1. Huidige situatie van liften in China en liften in tertiaire ziekenhuizen
1. Huidige situatie van de Chinese liftindustrie
Eind 2017 bedroeg het totale aantal liften in China ongeveer 5,6 miljoen, goed voor ongeveer 70% van de wereldwijde productie. De jaarlijkse productie en het bezit van liften stonden wereldwijd op de eerste plaats, waardoor China 's werelds grootste producent en exporteur van liften is.
Vanwege historische redenen zoals technologische beperkingen en achterblijvende energiebesparende normen voor liften, hoewel de Chinese technologie voor energiebesparing op sommige vlakken internationaal toonaangevend is, hebben merken zoals Tongli, Mitsubishi, Thyssen, Xunda, Hitachi, enz. de afgelopen jaren achtereenvolgens energiezuinigere permanent magneet synchrone tandwielloze liften voor kleine machinekamers en liften zonder machinekamer gelanceerd. De penetratiegraad van energiebesparende liften in de markt is echter nog steeds erg laag. De penetratiegraad van permanent magneet synchrone tandwielloze liften die meer dan 30% elektriciteit besparen, is minder dan 10%, en de penetratiegraad van liften met ingebouwde energiefeedbackapparaten die een regeneratief energieherstelpercentage van 30% hebben, is minder dan 2%. Er is een enorme ruimte voor energiebesparing in de gehele liftindustrie in China, en er is een enorme markt voor energiebesparende liften.
Huidige situatie van liftbediening in tertiaire ziekenhuizen
Als belangrijkste en enige spoorvervoermiddel voor het verticaal vervoeren van patiënten en medisch personeel over de verschillende verdiepingen van ziekenhuizen, hebben liften in tertiaire ziekenhuizen de volgende kenmerken:
① Het aantal vervoerde liften is enorm
Volgens statistieken bedroeg het gemiddelde jaarlijkse poliklinische volume in tertiaire ziekenhuizen in China in 2017 meer dan 2 miljoen mensen. Neem bijvoorbeeld het Wuxi People's Hospital: in 2015 bedroeg het jaarlijkse poliklinische volume van het Wuxi People's Hospital 3,09 miljoen, met een daadwerkelijke opening van 2000 bedden. Meer dan 90% van de patiënten en hun begeleidend personeel moet de lift nemen om aangewezen afdelingen of afdelingen te bereiken. Daarnaast zijn er logistieke dienstverleners in het ziekenhuis, zoals artsen, verpleegkundigen, administratief personeel, schoonmaakpersoneel en beveiligingspersoneel, waardoor het daadwerkelijke transportvolume van ziekenhuisliften enorm is.
De volgende afbeelding toont het gemiddelde aantal liftstarts per dag in ziekenhuizen van verschillende niveaus, volgens de statistieken van de betreffende afdelingen. Het gemiddelde aantal liftstarts per dag in tertiaire ziekenhuizen in de regio bedraagt al meer dan 2000.
Het effect van het gebruik van energiebesparende apparatuur in ziekenhuisliften
▲ Figuur 1 Statistieken van de dagelijkse gemiddelde opstarttijden van liften in ziekenhuizen van verschillende omvang
② De lift is al een tijdje in gebruik
Vanwege de specifieke behoeften en servicegroepen van ziekenhuisliften vereisen de meeste medische liften een 24-uursbedrijf. Neem bijvoorbeeld het Wuxi People's Hospital: er zijn in totaal 38 verticale liften van het merk Guangzhou Hitachi in het Wuxi People's Hospital. Daarvan zijn 16 medische liften op de afdeling klinische zorg 24 uur per dag, 365 dagen per jaar in bedrijf, met uitzondering van de normale onderhoudstijd. De dagelijkse opstarttijd voor poliklinieken en spoedeisende hulp bedraagt ook meer dan 12 uur.
③ Liften hebben een hoog energieverbruik tijdens gebruik
Volgens statistische gegevens varieert het gemiddelde dagelijkse elektriciteitsverbruik van elke lift in een tertiair ziekenhuis van 60 kWh tot 100 kWh, met een gemiddelde van 80 kWh/dag. Bovendien kan het energieverbruik van airconditioning of ventilatoren in de machinekamer, die specifiek worden gebruikt voor de koeling van de liften in de zomer, tijdens piekuren oplopen tot een totaal dagelijks elektriciteitsverbruik van 100 kWh/dag. Neem bijvoorbeeld een tertiair ziekenhuis met 40 liften: het dagelijkse elektriciteitsverbruik van liften tijdens piekuren in de zomer kan oplopen tot 4000 kWh, wat verbazingwekkend is.
④ Hoge temperatuur in de machinekamer van de lift
Momenteel is 90% van de liften op de markt VVVF-liften (Variable Frequency Variable Speed Control). Slechts ongeveer 2% hiervan beschikt over ingebouwde energiefeedback en is een zeer efficiënte, energiebesparende lift. De overige 98% van de liften verspilt de opgewekte elektriciteit tijdens het optrekken van een lichte last, het neerlaten van een zware last en het remmen op niveau door gebruik te maken van remweerstanden en elektrische thermische conversie. Nadat een grote hoeveelheid elektriciteit is omgezet in warmte-energie, stijgt de temperatuur in de machinekamer van de lift sterk. Als er niet tijdig geforceerde koelingsmaatregelen worden genomen, zal de lift zichzelf beschermen tegen de hoge temperatuur, wat kan leiden tot noodstops, wat de normale werking van de lift en de tevredenheid van de passagiers ernstig kan beïnvloeden.
Daarom vereist de nationale afdeling voor kwaliteits- en technisch toezicht en inspectie dat alle liftmachinekamers moeten zijn uitgerust met krachtige koelapparatuur, zoals airconditioning en ventilatoren. Ook wordt expliciet bepaald dat als de temperatuur in de liftmachinekamer hoger is dan 40 ℃, de airconditioning moet worden ingeschakeld om te koelen.
5 Hoog uitvalpercentage bij liftgebruik
Hoge temperaturen zijn een van de belangrijkste oorzaken van veroudering en uitval van elektronische componenten, en tevens een van de belangrijkste oorzaken van "ingesloten ongevallen" veroorzaakt door noodstops van liften tijdens bedrijf. Volgens de Guizhou-steekproefstatistieken van big data over liften staat het uitvalpercentage van beknelde personen in ziekenhuisliften met 9,18% op de eerste plaats van alle lifttypen, wat het uitvalpercentage van 3,44% in woonliften ruimschoots overtreft. Statistieken tonen ook aan dat meer dan 95% van de "ingesloten ongevallen" in liften plaatsvindt tijdens warm zomerweer, waarbij de overgrote meerderheid van de liften wordt veroorzaakt door overmatig gebruik en ontoereikende koelmaatregelen.
2. Technologie voor het regeneratief benutten van energie in liften - Inleiding tot een terugkoppelingsapparaat voor elektrische energie
Het elektrische energiefeedbacksysteem voor liften is een gespecialiseerd energiebesparend apparaat dat wordt gebruikt voor het remmen van VVVF-liften met energieverbruik. Het wint de gelijkstroom terug die wordt omgezet uit mechanische kinetische energie en potentiële zwaartekrachtenergie tijdens het optrekken van een lichte last, het neerlaten van een zware last en het remmen op niveau. Na DC/AC-omkering, gelijkrichting en filtering wordt de energie overgedragen naar het lokale elektriciteitsnet voor gebruik door de omliggende elektrische apparatuur van de lift.
Vóór de implementatie van energiebesparende renovaties was het kenmerk van VVVF-liften met energieverbruikremmen niet dat ze veel energie verbruikten, maar dat ze een grote hoeveelheid elektriciteit opwekten, maar niet werden hergebruikt. Integendeel, de beschikbare elektrische energie werd omgezet in warmte-energie en tevergeefs verbrand. Het secundaire probleem dat hierdoor werd veroorzaakt, was een plotselinge temperatuurstijging in de machinekamer van de lift, waarvoor de installatie van gespecialiseerde koelapparatuur (aircoventilatoren) nodig was, anders zou dit de normale werking van de lift beïnvloeden. Het energieverbruik van de koelapparatuur zelf is ook een energieverbruik. In machinekamers van liften met een slechte warmteafvoer in de zomer kan het energieverbruik van de liftairco zelfs het energieverbruik van de lift zelf overschrijden, waardoor energieverspilling zeer ernstig is.
De energiebesparende transformatie wordt uitgevoerd met behulp van een terugkoppelingsapparaat voor elektrische energie van de lift, zonder de oorspronkelijke structuur van de lift te veranderen. Alleen een energieterugwinningsapparaat is fysiek parallel geschakeld. De werkspanning van het terugkoppelingsapparaat is lager dan die van de remweerstand van de lift, waardoor het terugkoppelingsapparaat voorrang heeft op de remweerstand en de elektrische energie vooraf terugkoppelt aan het net voor hergebruik. Zodra het terugkoppelingsapparaat defect raakt, zal de DC-busspanning van de lift blijven stijgen, zal de remweerstand van de lift opnieuw opstarten en zal de lift automatisch overschakelen naar de oorspronkelijke, niet-energiebesparende werkstatus, maar dit heeft geen invloed op het normale gebruik van de lift. Daarom is het terugkoppelingsapparaat voor elektrische energie van de lift veilig. De liften van de Mitsubishi GPM-M-serie en de REGEN-serie van OTIS zijn beide voorzien van een terugkoppelingsapparaat.
Het effect van het gebruik van energiebesparende apparatuur in ziekenhuisliften
▲ Figuur 2 Werkingsprincipediagram van het elektrische energiefeedbackapparaat van de lift
De energieomzettingsgraad van het energiefeedbacksysteem van de lift kan oplopen tot 97%, met een directe energiebesparing tussen 15% en 45% en een gemiddelde energiebesparing van 30%. De hoogste energiebesparing gemeten bij energiebesparende projecten in ziekenhuizen is 51%.
Na de implementatie van de lift-energiefeedback wordt alle elektrische energie, die is omgezet in mechanische energie en potentiële energie, hergebruikt. De belangrijkste warmtebron, de remweerstand in de machinekamer van de lift, werkt niet meer en genereert geen warmte meer. Hierdoor kan de temperatuur in de machinekamer van de lift aanzienlijk worden verlaagd. De airconditioning, die oorspronkelijk continu moest worden ingeschakeld om de lift te koelen, hoeft nu minder vaak aan en uit te staan, wat leidt tot een secundaire energiebesparing door te besparen op de elektriciteitsrekening van de airconditioning en de elektriciteitskosten.
Bovendien is de temperatuur in de machinekamer aanzienlijk gedaald en is de werkomgeving van de lift verbeterd doordat de remweerstand van de hoofdwarmtebron in de machinekamer van de lift is uitgevallen. De lift kan ongevallen door noodstops voorkomen dankzij zelfbescherming tegen hoge temperaturen. Verbetering van de omgevingsfactoren in de machinekamer van de lift zorgt ervoor dat de veroudering van elektronische componenten op de printplaat van de lift afneemt, het aantal storingen aanzienlijk afneemt en de onderhoudskosten van de lift dienovereenkomstig dalen. Tegelijkertijd wordt de werkelijke levensduur van de lift dienovereenkomstig verlengd.
3. Voordelenanalyse na de invoering van technologie voor regeneratief energiegebruik in liften
Op basis van het onderzoek naar succesvolle energiebesparende toepassingen van liften in ziekenhuizen van hetzelfde niveau, en in combinatie met de duidelijke energiebesparende effecten van testen van liften ter plaatse in het Wuxi People's Hospital, heeft het Wuxi People's Hospital energiebesparende renovaties uitgevoerd aan 33 VVVF-medische liften die voldoen aan de voorwaarden voor energiebesparende renovatie met behulp van technologie voor het gebruik van hernieuwbare energie en investeringswaarde hebben in twee fasen. Er werden lift-energiefeedbacksystemen geïnstalleerd en de energiebesparende effecten waren significant. De resultaten zijn als volgt:
① Energiebesparend effect
De testresultaten na energiebesparende renovatie tonen aan dat het gebruik van hernieuwbare energietechnologie voor energiebesparende renovaties een aanzienlijk energiebesparend effect heeft op liften, met een energiebesparingspercentage van 34,33% in de steekproeftest en een gemiddeld energiebesparingspercentage van 30%; Tegelijkertijd daalde de temperatuur in de machinekamer van de lift aanzienlijk en daalde de temperatuur van de remweerstand van 191,6 °C naar 27,0 °C. Het uitvalpercentage van de liftwerking vertoonde ook een duidelijk dalende trend en het algehele project bereikte het doel van een hoge efficiëntie en energiebesparing, terwijl een soepele en veilige werking van de lift werd gegarandeerd.
Tabel 1: Registraties ter plaatse van de effecttesten van de energiebesparing voor het project
Het effect van het gebruik van energiebesparende apparatuur in ziekenhuisliften
② Beleggingsinkomsten
Met dit energiebesparende project kunnen alle energiebesparende investeringen in ongeveer twee jaar worden terugverdiend. De beoogde levensduur van de apparatuur is 15 jaar en de resterende 13 jaar aan energiebesparing vormen de netto-inkomsten van het ziekenhuis.
③ Milieuvoordelen
Na de implementatie van dit energiebesparende project kan het land ongeveer 1980 ton ruwe steenkool besparen, de CO2-uitstoot met ongeveer 5,1876 miljoen kilogram verminderen, de zwaveldioxide-uitstoot met ongeveer 16830 kilogram verminderen en de stikstofoxide-uitstoot met ongeveer 14652 kilogram verminderen.
Tabel 2 Berekening van de milieuvoordelen van het project
Het effect van het gebruik van energiebesparende apparatuur in ziekenhuisliften
4. Conclusie
Als belangrijk hulpmiddel voor spoorvervoer in ziekenhuizen hangt de veilige en soepele werking van medische liften samen met de efficiëntie en het imago van de ziekenhuisactiviteiten, en met de snelheid waarmee levens worden gered. Het is daarom van groot belang dat medische liften veilig en soepel functioneren in een goede werkomgeving.
Vanwege historische redenen zoals energiebesparingseisen, industrienormen en technische beperkingen is het aandeel openbare instellingen, zoals tertiaire ziekenhuizen, dat liften gebruikt met energiebesparende technologieën zoals energieregeneratietechnologie en synchrone tandwielloze technologie met permanente magneten relatief laag. De meeste tertiaire ziekenhuisliften kenmerken zich door een hoge werkomgevingstemperatuur, een hoog energieverbruik tijdens de werking van de lift en een hoog uitvalpercentage tijdens de werking van de lift.
Op basis van de ervaring van het Wuxi People's Hospital met het implementeren van energiebesparende liftrenovaties met behulp van hernieuwbare energietechnologie gedurende een bepaalde periode, wordt aanbevolen dat collega's zoveel mogelijk kiezen voor hoogrenderende liften met hernieuwbare energietechnologie en permanente magneetsynchrone tandwielloze technologie tijdens de bouw, uitbreiding en renovatie van het ziekenhuis. Voor bestaande gebouwen in ziekenhuizen wordt aanbevolen dat ziekenhuizen energiebesparende servicebedrijven kiezen met renovatie-ervaring en -kwalificaties, en liften wetenschappelijk renoveren door elektrische energiefeedbackapparaten te installeren met het oog op veiligheid. Dit om het energieverbruik van de lift te besparen, de operationele kosten van het ziekenhuis te verlagen en een groen ziekenhuis te creëren.