ผลกระทบจากการใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในลิฟต์โรงพยาบาล

1、สถานการณ์ปัจจุบันของลิฟต์ในประเทศจีนและลิฟต์ในโรงพยาบาลตติยภูมิ

1. สถานการณ์ปัจจุบันของอุตสาหกรรมลิฟต์ของจีน

ณ สิ้นปี 2560 จำนวนลิฟต์ทั้งหมดในประเทศจีนอยู่ที่ประมาณ 5.6 ล้านตัว คิดเป็นประมาณ 70% ของปริมาณการผลิตลิฟต์ทั่วโลก การผลิตและการเป็นเจ้าของลิฟต์ต่อปีอยู่ในอันดับต้นๆ ของโลก ทำให้จีนเป็นผู้ผลิตและส่งออกลิฟต์รายใหญ่ที่สุดของโลก

อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ เช่น ข้อจำกัดทางเทคโนโลยีและมาตรฐานการประหยัดพลังงานของลิฟต์ที่ล่าช้า แม้ว่าเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานของลิฟต์ของจีนจะก้าวขึ้นสู่ระดับแนวหน้าในระดับนานาชาติในบางด้าน แต่แบรนด์ต่างๆ เช่น Tongli, Mitsubishi, Thyssen, Xunda, Hitachi ฯลฯ ต่างก็ได้เปิดตัวลิฟต์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรไร้เกียร์สำหรับห้องเครื่องขนาดเล็กและลิฟต์ที่ไม่ใช่ห้องเครื่องที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม อัตราการเข้าถึงตลาดของลิฟต์ประหยัดพลังงานยังคงต่ำมาก อัตราการเข้าถึงตลาดของลิฟต์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรไร้เกียร์ที่ประหยัดไฟฟ้าได้มากกว่า 30% ต่ำกว่า 10% และอัตราการเข้าถึงตลาดของลิฟต์ที่มีอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานในตัวที่มีอัตราการกู้คืนพลังงาน 30% ต่ำกว่า 2% ปัจจุบันอุตสาหกรรมลิฟต์ในประเทศจีนมีพื้นที่การประหยัดพลังงานมหาศาล และมีพื้นที่ตลาดสำหรับลิฟต์ประหยัดพลังงานอีกมาก

สถานการณ์ปัจจุบันการใช้งานลิฟต์ในโรงพยาบาลตติยภูมิ

ลิฟต์ในโรงพยาบาลตติยภูมิเป็นเครื่องมือขนส่งทางรางหลักและเพียงเครื่องมือเดียวสำหรับการขนส่งผู้ป่วยและบุคลากรทางการแพทย์ในแนวตั้งบนชั้นต่างๆ ของโรงพยาบาล โดยลิฟต์จะมีลักษณะดังต่อไปนี้:

① จำนวนลิฟต์ที่ขนส่งมีจำนวนมาก

จากสถิติ ณ ปี พ.ศ. 2560 จำนวนผู้ป่วยนอกเฉลี่ยต่อปีของโรงพยาบาลระดับตติยภูมิในประเทศจีนมีมากกว่า 2 ล้านคน ยกตัวอย่างเช่น โรงพยาบาลประชาชนอู๋ซี ในปี พ.ศ. 2558 จำนวนผู้ป่วยนอกเฉลี่ยต่อปีของโรงพยาบาลประชาชนอู๋ซีสูงถึง 3.09 ล้านคน โดยมีเตียงรองรับผู้ป่วยจริง 2,000 เตียง ในจำนวนนี้ ผู้ป่วยและบุคลากรที่เกี่ยวข้องกว่า 90% จำเป็นต้องใช้ลิฟต์เพื่อไปยังแผนกหรือชั้นของหอผู้ป่วย นอกจากนี้ โรงพยาบาลยังมีบุคลากรด้านโลจิสติกส์ เช่น แพทย์ พยาบาล เจ้าหน้าที่บริหารงานทั่วไป เจ้าหน้าที่ทำความสะอาดและรักษาความปลอดภัย ทำให้ปริมาณการขนส่งลิฟต์ของโรงพยาบาลมีจำนวนมาก

ภาพต่อไปนี้แสดงจำนวนเฉลี่ยของการเริ่มใช้งานลิฟต์ในโรงพยาบาลระดับต่างๆ ต่อวันตามสถิติของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง โดยในจำนวนนี้ จำนวนเฉลี่ยของการเริ่มใช้งานลิฟต์ในโรงพยาบาลระดับตติยภูมิในภูมิภาคนี้สูงกว่า 2,000 ครั้งต่อวันแล้ว

ผลกระทบจากการใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในลิฟต์โรงพยาบาล

▲ รูปที่ 1 สถิติเวลาเฉลี่ยในการเปิดลิฟต์ต่อวันในโรงพยาบาลขนาดต่างๆ

② ลิฟต์มีการใช้งานมาเป็นเวลานาน

เนื่องจากความต้องการเฉพาะและกลุ่มบริการของลิฟต์โรงพยาบาล ลิฟต์ทางการแพทย์ส่วนใหญ่จึงจำเป็นต้องทำงานตลอด 24 ชั่วโมง ยกตัวอย่างเช่น โรงพยาบาลประชาชนอู๋ซี มีลิฟต์แนวตั้งยี่ห้อ Guangzhou Hitachi รวม 38 ตัวในโรงพยาบาลประชาชนอู๋ซี ในจำนวนนี้ ลิฟต์ทางการแพทย์ในแผนกผู้ป่วยใน 16 ตัวมีการใช้งานหนาแน่นตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี ยกเว้นช่วงเวลาบำรุงรักษาตามปกติ นอกจากนี้ เวลาในการเริ่มต้นใช้งานของแผนกผู้ป่วยนอกและแผนกฉุกเฉินยังมากกว่า 12 ชั่วโมงต่อวันอีกด้วย

③ ลิฟต์มีการใช้พลังงานสูงในระหว่างการใช้งาน

จากข้อมูลทางสถิติ พบว่าลิฟต์แต่ละตัวในโรงพยาบาลระดับตติยภูมิมีอัตราการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวันอยู่ระหว่าง 60 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ถึง 100 กิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 80 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน นอกจากนี้ การใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศหรือพัดลมในห้องเครื่องที่ใช้สำหรับทำความเย็นลิฟต์โดยเฉพาะในฤดูร้อน ยังสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 100 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวันในช่วงเวลาเร่งด่วน ยกตัวอย่างเช่น โรงพยาบาลระดับตติยภูมิที่มีลิฟต์ 40 ตัว การใช้พลังงานไฟฟ้าของลิฟต์ในช่วงเวลาเร่งด่วนในฤดูร้อนอาจสูงถึง 4,000 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งถือเป็นตัวเลขที่น่าทึ่ง

④ อุณหภูมิสูงในห้องเครื่องลิฟต์

ปัจจุบัน ลิฟต์ 90% ในท้องตลาดเป็นลิฟต์แบบ VVVF (Variable Frequency Variable Speed ​​Control) ซึ่งมีเพียงประมาณ 2% เท่านั้นที่มีอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานในตัวและเป็นลิฟต์ประหยัดพลังงานประสิทธิภาพสูง ลิฟต์ที่เหลืออีก 98% สูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ระหว่างการโหลดเบาขึ้น โหลดหนักลง และเบรกระดับ ผ่านการใช้ตัวต้านทานเบรกและการแปลงความร้อนด้วยไฟฟ้า หลังจากพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน อุณหภูมิในห้องเครื่องของลิฟต์จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว หากไม่ดำเนินการระบายความร้อนแบบบังคับอย่างทันท่วงที ลิฟต์จะสูญเสียพลังงานเนื่องจากอุณหภูมิสูง ส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุหยุดทำงานฉุกเฉิน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงานปกติของลิฟต์และความพึงพอใจของผู้โดยสาร

ดังนั้น แผนกกำกับดูแลและตรวจสอบคุณภาพและเทคนิคแห่งชาติจึงกำหนดให้ห้องเครื่องลิฟต์ทุกห้องต้องติดตั้งอุปกรณ์ทำความเย็นกำลังสูง เช่น เครื่องปรับอากาศและพัดลม และกำหนดอย่างชัดเจนว่าหากอุณหภูมิในห้องเครื่องลิฟต์เกิน 40℃ จะต้องเปิดเครื่องปรับอากาศเพื่อทำความเย็น

⑤ อัตราความล้มเหลวในการใช้งานลิฟต์สูง

อุณหภูมิสูงเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของความเสื่อมสภาพและความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และยังเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของ "อุบัติเหตุติดค้าง" ซึ่งเกิดจากการปิดลิฟต์ฉุกเฉินระหว่างการใช้งาน จากสถิติตัวอย่างลิฟต์ขนาดใหญ่ของกุ้ยโจว พบว่าอัตราความล้มเหลวของลิฟต์โรงพยาบาลสูงเป็นอันดับหนึ่งในบรรดาลิฟต์ทุกประเภทที่ 9.18% ซึ่งสูงกว่าอัตราความล้มเหลวของลิฟต์ที่พักอาศัยที่ 3.44% อย่างมาก สถิติยังแสดงให้เห็นว่า "อุบัติเหตุติดค้าง" ในลิฟต์มากกว่า 95% เกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อน โดยลิฟต์ส่วนใหญ่เกิดจากการใช้งานมากเกินไปและมาตรการระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอ

2、เทคโนโลยีการใช้พลังงานทดแทนลิฟต์ - บทนำสู่อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้า

อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าลิฟต์เป็นอุปกรณ์ประหยัดพลังงานเฉพาะทางที่ใช้สำหรับการเบรกลิฟต์ VVVF ใช้พลังงาน อุปกรณ์นี้จะกู้คืนพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่แปลงมาจากพลังงานจลน์เชิงกลและพลังงานศักย์โน้มถ่วงในระหว่างการยกลิฟต์ขึ้น ยกลิฟต์ลง และเบรกลิฟต์ในระดับ หลังจากการกลับขั้วของกระแสไฟฟ้าตรง/กระแสสลับ การแก้ไข และการกรอง จะถูกส่งต่อไปยังโครงข่ายไฟฟ้าท้องถิ่นเพื่อใช้งานโดยอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยรอบของลิฟต์

ก่อนการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงาน ลิฟต์ VVVF ที่ใช้เบรกแบบประหยัดพลังงานไม่ได้ใช้พลังงานมาก แต่ผลิตไฟฟ้าจำนวนมากแต่ไม่ได้นำกลับมาใช้ใหม่ ในทางกลับกัน พลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและถูกเผาไหม้ไปอย่างไร้ประโยชน์ ปัญหารองที่เกิดจากปัญหานี้คืออุณหภูมิในห้องเครื่องลิฟต์สูงขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ทำความเย็นเฉพาะทาง (พัดลมเครื่องปรับอากาศ) มิฉะนั้นจะส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของลิฟต์ การใช้พลังงานของอุปกรณ์ทำความเย็นก็ถือเป็นการใช้พลังงานเช่นกัน ในห้องเครื่องลิฟต์ที่ระบายความร้อนไม่ดีในฤดูร้อน การใช้พลังงานจากเครื่องปรับอากาศของลิฟต์อาจสูงกว่าการใช้พลังงานของลิฟต์เองเสียอีก ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างร้ายแรง

การเปลี่ยนแปลงเพื่อการประหยัดพลังงานทำได้โดยใช้อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าของลิฟต์ โดยไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างเดิมของลิฟต์ มีเพียงอุปกรณ์กู้คืนพลังงานเท่านั้นที่เชื่อมต่อแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าใช้งานของอุปกรณ์ป้อนกลับต่ำกว่าตัวต้านทานเบรกของลิฟต์ ดังนั้นอุปกรณ์ป้อนกลับจึงมีความสำคัญเหนือกว่าตัวต้านทานเบรกและป้อนพลังงานไฟฟ้ากลับเข้าสู่กริดเพื่อรีไซเคิลล่วงหน้า เมื่ออุปกรณ์ป้อนกลับทำงานผิดปกติ แรงดันไฟฟ้าบัส DC ของลิฟต์จะยังคงเพิ่มขึ้น ตัวต้านทานเบรกของลิฟต์จะเริ่มทำงานอีกครั้ง และลิฟต์จะกลับสู่สถานะการทำงานที่ไม่ประหยัดพลังงานโดยอัตโนมัติ แต่จะไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้งานลิฟต์ตามปกติ ดังนั้น อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าของลิฟต์จึงมีความปลอดภัย ลิฟต์ซีรีส์ GPM-M ของมิตซูบิชิและซีรีส์ REGEN ของโอทิสต่างก็มาพร้อมกับอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงาน

ผลกระทบจากการใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในลิฟต์โรงพยาบาล

▲ รูปที่ 2 แผนภาพหลักการทำงานของอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าของลิฟต์

อัตราการแปลงพลังงานของอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานลิฟต์สามารถสูงถึง 97% โดยมีอัตราการประหยัดพลังงานโดยตรงอยู่ระหว่าง 15% ถึง 45% และอัตราการประหยัดพลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ 30% อัตราการประหยัดพลังงานสูงสุดที่วัดได้ในโครงการประหยัดพลังงานของโรงพยาบาลอยู่ที่ 51%

หลังจากนำอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานลิฟต์มาใช้ พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่แปลงจากพลังงานกลและพลังงานศักย์จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ตัวต้านทานเบรกหลักในห้องเครื่องลิฟต์จะหยุดทำงานและไม่ก่อให้เกิดความร้อนอีกต่อไป ดังนั้น อุณหภูมิในห้องเครื่องลิฟต์จึงลดลงอย่างมาก เครื่องปรับอากาศที่เดิมต้องเปิดตลอดเวลาเพื่อทำความเย็นลิฟต์สามารถเปิดหรือปิดได้น้อยลง ทำให้ประหยัดพลังงานไฟฟ้าและค่าไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศ

นอกจากนี้ เนื่องจากตัวต้านทานเบรกหลักในห้องเครื่องลิฟต์หยุดทำงาน อุณหภูมิในห้องเครื่องจึงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และสภาพแวดล้อมการทำงานของลิฟต์ก็ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ลิฟต์สามารถหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุที่เกิดจากการปิดระบบฉุกเฉินเนื่องจากอุณหภูมิสูงได้ หลังจากการปรับปรุงสภาพแวดล้อมในห้องเครื่องลิฟต์ อัตราการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนแผงวงจรลิฟต์จะช้าลง อัตราความล้มเหลวของลิฟต์จะลดลงอย่างมาก และต้นทุนการบำรุงรักษาลิฟต์ก็จะลดลงตามไปด้วย ขณะเดียวกัน อายุการใช้งานจริงของลิฟต์ก็จะยาวนานขึ้นด้วยเช่นกัน

3、 การวิเคราะห์ผลประโยชน์หลังจากนำเทคโนโลยีการใช้พลังงานฟื้นฟูลิฟต์มาใช้

จากการศึกษากรณีลิฟต์ที่ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในโรงพยาบาลระดับเดียวกัน ประกอบกับผลการทดสอบลิฟต์ ณ โรงพยาบาลประชาชนอู๋ซี พบว่าลิฟต์ทางการแพทย์ VVVF จำนวน 33 ตัว มีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงาน โดยใช้เทคโนโลยีการใช้พลังงานหมุนเวียน และมีมูลค่าการลงทุนในการปรับปรุงเป็นสองชุด ลิฟต์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงาน และพบว่าประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานมีนัยสำคัญ ผลการศึกษามีดังนี้

① ผลการประหยัดพลังงาน

ผลการทดสอบหลังการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงานแสดงให้เห็นว่า การใช้เทคโนโลยีการใช้พลังงานหมุนเวียนในการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงานมีผลในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญต่อลิฟต์ โดยมีอัตราการประหยัดพลังงานจากการทดสอบตัวอย่างอยู่ที่ 34.33% และอัตราการประหยัดพลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ 30% ขณะเดียวกัน อุณหภูมิในห้องเครื่องลิฟต์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และอุณหภูมิของตัวต้านทานเบรกลดลงจาก 191.6 องศาเซลเซียส เหลือ 27.0 องศาเซลเซียส อัตราความล้มเหลวของการทำงานของลิฟต์ก็มีแนวโน้มลดลงอย่างชัดเจน โครงการโดยรวมบรรลุเป้าหมายในการบรรลุประสิทธิภาพและประหยัดพลังงานสูง พร้อมกับให้ลิฟต์ทำงานได้อย่างราบรื่นและปลอดภัย

ตารางที่ 1: บันทึกการทดสอบผลอัตราการประหยัดพลังงาน ณ สถานที่จริงของโครงการ

ผลกระทบจากการใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในลิฟต์โรงพยาบาล

② รายได้จากการลงทุน

โครงการประหยัดพลังงานนี้สามารถคืนทุนจากการประหยัดพลังงานได้ทั้งหมดภายในเวลาประมาณ 2 ปี อายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ของอุปกรณ์คือ 15 ปี และผลประโยชน์จากการประหยัดพลังงานที่เหลืออีก 13 ปีจะถือเป็นรายได้สุทธิของโรงพยาบาล

③ ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม

หลังจากการดำเนินโครงการประหยัดพลังงานนี้ สามารถประหยัดถ่านหินดิบให้ประเทศได้ประมาณ 1,980 ตัน ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 5.1876 ล้านกิโลกรัม ลดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ประมาณ 16,830 กิโลกรัม และลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ประมาณ 14,652 กิโลกรัม

ตารางที่ 2 การคำนวณผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของโครงการ

ผลกระทบจากการใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในลิฟต์โรงพยาบาล

4、 บทสรุป

ในฐานะเครื่องมือสำคัญในการขนส่งทางรางในโรงพยาบาล การใช้งานลิฟต์ทางการแพทย์อย่างปลอดภัยและราบรื่นนั้น เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพและภาพลักษณ์การดำเนินงานของโรงพยาบาล รวมถึงความรวดเร็วในการช่วยชีวิต ดังนั้น การทำให้ลิฟต์ทางการแพทย์ทำงานอย่างปลอดภัยและราบรื่นในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ เช่น ข้อกำหนดด้านการประหยัดพลังงาน มาตรฐานอุตสาหกรรม และข้อจำกัดทางเทคนิค สัดส่วนของสถานพยาบาล เช่น โรงพยาบาลระดับตติยภูมิ ที่ใช้ลิฟต์ที่มีเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน เช่น เทคโนโลยีการฟื้นฟูพลังงาน และเทคโนโลยีซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแบบไร้เฟือง จึงค่อนข้างต่ำ ลิฟต์โรงพยาบาลระดับตติยภูมิส่วนใหญ่มีคุณลักษณะเด่นคือ อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานสูง การใช้พลังงานสูงระหว่างการทำงานของลิฟต์ และอัตราความล้มเหลวสูงระหว่างการทำงานของลิฟต์

จากประสบการณ์ของโรงพยาบาลประชาชนอู๋ซีในการปรับปรุงลิฟต์ประหยัดพลังงานโดยใช้เทคโนโลยีการใช้พลังงานหมุนเวียนมาเป็นระยะเวลาหนึ่ง ขอแนะนำให้เพื่อนร่วมงานเลือกใช้ลิฟต์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคโนโลยีการใช้พลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแบบไร้เกียร์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในกระบวนการก่อสร้าง ขยาย และปรับปรุงอาคารโรงพยาบาล สำหรับอาคารเดิมในโรงพยาบาล ขอแนะนำให้โรงพยาบาลเลือกบริษัทผู้ให้บริการด้านการประหยัดพลังงานที่มีประสบการณ์และคุณสมบัติในการปรับปรุง และปรับปรุงลิฟต์อย่างมีประสิทธิภาพโดยติดตั้งอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานไฟฟ้าโดยคำนึงถึงความปลอดภัย เพื่อประหยัดพลังงานในการใช้งานลิฟต์ ลดต้นทุนการดำเนินงานของโรงพยาบาล และสร้างโรงพยาบาลสีเขียว