ספקי משוב אנרגטי למעליות מזכירים לכם כי השימוש במעליות אנכיות בבניינים רבי קומות הופך פופולרי יותר ויותר. כדי להשיג אפקטים טובים של חיסכון באנרגיה במעליות, ניתן לומר שיש דרך ארוכה לעבור. בנוסף למאמצי הניהול היומיומיים (כגון התקנת חיישנים אוטומטיים במעליות בתקופות שאינן שיא), הדבר החשוב ביותר הוא מחקר טכנולוגי ותהליך הייצור של מפעלי הייצור. על פי נתונים סטטיסטיים, צריכת החשמל של מארח הנעת המעלית הגורר את העומס מהווה יותר מ-70% מצריכת החשמל הכוללת של המעלית. לכן, מוקד התפעול המעשי של מעליות חוסכות אנרגיה טמון בעדכון ושיפור מערכות ההנעה והמשיכה, שיטות ויסות מהירות המעלית ושיטות הבקרה.
1. טכנולוגיית משוב אנרגטי
טכנולוגיית משוב אנרגיה היא תהליך של שימוש בממיר כדי להפוך את צד הזרם הישר של ממיר תדרים למתח AC ולהזין אותו בחזרה לרשת החשמל כאשר המנוע נמצא במצב ייצור. ממאפייני העבודה של מעליות, ניתן לראות שמחצית ממצב הפעולה שלהן נמצא במצב ייצור חשמל. בתיאוריה, אפקט חיסכון האנרגיה של טכנולוגיית משוב אנרגיה אמור להיות טוב מאוד. על פי סטטיסטיקה לא שלמה, כיום למעלה מ-92% מהמעליות מבזבזות אנרגיה זו רק בצורה של חימום התנגדות רגנרטיבית. בהתבסס על סטטיסטיקה של כמעט 1.3 מיליון מעליות שהיו בשימוש ברחבי המדינה בתחילת 2011, בהנחה שההספק הממוצע של כל מעלית הוא 15 קילוואט וההספק הממוצע של הנגד הרגנרטיבי הוא 5 קילוואט, זה שווה ערך לכבשן חשמלי של כ-7 מיליון קילוואט בסין שמתחמם ללא כל שימוש. איזה בזבוז! טכנולוגיית משוב אנרגיה מתייחסת לאספקת החשמל הקלט של המעליות כאל אובייקט מבוקר, ויש לה יתרונות רבים. כיום, טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב במספר יצרני מעליות, ופותחה מערכת משוב חשמל, המאפשרת להזרים את החשמל המעובד על ידי טכנולוגיית יישור מרובה מתקדמת לרשת החשמל של הבניין לשימוש על ידי ציוד חשמלי אחר בבניין. מכשיר חיסכון באנרגיה של משוב מעליות מסדרת PFE הוא יחידת בלימה ייעודית למעליות. הוא יכול להמיר ביעילות את האנרגיה החשמלית המחודשת המאוחסנת בקבל ממיר המעלית למתח AC ולשלוח אותה בחזרה לרשת, מה שהופך את המעלית ל"תחנת כוח" ירוקה המספקת חשמל לציוד אחר, ויש לו השפעה של חיסכון בחשמל. בנוסף, על ידי החלפת נגדים לצריכת אנרגיה, טמפרטורת הסביבה בחדר המכונות מופחתת, וטמפרטורת ההפעלה של מערכת בקרת המעלית משתפרת, מה שמאריך את חיי השירות של המעלית. חדר המכונות אינו דורש שימוש בציוד קירור כגון מיזוג אוויר, מה שחוסך בחשמל בעקיפין.
2. טכנולוגיית VVVF (בקרת מהירות תדר משתנה מתח משתנה)
טכנולוגיית VVVF נמצאת בשימוש נרחב במערכות בקרת הנעת מעליות מודרניות לוויסות מהירות AC. השימוש בטכנולוגיית VVVF בוגרת במערכות הנעת מעליות הפך לדרך העיקרית לשיפור ביצועי בקרת הנעת המעלית ולשיפור איכות תפעול המעלית כיום. טכנולוגיית VVVF ביטלה סוגים שונים של מנועי בקרת מהירות כפולים AC והחליפה מנועים ללא גיר DC, מה שלא רק משפר את ביצועי התפעול של המעליות, אלא גם חוסך ביעילות אנרגיה ומפחית הפסדים. להלן ניתוח ביצועי חיסכון באנרגיה של מעליות VVVF בהתאם לשלבים שונים של תפעול המעלית. ניתן לפשט את פעולת המעלית לשלושה שלבים: הפעלה, פעולה במהירות קבועה ובלימה.
(1) שלב התחלתי: VVVF מתחיל בתנאי תדר נמוך, וכתוצאה מכך זרם ריאקטיבי נמוך ומפחית באופן משמעותי את זרם ההתחלת הכולל ואת צריכת האנרגיה.
(2) מקטע מהירות קבועה: האנרגיה הנצרכת על ידי מעליות ACVV (ויסות מתח ומהירות) במהלך פעולה במהירות קבועה דומה לזו של מעליות הנשלטות על ידי VVVF בתנאי עומס מלא וחצי עומס כלפי מעלה. במהלך עלייה קלה (או ירידה בעומס כבד), עקב אפקט המשיכה ההפוכה, מעליות ACVV צריכות לקבל אנרגיה מרשת החשמל כדי לייצר מומנט בלימה, בעוד שמעליות VVVF פועלות במצב בלימה רגנרטיבית ואינן צריכות לקבל אנרגיה מרשת החשמל.
(3) מקטע בלימה: מעליות ACVV משתמשות בדרך כלל בשיטת בלימה צריכת אנרגיה במקטע הבלימה, המקבלת זרם בלימה צריכת אנרגיה מרשת החשמל, והזרם מומר לאנרגיית חום ונצרך ברוטור המנוע. עבור מנועים עם גלגלי אינרציה גדולים יותר, זרם הבלימה צריכת האנרגיה יכולה להגיע ל-60-80A, וגם חימום המנוע חמור יחסית. מעליות VVVF אינן דורשות אנרגיה מרשת החשמל במהלך שלב הבלימה, והמנוע החשמלי פועל במצב בלימה רגנרטיבית. האנרגיה הקינטית של מערכת המעלית מומרת לאנרגיה חשמלית ונצרכת על ידי ההתנגדות החיצונית של המנוע, מה שלא רק חוסך אנרגיה אלא גם מונע את תופעת חימום המנוע הנגרמת על ידי זרם בלימה.
על פי חישובי פעולה בפועל, מעליות הנשלטות על ידי VVVF יכולות לחסוך יותר מ-30% אנרגיה בהשוואה למעליות ויסות מהירות ACVV. מערכת VVVF יכולה גם לשפר את מקדם ההספק של המערכת החשמלית, להפחית את קיבולת ציוד קו המעליות והמנועים החשמליים ביותר מ-30%. בהתבסס על האמור לעיל, ניתן לראות שלמעליות ויסות מהירות בתדר משתנה VVVF יש מאפייני חיסכון באנרגיה ברורים, המייצגים את כיוון הפיתוח של ויסות מהירות המעליות, ויש להן יתרונות כלכליים וחברתיים משמעותיים.
3. עקרון ויישום של מערכת בקרת מעלית אוטובוס DC
במקומות בהם מעליות נמצאות בשימוש תכוף, מעלית אחת אינה מספיקה, ולכן שתי מעליות או יותר משמשות לעתים קרובות בו זמנית. בדרך זו, ניתן לשקול להחזיר את האנרגיה העודפת הנוצרת על ידי מעלית אחת או שתיים במהלך ייצור חשמל לפס צבירה משותף למעליות אלו, על מנת להשיג יעדי חיסכון באנרגיה. מערכת בקרת מעליות DC נפוצה מורכבת בדרך כלל ממפסקי זרם, מגענים, ממירים, מנועים ונתיכים. המאפיין שלה הוא לחבר את כל המעליות בצד DC של המערכת לפס צבירה משותף. בדרך זו, כל מעלית יכולה להמיר מתח AC למתח DC דרך הממיר שלה במהלך הפעולה ולהזין אותו בחזרה לפס הצבירה. מעליות אחרות על פס הצבירה יכולות לנצל במלואה אנרגיה זו, להפחית את צריכת האנרגיה הכוללת של המערכת ולהשיג את מטרת שימור האנרגיה. כאשר אחת המעליות מתקלקלת, פשוט כבו את מתג האוויר במעלית זו. לתכנית זו יתרונות של מבנה פשוט, עלות נמוכה, בטיחות ואמינות.
4. יישום של מדיות משיכה חדשות
חומר המשיכה המסורתי למעליות הוא חבל תיל פלדה, אשר צורך אנרגיה רבה עקב המשקל והחיכוך של חבל התיל. השימוש ברצועת פלדה מרוכבת מפוליאוריטן במקום חבל תיל פלדה מסורתי בתעשיית המעליות חותר לחלוטין תחת תפיסת העיצוב של מעליות מסורתיות, ומאפשר שימור אנרגיה ויעילות. רצועות פלדה מפוליאוריטן בעובי של 3 מילימטרים בלבד הן גמישות ועמידות יותר מחבלי תיל פלדה מסורתיים, עם אורך חיים פי שלושה מחבלי תיל פלדה מסורתיים. הקשיחות הגבוהה וכוח הגרר הגבוה של רצועת פלדת הפוליאוריטן גורמים לעיצוב המנוע הראשי להיות נוטה להיות ממוזער. ניתן להפחית את קוטר גלגל המשיכה של המנוע הראשי ל-100-150 מילימטרים. בשילוב עם טכנולוגיית מגנט קבוע ללא הילוכים, ניתן להפחית את נפח מכונת המשיכה ב-70% בהשוואה למנועים ראשיים מסורתיים, מה שמקל על השגת עיצוב ללא חדר מכונות, חיסכון משמעותי בשטח בנייה והפחתת עלויות בנייה. נכון לעכשיו, גם מעלית Otis GEN2 וגם מעלית Xunda 3300AP אימצו טכנולוגיה זו, אשר הוכחה כחסכת עד 50% אנרגיה בהשוואה למעליות מסורתיות. בנוסף, חבל המתיחה הסינתטי ללא ליבה בעל חוזק גבוה של חברת מעליות Xunda נמצא כעת בשלב אימות תפעולי וההערכה היא שייכנס לשוק הסיני בעתיד הקרוב.
5. טכנולוגיית מהירות משתנה
טכנולוגיית מעלית במהירות משתנה היא טכנולוגיה חדשה נוספת לחיסכון באנרגיה וידידותית לסביבה שצצה בשנים האחרונות. המחקר והפיתוח של טכנולוגיית מעלית במהירות משתנה מבוססים על פוטנציאל חיסכון האנרגיה של מוצרי מעליות מסורתיות. במהלך הפעלת מעליות מסורתיות, המהירות המדורגת נקבעת רק כאשר מכונת המשיכה נמצאת בעומס המרבי שלה, כלומר, כאשר הספק המוצא של מכונת המשיכה הוא במקסימום, הן בתנאי עומס מלא והן בתנאי עומס ריק. עם זאת, כאשר רק כמחצית מהנוסעים נוכחים, עקב העובדה שהתיבה מאוזנת עם המשקל הנגדי, העומס על מכונת המשיכה הוא למעשה קטן, ועדיין יש עודף הספק. כלומר, רק חלק מהכוח של מכונת המשיכה נמצא בשימוש. "טכנולוגיית מעלית במהירות משתנה" היא שימוש בכוח הנותר כאשר העומס נמוך כדי להגדיל את מהירות המעלית באותם תנאי הספק. יישום טכנולוגיה חדשה זו יכול להגדיל את המהירות המרבית של המעליות לפי 1.6 מהמהירות המדורגת. הדגמת הסימולציה מראה שזמן ההמתנה של הנוסעים הופחת בכ-12%. זה לא רק מקצר את זמן ההמתנה של המעלית וזמן הנסיעה שהנוסעים הכי לא מרוצים מהם, אלא גם משפר את יעילות הניידות והנוחות. שיפור יעילות הניידות מאריך את זמן ההמתנה של המעליות, וניתן לכבות את תאורת המעליות, דבר שיש לו השפעה משמעותית על חיסכון באנרגיה. במקביל, טכנולוגיית מעלית במהירות משתנה יכולה להגדיל את מהירות המעלית ברמה אחת מבלי להגדיל את דגם מכונת המתיחה, דבר שיכול למלא תפקיד חשוב בחיסכון בעלויות ובאנרגיה.
6. מערכת בחירת שכבת אובייקטיבית
מערכת הבקרה Xunda M10 הייתה הראשונה שהשתמשה בטכנולוגיית בחירת קומות יעד בסין. באמצעות שיפור מתמיד וחדשנות במחקר ופיתוח, תפיסת השימוש שלה התקבלה על ידי העם הסיני והובילה לחדשנות מתמשכת של עוקבים בתעשייה. מערכת הדור החדש שלה, מערכת Schindler ID, יושמה במספר בניינים יוקרתיים בסין (בניין נאנג'ינג זיפנג, בניין פטרוצ'יינה). במילים פשוטות, מעליות מסורתיות בוחרות את הקומה רק לאחר הכניסה למעלית ומודיעות לה על הקומה שאליה היא רוצה להגיע. בשעות השיא, הן לעתים קרובות עוצרות שכבה אחר שכבה, דבר שאינו יעיל. עם זאת, יישום מערכות בחירת קומות יעד מאפשר לאנשים העולים לאותה קומה להתארגן לפני הכניסה למעלית, מה שיכול לשפר את היעילות. על ידי שילוב של מסדי נתונים רלוונטיים של תוכנה, טכנולוגיית Bluetooth ומערכות ניהול קהילתיות, שיחות כרטיס חכם והקצאת מעליות משמשות לשילוב אמיתי של מעליות בבניינים חכמים. אזורי הפעילות עבור אנשי הצוות הנכנסים לבניין מוגדרים מראש, מה שמשפר את יעילות הניהול ורמת הבטיחות של הבניין והקהילה.
7. עדכון מערכת התאורה של תא המעלית ומערכת התצוגה בקומה
על פי מידע רלוונטי, שימוש בדיודות פולטות אור LED לעדכון מנורות ליבון, מנורות פלורסנט וגופי תאורה אחרים הנמצאים בשימוש נפוץ בקרונות מעליות יכול לחסוך כ-90% מצריכת התאורה, ותוחלת החיים של גופי התאורה היא פי 30 עד 50 מזו של גופי תאורה קונבנציונליים. למנורות LED יש בדרך כלל הספק של 1W בלבד, הן אינן מחוממות, ויכולות להשיג עיצובים חיצוניים ואפקטים אופטיים שונים, מה שהופך אותן ליפות ואלגנטיות. המעלית נמצאת במצב המתנה, ומערכת התצוגה בקומה תמיד במצב עבודה. שימוש בטכנולוגיית שינה לכיבוי אוטומטי או הפחתת בהירות בחצי יכול גם להשיג יעדי חיסכון באנרגיה.
8. מעלית המופעלת על ידי אנרגיה סולארית
בהשוואה למעליות רגילות, למעליות המופעלות על ידי אנרגיה סולארית שני מאפיינים ברורים: ראשית, ניתן להחליף את אספקת החשמל באופן אוטומטי. השני הוא אימוץ טכנולוגיות חדשות לרשתות אופטיות משלימות. ניתן לאגור אנרגיה סולארית ואת האנרגיה החשמלית הנוצרת במהלך פעולת המעלית בסוללות ספציפיות. לאחר הגעה לפרמטרים מסוימים, רשת החשמל אינה צריכה להמשיך לספק חשמל, אלא עוברת אוטומטית למצב מופעל על ידי סוללות, תוך ניצול מלא של אנרגיה סולארית ומחזור אנרגיה חשמלית.