엘리베이터 에너지 피드백 공급업체는 고층 빌딩에서 수직 엘리베이터 사용이 점점 더 보편화되고 있음을 알려드립니다. 엘리베이터에서 효과적인 에너지 절감 효과를 달성하기 위해서는 아직 갈 길이 멉니다. 일상적인 관리 노력(예: 비혼잡 시간대 엘리베이터 자동 센서 설치) 외에도 가장 중요한 것은 생산 기업의 기술 연구 및 제조 공정입니다. 통계 자료에 따르면, 엘리베이터 구동 호스트가 하중을 끌어당기는 전력 소비가 엘리베이터 전체 전력 소비의 70% 이상을 차지합니다. 따라서 에너지 절감형 엘리베이터의 실질적인 운영은 구동 및 견인 시스템, 엘리베이터 속도 조절 방식, 그리고 제어 방식의 개선 및 업그레이드에 중점을 두고 있습니다.
1. 에너지 피드백 기술
에너지 피드백 기술은 인버터를 사용하여 주파수 변환기의 DC 측을 AC 전력으로 변환하고 모터가 발전 상태에 있을 때 전력망에 다시 공급하는 프로세스입니다. 엘리베이터의 작동 특성을 보면 작동 상태의 절반이 발전 상태임을 알 수 있습니다. 이론적으로 에너지 피드백 기술의 에너지 절감 효과는 매우 우수해야 합니다. 불완전한 통계에 따르면 현재 엘리베이터의 92% 이상이 이 에너지를 회생 저항 가열의 형태로만 낭비하고 있습니다. 2011년 초 전국적으로 사용 중인 약 130만 대의 엘리베이터 통계를 바탕으로, 각 엘리베이터의 평균 전력을 15kW, 회생 저항의 평균 전력을 5kW로 가정하면, 이는 중국에서 약 700만 kW의 전기로를 사용하지 않고 가열하는 것과 같습니다. 얼마나 낭비입니까! 에너지 피드백 기술은 엘리베이터의 입력 전원을 제어 대상으로 취급하는데, 이는 많은 장점을 가지고 있습니다. 현재 이 기술은 여러 엘리베이터 제조업체에서 널리 사용되고 있으며, 전력 피드백 시스템이 개발되어 첨단 다중 정류 기술로 처리된 전력을 건물 전력망으로 피드백하여 건물 내 다른 전기 설비에서 사용할 수 있도록 합니다. PFE 시리즈 엘리베이터 피드백 에너지 절약 장치는 엘리베이터 전용 피드백 제동 장치입니다. 엘리베이터 인버터 커패시터에 저장된 회생된 전기 에너지를 교류 전력으로 효과적으로 변환하여 전력망으로 다시 보내 엘리베이터를 다른 설비에 전력을 공급하는 친환경 "발전소"로 전환하여 전력을 절약하는 효과가 있습니다. 또한, 에너지 소비용 저항기를 교체함으로써 기계실 주변 온도를 낮추고 엘리베이터 제어 시스템의 작동 온도를 개선하여 엘리베이터의 수명을 연장합니다. 기계실에서는 에어컨과 같은 냉각 장비를 사용할 필요가 없어 간접적으로 전력을 절약합니다.
2. VVVF(가변전압가변주파수속도제어) 기술
VVVF 기술은 현대식 AC 속도 조절 엘리베이터 구동 제어 시스템에 널리 사용되고 있습니다. 엘리베이터 구동 시스템에 고도화된 VVVF 기술을 적용하는 것은 오늘날 엘리베이터 구동 제어 성능을 개선하고 엘리베이터 작동 품질을 향상시키는 주요 방법으로 자리 잡았습니다. VVVF 기술은 다양한 유형의 AC 이중 속도 모터 속도 제어 드라이브를 제거하고 DC 기어리스 드라이브를 대체하여 엘리베이터의 작동 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 에너지를 효과적으로 절감하고 손실을 줄입니다. 다음은 엘리베이터 작동 단계에 따른 VVVF 엘리베이터의 에너지 절감 성능을 분석한 것입니다. 엘리베이터 작동은 시동, 정속 운전, 제동의 세 단계로 단순화할 수 있습니다.
(1) 기동 단계: VVVF는 저주파 조건에서 기동하므로 무효 전류가 낮아지고 전체 기동 전류와 에너지 소비가 크게 줄어듭니다.
(2) 정속 구간: ACVV(전압 및 속도 조절) 엘리베이터가 정속 운행 중 소비하는 에너지는 VVVF 제어 엘리베이터가 만재 및 반재하 상승 조건에서 소비하는 에너지와 유사합니다. 경부하 상승(또는 중부하 하강) 시에는 역방향 인장 효과로 인해 ACVV 엘리베이터는 제동 토크를 생성하기 위해 전력망에서 에너지를 공급받아야 하지만, VVVF 엘리베이터는 회생 제동 상태로 작동하므로 전력망에서 에너지를 공급받을 필요가 없습니다.
(3) 제동 구간: ACVV 엘리베이터는 일반적으로 제동 구간에서 에너지 소비 제동 방식을 사용하는데, 이는 전력망에서 에너지 소비 제동 전류를 얻고, 이 전류는 열 에너지로 변환되어 모터의 회전자에서 소모됩니다. 관성 휠이 큰 모터의 경우 에너지 소비 제동 전류가 60~80A에 달할 수 있으며, 모터의 발열도 비교적 심합니다. VVVF 엘리베이터는 제동 단계에서 전력망에서 에너지를 공급받을 필요가 없으며, 전기 모터는 회생 제동 상태로 작동합니다. 엘리베이터 시스템의 운동 에너지는 전기 에너지로 변환되어 모터의 외부 저항에 의해 소모되므로 에너지를 절약할 뿐만 아니라 제동 전류로 인한 모터 발열 현상을 방지합니다.
실제 운전 계산에 따르면, VVVF 제어 방식의 엘리베이터는 ACVV 속도 조절 방식 엘리베이터에 비해 30% 이상의 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한, VVVF 시스템은 전기 시스템의 역률을 개선하고 엘리베이터 라인 장비 및 전기 모터의 용량을 30% 이상 절감할 수 있습니다. 이를 통해 VVVF 가변 주파수 속도 조절 방식의 엘리베이터는 탁월한 에너지 절감 특성을 가지고 있으며, 이는 엘리베이터 속도 조절의 발전 방향을 보여주는 동시에 상당한 경제적, 사회적 이점을 제공한다는 것을 알 수 있습니다.
3. DC 버스 엘리베이터 제어 시스템의 원리 및 응용
엘리베이터가 자주 사용되는 곳에서는 엘리베이터 한 대만으로는 부족하여 두 대 이상의 엘리베이터를 동시에 사용하는 경우가 많습니다. 따라서 한두 대의 엘리베이터에서 발전 중 발생하는 잉여 에너지를 각 엘리베이터가 공유하는 버스바에 피드백하여 에너지 절감 목표를 달성하는 방안을 고려할 수 있습니다. 공통 DC 버스 엘리베이터 제어 시스템은 일반적으로 회로 차단기, 접촉기, 인버터, 모터, 퓨즈로 구성됩니다. 이 시스템의 특징은 시스템의 DC 측에 있는 모든 엘리베이터를 공통 버스바에 연결하는 것입니다. 이렇게 하면 각 엘리베이터는 운행 중 자체 인버터를 통해 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 버스에 피드백할 수 있습니다. 버스바에 있는 다른 엘리베이터는 이 에너지를 최대한 활용하여 시스템의 총 에너지 소비를 줄이고 에너지 절약 목표를 달성할 수 있습니다. 엘리베이터 중 하나에 고장이 발생하면 해당 엘리베이터의 에어 스위치만 끄면 됩니다. 이 방식은 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 안전성과 신뢰성이 높다는 장점이 있습니다.
4. 새로운 견인 매체의 적용
엘리베이터의 기존 견인 매체는 강철 와이어 로프로, 강철 와이어 로프의 무게와 마찰로 인해 많은 에너지를 소모합니다. 엘리베이터 산업에서 기존 강철 와이어 로프 대신 폴리우레탄 복합 강철 스트립을 적용함으로써 기존 엘리베이터의 설계 개념을 완전히 뒤집어 에너지 절약과 효율성을 실현할 수 있습니다. 두께가 3mm에 불과한 폴리우레탄 강철 스트립은 기존 강철 와이어 로프보다 유연성과 내구성이 뛰어나며 수명이 기존 강철 와이어 로프의 3배에 달합니다. 폴리우레탄 강철 스트립의 높은 인성과 높은 항력으로 인해 메인 엔진의 설계가 소형화되는 경향이 있습니다. 메인 엔진의 견인 휠 직경은 100~150mm로 줄일 수 있습니다. 영구 자석 기어리스 기술과 결합하면 기존 메인 엔진에 비해 견인기의 부피를 70%까지 줄일 수 있어 기계실이 필요 없는 설계를 쉽게 구현할 수 있으며, 건물 공간을 크게 절약하고 건설 비용을 절감할 수 있습니다. 현재 오티스 GEN2 엘리베이터와 쉰다 3300AP 엘리베이터 모두 이 기술을 채택하여 기존 엘리베이터 대비 최대 50%의 에너지 절감 효과를 입증했습니다. 또한, 쉰다 엘리베이터의 고강도 코어리스 합성 섬유 견인 로프는 현재 작동 검증 단계에 있으며, 가까운 시일 내에 중국 시장에 출시될 것으로 예상됩니다.
5. 가변 속도 기술
가변 속도 엘리베이터 기술은 최근 몇 년 동안 등장한 또 다른 새로운 에너지 절약 및 환경 친화적 기술입니다. 가변 속도 엘리베이터 기술의 연구 개발은 기존 엘리베이터 제품의 에너지 절약 잠재력을 기반으로 합니다. 기존 엘리베이터의 작동 중 정격 속도는 권상기가 최대 부하에 있을 때, 즉 권상기의 출력 전력이 최대일 때, 즉 만하중 및 공하중 조건에서만 설정됩니다. 그러나 승객의 약 절반만 탑승한 경우, 박스가 균형추와 균형을 이루고 있기 때문에 권상기의 부하는 실제로 작고 여전히 잉여 출력 전력이 있습니다. 즉, 권상기 전력의 일부만 사용됩니다. 가변속 엘리베이터 기술은 부하가 낮을 때 남은 전력을 활용하여 동일한 전력 조건에서 엘리베이터 속도를 높이는 기술입니다. 이 신기술을 적용하면 엘리베이터의 최대 속도를 정격 속도의 1.6배까지 높일 수 있습니다. 시뮬레이션 결과, 승객 대기 시간이 약 12% 단축되었습니다. 이는 승객이 가장 불만스러워하는 엘리베이터 대기 시간과 승차 시간을 단축할 뿐만 아니라 이동 효율성과 편의성도 향상시킵니다. 이동 효율성 향상으로 엘리베이터 대기 시간이 연장되고, 엘리베이터 조명을 끌 수 있어 상당한 에너지 절감 효과가 있습니다. 또한, 가변속 엘리베이터 기술은 권상기의 기종을 늘리지 않고도 엘리베이터 속도를 한 단계 높일 수 있어 비용 및 에너지 절감에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
6. 객관적인 레이어 선택 시스템
Xunda M10 제어 시스템은 중국 최초로 목적지 층 선택 기술을 적용했습니다. 끊임없는 개선과 연구 개발 혁신을 통해 이 시스템의 사용 개념은 중국인들에게 받아들여졌으며, 업계 추종자들의 지속적인 혁신을 이끌었습니다. 차세대 시스템인 Schindler ID 시스템은 중국의 여러 고급 빌딩(난징 즈펑 빌딩, 페트로차이나 빌딩)에 적용되었습니다. 간단히 말해, 기존 엘리베이터는 탑승 후 원하는 층을 선택하고, 원하는 층을 엘리베이터에 알려줍니다. 피크 시간대에는 엘리베이터가 한 겹씩 멈춰 비효율적이었습니다. 하지만 목적지 층 선택 시스템을 적용하면 같은 층으로 가는 승객들을 엘리베이터 탑승 전에 미리 정리할 수 있어 효율성을 높일 수 있습니다. 관련 소프트웨어 데이터베이스, 블루투스 기술, 그리고 커뮤니티 관리 시스템을 결합하여 스마트 카드 호출 및 엘리베이터 배정 기능을 통해 엘리베이터를 스마트 빌딩에 완벽하게 통합합니다. 건물에 입장하는 직원의 활동 영역이 미리 설정되어 건물 및 커뮤니티의 관리 효율성과 안전 수준을 향상시킵니다.
7. 엘리베이터 카 조명 시스템 및 바닥 디스플레이 시스템 업데이트
관련 정보에 따르면, 엘리베이터 카에 일반적으로 사용되는 백열등, 형광등 등 조명 설비를 LED 발광 다이오드로 교체하면 조명 사용량을 약 90% 절약할 수 있으며, 조명의 수명은 기존 조명 설비의 30~50배에 달합니다. LED 램프는 일반적으로 1W의 전력으로 발열이 없으며, 다양한 외관 디자인과 광학 효과를 구현하여 아름답고 우아한 분위기를 연출할 수 있습니다. 엘리베이터는 대기 모드에 있으며, 층별 디스플레이 시스템은 항상 작동 모드에 있습니다. 수면 기술을 사용하여 자동으로 전원을 끄거나 밝기를 절반으로 줄여 에너지 절약 목표를 달성할 수도 있습니다.
8. 태양열 엘리베이터
일반 엘리베이터와 비교했을 때, 태양열 엘리베이터는 두 가지 뚜렷한 특징을 가지고 있습니다. 첫째, 전원 공급을 자동으로 전환할 수 있다는 것입니다. 둘째, 보완적인 광 네트워크 구축을 위한 신기술을 도입했다는 것입니다. 태양열과 엘리베이터 작동 중 생성된 전기 에너지를 특정 배터리에 저장할 수 있습니다. 특정 조건에 도달하면 전력망은 더 이상 전력 공급을 지속할 필요가 없으며, 자동으로 배터리 전원으로 전환되어 태양열을 최대한 활용하고 전기 에너지를 재활용합니다.