működését. Magának a hűtőberendezésnek az üzemi energiafogyasztása is energiafogyasztás. A rossz hőelvezetésű felvonó gépházakban nyáron a felvonó légkondicionálójának üzemi energiafogyasztása akár meghaladhatja magának a felvonónak az üzemi energiafogyasztását is, így az energiapazarlás nagyon komoly probléma.
Az energiatakarékos átalakítást egy felvonó elektromos energia-visszacsatoló eszközével hajtják végre, a felvonó eredeti szerkezetének megváltoztatása nélkül. Fizikailag csak egy energia-visszanyerő eszköz van párhuzamosan csatlakoztatva. A visszacsatoló eszköz üzemi feszültsége alacsonyabb, mint a felvonó fékellenállásának feszültsége, így a visszacsatoló eszköz elsőbbséget élvez a fékellenállással szemben, és az elektromos energiát visszatáplálja a hálózatba előzetes újrahasznosítás céljából. A visszacsatoló eszköz meghibásodása esetén a felvonó egyenáramú buszfeszültsége tovább emelkedik, a felvonó fékellenállása újraindul, és a felvonó automatikusan átkapcsol az eredeti, nem energiatakarékos üzemmódba, de ez nem befolyásolja a felvonó normál használatát. Ezért a felvonó elektromos energia-visszacsatoló eszköze biztonságos. A Mitsubishi GPM-M sorozatú és az OTIS REGEN sorozatú felvonói egyaránt energia-visszacsatoló eszközökkel vannak felszerelve.
Az energiatakarékos berendezések használatának hatása a kórházi liftekben
▲ 2. ábra A felvonó elektromos energia-visszacsatoló eszközének működési elvi diagramja
A lift energia-visszacsatoló eszközének energiakonverziós aránya elérheti a 97%-ot, a közvetlen energiamegtakarítási arány 15% és 45% között van, az átlagos energiamegtakarítási arány pedig 30%. A kórházi energiatakarékossági projektekben mért legmagasabb energiamegtakarítási arány 51%.
A felvonó energia-visszacsatoló eszközének bevezetése után a mechanikai energiából és a potenciális energiából átalakított összes elektromos energia újrahasznosítható. A felvonó gépházában található fő hőforrás fékellenállása leáll, és már nem termel hőt. Ezért a felvonó gépházának hőmérséklete jelentősen csökkenthető. A légkondicionálót, amelyet eredetileg folyamatosan be kellett kapcsolni a felvonó hűtéséhez, most ritkábban lehet be- és kikapcsolni, így másodlagos energiamegtakarítást érhetünk el a légkondicionáló áramának és az áramköltségeknek a megtakarításával.
Ezenkívül a felvonó gépházában található fő hőforrás fékellenállásának leállása miatt a gépház hőmérséklete jelentősen csökkent, és a felvonó munkakörnyezete javult. A felvonó elkerülheti a vészleállítás okozta baleseteket a magas hőmérséklet miatti önvédelem miatt. A felvonó gépházának környezetének javulása után a felvonó áramköri lapján található elektronikus alkatrészek öregedési üteme lelassul, a felvonó meghibásodási aránya jelentősen csökken, és a felvonó karbantartási költségei ennek megfelelően csökkennek; Ugyanakkor a felvonó tényleges élettartama is ennek megfelelően meghosszabbodik.
3. Előnyelemzés a felvonó regeneratív energiahasznosítási technológiájának bevezetése után
A hasonló szintű kórházakban található liftek sikeres energiamegtakarítási eseteinek vizsgálata, valamint a Wuxi Népi Kórházban végzett liftek helyszíni tesztelésének nyilvánvaló energiamegtakarítási hatásaival kombinálva a Wuxi Népi Kórház 33 VVVF orvosi liften hajtott végre energiatakarékos felújítást, amelyek megfelelnek a megújuló energia hasznosítását alkalmazó energiatakarékos felújítás feltételeinek, és két tételben befektetési értékkel bírnak. Lift energia-visszacsatoló eszközöket telepítettek, és az energiamegtakarítási hatások jelentősek voltak. Az eredmények a következők:
① Energiatakarékos hatás
Az energiatakarékos felújítás utáni teszteredmények azt mutatják, hogy a megújuló energia hasznosítására szolgáló technológia alkalmazása az energiatakarékos felújítás során jelentős energiamegtakarítási hatással van a felvonókra, a mintavételes teszt energiamegtakarítási aránya 34,33%, az átlagos energiamegtakarítási arány pedig 30%; Ugyanakkor a felvonó gépházában a hőmérséklet jelentősen csökkent, a fékellenállás hőmérséklete pedig 191,6 ℃-ról 27,0 ℃-ra esett vissza. A felvonó működésének meghibásodási aránya is egyértelműen csökkenő tendenciát mutatott, és a projekt összességében elérte a magas hatásfok és az energiamegtakarítás célját, miközben biztosította a felvonó zökkenőmentes és biztonságos működését.
1. táblázat: A projekt energiamegtakarítási arányának hatásvizsgálatának helyszíni feljegyzései
Az energiatakarékos berendezések használatának hatása a kórházi liftekben
② Befektetési jövedelem
Ez az energiatakarékos projekt körülbelül 2 év alatt megtérülheti az összes energiamegtakarítási beruházást. A berendezés tervezett élettartama 15 év, a fennmaradó 13 év energiamegtakarítási előnyei pedig a kórház nettó bevételét jelentik.
③ Környezeti előnyök
Az energiatakarékos projekt megvalósítása után mintegy 1980 tonna nyersszenet takaríthat meg az ország számára, mintegy 5,1876 millió kilogrammal csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást, mintegy 16830 kilogrammal a kén-dioxid-kibocsátást, és mintegy 14652 kilogrammal a nitrogén-oxid-kibocsátást.
2. táblázat A projekt környezeti előnyeinek kiszámítása
Az energiatakarékos berendezések használatának hatása a kórházi liftekben
4. Következtetés
Mivel az orvosi felvonók fontos vasúti közlekedési eszközt jelentenek a kórházakban, biztonságos és zökkenőmentes működésük összefügg a kórházi működés hatékonyságával és imázsával, valamint az életmentés sebességével. Ezért nagy jelentőséggel bír az orvosi felvonók biztonságos és zökkenőmentes működésének biztosítása egy jó munkakörnyezetben.
Történelmi okok, például energiatakarékossági követelmények, iparági szabványok és műszaki korlátok miatt az olyan közintézmények, mint például a felsőfokú kórházak, viszonylag alacsony arányban használnak energiatakarékos technológiákkal, például energia-visszanyerési technológiával és állandó mágneses szinkron hajtómű nélküli technológiával felszerelt felvonókat. A legtöbb felsőfokú kórházi felvonó magas munkakörnyezeti hőmérséklettel, magas energiafogyasztással és magas meghibásodási aránnyal rendelkezik a felvonó működése során.
A Wuxi Népi Kórháznak a megújuló energiahasznosítási technológiát alkalmazó felvonók energiatakarékos felújításában szerzett tapasztalatai alapján ajánlott, hogy a kórházak építése, bővítése és felújítása során a lehető legnagyobb mértékben nagy hatékonyságú, megújuló energiahasznosítási technológiával és állandó mágneses szinkron hajtómű nélküli technológiával rendelkező felvonókat válasszanak. A kórházak meglévő épületei esetében ajánlott, hogy a kórházak felújítási tapasztalattal és képesítéssel rendelkező energiatakarékos szolgáltató cégeket válasszanak, és a biztonság garantálása alapján tudományosan újítsák fel a felvonókat elektromos energia-visszacsatoló eszközök telepítésével, a felvonók üzemeltetési energiafogyasztásának megtakarítása, a kórházi üzemeltetési költségek csökkentése és egy zöld kórház létrehozása érdekében.