Dodávatelia energeticky úsporných zariadení pre výťahy pripomínajú, že s rozvojom ekonomiky rastie dopyt po energii a nedostatok energie sa stal jedným z hlavných faktorov obmedzujúcich rozvoj rôznych oblastí. Výťahy ako dôležité a efektívne dopravné zariadenie vo výškových budovách sa postupne stali druhou najväčšou spotrebou energie vo výškových budovách, hneď po klimatizácii a vyššou ako osvetlenie, zásobovanie vodou a iné spotreby elektriny. Spotreba energie na prevádzku výťahu predstavuje 20 % až 50 % prevádzkovej spotreby energie budovy a problém spotreby energie nemožno podceňovať.
Spotreba energie pri prevádzke výťahu sa skladá najmä z dvoch častí: jednou je spotreba energie trakčného stroja ťahajúceho kabínu výťahu a náklad; druhou časťou je spotreba energie samotného výťahového systému, najmä spotreba energie systému dverového stroja, riadiaceho systému výťahu, elektrického riadiaceho obvodu, osvetlenia výťahu a vetracieho systému, a spotreba energie mechanického prevodového systému, kabíny a vodiacej koľajnice z hľadiska účinnosti. Výskum ukázal, že elektrická energia spotrebovaná trakčným strojom ťahajúcim náklad predstavuje viac ako 70 % celkovej spotreby elektriny. Používanie vhodných energeticky úsporných technológií na úsporné zaobchádzanie s výťahmi je nevyhnutným trendom vo vývoji výťahového priemyslu.
Proces vývoja a stav výskumu technológie úspory energie vo výťahoch
Používanie výťahov výrazne zvýšilo dopyt ľudí po energii, takže od ich vynálezu až po ich rozsiahle používanie dnes pretrvávajú požiadavky na energeticky úsporné technológie, ktoré sa odrážajú najmä v troch aspektoch:
(1) Úspora energie v technológii pohonu trakčného stroja výťahu
Existuje päť typov technológií pohonu trakčných strojov výťahov, vrátane asynchrónneho striedavého motora s prevodovkou, asynchrónneho striedavého motora bez prevodovky, asynchrónneho motora s permanentnými magnetmi s prevodovkou, synchrónneho motora s permanentnými magnetmi s prevodovkou a synchrónneho motora s permanentnými magnetmi bez prevodovky. Trakčný stroj s permanentnými magnetmi je v súčasnosti ideálnou a pokročilou metódou prenosu, medzi jej výhody patrí synchrónny motor s permanentnými magnetmi, nie je potrebné pridávať mazací olej do prevodovky, vysoký účinník a prevádzková účinnosť. Vďaka absencii strát počas procesu prenosu prevodové motory ušetria približne 30 % energie v porovnaní s asynchrónnymi striedavými motormi. Jeho vynikajúcou vlastnosťou je, že je to jediný motor s permanentnými magnetmi, ktorý dokáže zabrániť nehodám spôsobujúcim zranenie cestujúcich v dôsledku straty kontroly nad výťahom a jeho skĺznutia počas prevádzky, a získal pochvalu od priemyslu aj od používateľov.
(2) Systém riadenia výťahu na úsporu energie
Proces vývoja technológie riadenia pohonu výťahu sa začal od regulácie rýchlosti zmenou pólov asynchrónneho motora striedavého prúdu k regulácii rýchlosti striedavého napätia; prešlo sa na reguláciu rýchlosti s premenlivým napätím a premenlivou frekvenciou. Všeobecne uznávanou najlepšou metódou riadenia je použitie kombinácie regulácie rýchlosti s premenlivou frekvenciou a premenlivým napätím na riadenie synchrónneho trakčného stroja s permanentnými magnetmi. Zmenou vstupnej frekvencie a napätia motora výťahu je možné dosiahnuť proces regulácie rýchlosti výťahu. Pomer frekvencie a napätia je riadený frekvenčným meničom, aby sa udržal pevný pomer, ktorý umožňuje plynulé nastavenie rýchlosti. V porovnaní s predchádzajúcimi dvoma systémami riadenia rýchlosti má VVVF výhody vysokej účinnosti, plynulej regulácie rýchlosti a úspory energie viac ako 30 %. Okrem toho sa vyznačuje dobrým výkonom, malými rozmermi, vysokou účinnosťou a pohodlnou jazdou, čo z neho robí ideálne a obľúbené zariadenie na reguláciu rýchlosti.
(3) Úspora energie systémom spätnej väzby energie
Súčasná metóda úspory energie pre výťahy spočíva vo spätnom odovzdávaní elektrickej energie generovanej trakčným strojom počas výroby energie do elektrickej siete. Súčasná metóda nakladania s elektrickou energiou generovanou trakčnými strojmi počas výroby energie spočíva v pripojení rezistorov spotrebúvajúcich energiu a premene tejto elektrickej energie na tepelnú energiu, aby sa predišlo poruchám spôsobeným prepätím vo výťahoch. Táto metóda nielenže spôsobuje plytvanie energiou, ale má aj nepriaznivé účinky na okolité prostredie, zvyšuje zaťaženie chladiaceho systému strojovne a má nepriaznivé účinky na celý výťahový systém.
Funkciou systému spätnej väzby energie je premieňať elektrickú energiu na jednosmernej zbernici na striedavý prúd rovnakej fázy a frekvencie ako sieť prostredníctvom meniča a dodávať ho späť do siete vo vysokom napätí sieťového napätia.
V súčasnosti sa 25 % až 35 % celkovej spotreby elektriny výťahov spotrebuje na brzdové odpory. Na základe účinnosti inverzie energie približne 85 % sa odhaduje, že účinnosť úspory energie zariadení spätnej väzby energie výťahu sa pohybuje v rozmedzí 21 % až 30 %. Tento interval sa výrazne zvyšuje so zvyšujúcou sa výškou podlažia a rýchlosťou výťahu. Systém spätnej väzby energie výťahu pripojený k sieti dosiahol funkciu „vytvárania“ energie z tradičných úspor energie, čím sa otvorila história úspor energie výťahov.
Princíp úspory energie zariadenia na spätnú väzbu energie výťahu
Možnosťou úspory energie pre výťahy je regulácia rýchlosti s premenlivou frekvenciou. Po rozbehu bude výťah vykazovať najvyššiu mechanickú energiu počas rýchlej prevádzky. Po dosiahnutí cieľového poschodia sa výťah spomalí a postupne zastaví. V následnom procese môže výťah uvoľniť existujúcu mechanickú energiu a záťaž. Základným mechanizmom spätnej väzby s frekvenčnou konverziou je, že frekvenčný menič dokáže uložiť existujúcu elektrickú energiu na strane jednosmerného prúdu a potom ju priviesť späť do striedavej elektrickej siete. V tomto stave brzdový odpor už nespotrebuje viac elektrickej energie. Zariadenie spätnej väzby s premenlivou frekvenciou dokáže eliminovať jemnú spotrebu energie a úplne ju vrátiť do elektrickej siete. Z toho vyplýva, že spätná väzba s frekvenčnou konverziou spĺňa ukazovatele úspory energie a zlepšuje celkovú prevádzku výťahu.