1、 Çin'deki asansörlerin ve üçüncü basamak hastanelerdeki asansörlerin mevcut durumu
1. Çin asansör sektörünün mevcut durumu
2017 sonu itibarıyla Çin'deki toplam asansör sayısı yaklaşık 5,6 milyona ulaşmış ve küresel toplam üretimin yaklaşık %70'ini oluşturmuştur. Asansörlerin yıllık üretim ve sahipliği bakımından dünyada ilk sırada yer alan Çin, dünyanın en büyük asansör üreticisi ve ihracatçısı konumundadır.
Ancak teknolojik sınırlamalar ve asansörler için enerji tasarrufu standartlarının gerisinde kalması gibi tarihi nedenlerden dolayı, Çin'in asansör enerji tasarrufu teknolojisi bazı yönlerden uluslararası lider seviyesine ulaşmış olsa da Tongli, Mitsubishi, Thyssen, Xunda, Hitachi vb. markalar son yıllarda daha enerji verimli sabit mıknatıslı senkron dişlisiz küçük makine daireli ve makine dairesiz asansörleri art arda piyasaya sürmüştür. Ancak, enerji tasarrufu sağlayan asansörlerin pazardaki penetrasyon oranı hala çok düşüktür. %30'dan fazla elektrik tasarrufu sağlayan sabit mıknatıslı senkron dişlisiz asansörlerin penetrasyon oranı %10'dan azdır ve %30'luk rejeneratif enerji geri kazanım oranına sahip dahili enerji geri besleme cihazlarına sahip asansörlerin penetrasyon oranı %2'den azdır. Çin'deki tüm asansör sektöründe çok büyük bir enerji tasarrufu alanı vardır ve enerji tasarrufu sağlayan asansörler için çok büyük bir pazar alanı vardır.
Üçüncü basamak hastanelerde asansör operasyonunun mevcut durumu
Hastanelerin farklı katları arasında hasta ve sağlık personelinin dikey olarak taşınmasında kullanılan başlıca ve tek raylı ulaşım aracı olan asansörler, üçüncü basamak hastanelerde şu özelliklere sahiptir:
① Taşınan asansör sayısı çok fazla
İstatistiklere göre, 2017 itibarıyla Çin'deki üçüncü basamak hastanelerin ortalama yıllık ayakta tedavi hacmi 2 milyonu aşmıştır. Örnek olarak Wuxi Halk Hastanesi'ni ele alırsak, 2015 yılında Wuxi Halk Hastanesi'nin yıllık ayakta tedavi hacmi 3,09 milyona ulaşmış ve fiili yatak sayısı 2.000'e ulaşmıştır. Bu hastaların ve refakatçilerinin %90'ından fazlası, belirlenen bölümlere veya koğuş katlarına ulaşmak için asansör kullanmak zorundadır. Ayrıca hastanede doktorlar, hemşireler, idari yönetim personeli, temizlik ve güvenlik personeli gibi lojistik hizmet personeli bulunmaktadır ve bu da hastane asansörlerinin gerçek taşıma hacmini büyük ölçüde artırmaktadır.
Aşağıdaki grafik, ilgili bölümlerin istatistiklerine göre farklı kademelerdeki hastanelerde asansörlerin günlük ortalama kalkış sayısını göstermektedir. Bunlar arasında, bölgedeki üçüncü basamak hastanelerde asansörlerin günlük ortalama kalkış sayısı halihazırda günde 2000'i aşmıştır.
Hastane asansörlerinde enerji tasarrufu sağlayan ekipmanların kullanılmasının etkisi
▲ Şekil 1 Farklı ölçeklerdeki hastanelerde asansörlerin günlük ortalama devreye alma sürelerinin istatistikleri
② Asansör uzun süredir kullanımdadır
Hastane asansörlerinin özel ihtiyaçları ve hizmet grupları nedeniyle, çoğu tıbbi asansör 24 saat çalışır durumda olmalıdır. Örnek olarak Wuxi Halk Hastanesi'ni ele alırsak, Wuxi Halk Hastanesi'nde toplam 38 adet Guangzhou Hitachi marka dikey asansör bulunmaktadır. Bunlardan, yatan hasta bölümündeki 16 tıbbi asansör, normal bakım saatleri dışında yılın 365 günü, günde 24 saat yoğun bir şekilde çalışmaktadır. Ayakta tedavi ve acil servislerin günlük devreye alma süresi de 12 saati aşmaktadır.
③ Asansörler kullanım sırasında yüksek enerji tüketimine sahiptir
İstatistiksel verilere göre, üçüncü basamak bir hastanedeki her asansörün ortalama günlük elektrik tüketimi 60 kWh ile 100 kWh arasında değişmekte olup, ortalama günlük elektrik tüketimi 80 kWh/gündür. Ayrıca, yazın asansör soğutması için kullanılan makine dairesindeki klima veya fanların enerji tüketimi, yoğun saatlerde toplam günlük 100 kWh/gün elektrik tüketimine ulaşabilmektedir. Örneğin 40 asansörü olan bir üçüncü basamak hastaneyi ele alırsak, yoğun yaz saatlerinde asansörlerin günlük elektrik tüketimi 4000 kWh/güne ulaşabilmektedir ki bu şaşırtıcıdır.
④ Asansör makine dairesinde yüksek sıcaklık
Şu anda piyasadaki asansörlerin %90'ı VVVF (Değişken Frekanslı Değişken Hız Kontrollü) asansörlerdir ve bunların yalnızca yaklaşık %2'si dahili enerji geri besleme cihazlarına sahip olup yüksek verimli enerji tasarrufu sağlayan asansörlerdir. Asansörlerin geri kalan %98'i ise hafif yük alma, ağır yük indirme ve yatay frenleme sırasında üretilen elektriği fren dirençleri ve elektrikli termal dönüşüm kullanarak israf etmektedir. Büyük miktarda elektrik ısı enerjisine dönüştürüldükten sonra, asansör makine dairesindeki sıcaklık aniden yükselir. Zorunlu soğutma önlemleri zamanında alınmazsa, asansör yüksek sıcaklık nedeniyle kendini korumaya alacak ve bu da acil durum kapatma kazalarına neden olarak asansörün normal çalışmasını ve yolcu memnuniyetini ciddi şekilde etkileyecektir.
Bu nedenle, ulusal kalite ve teknik denetim ve muayene dairesi, tüm asansör makine dairelerinin klima ve vantilatör gibi yüksek güçlü soğutma ekipmanlarıyla donatılmasını zorunlu kılıyor ve asansör makine dairesindeki sıcaklığın 40 ℃'yi aşması durumunda soğutma için klimanın açılması gerektiğini açıkça belirtiyor.
⑤ Asansör kullanımında yüksek arıza oranı
Yüksek sıcaklık, elektronik bileşenlerin eskimesinin ve arızalanmasının başlıca nedenlerinden biri olduğu gibi, asansörlerin çalışma sırasında acil olarak kapatılması nedeniyle meydana gelen "sıkışmış kazaların" da başlıca nedenlerinden biridir. Guizhou asansör büyük veri örnek istatistiklerine göre, hastane asansörlerinde sıkışmış kişilerin arıza oranı, tüm asansör tipleri arasında %9,18 ile ilk sırada yer almaktadır ve bu oran, konut asansörlerindeki %3,44'lük arıza oranını oldukça aşmaktadır. İstatistikler ayrıca, asansörlerdeki "sıkışmış kazaların" %95'inden fazlasının sıcak yaz aylarında meydana geldiğini ve asansörlerin büyük çoğunluğunun aşırı kullanım ve yetersiz soğutma önlemlerinden kaynaklandığını göstermektedir.
2、 Asansör Rejeneratif Enerji Kullanım Teknolojisi - Elektrik Enerjisi Geri Bildirim Cihazına Giriş
Asansör elektrik enerjisi geri besleme cihazı, VVVF asansörlerin enerji tüketimini frenlemek için kullanılan özel bir enerji tasarrufu cihazıdır. Asansörün hafif yük kaldırma, ağır yük indirme ve yatay frenleme işlemleri sırasında mekanik kinetik enerji ve yerçekimi potansiyel enerjisinden dönüştürülen doğru akım elektrik enerjisini geri kazanır. DC/AC ters çevirme, doğrultma ve filtreleme işlemlerinden sonra, asansörün çevresindeki elektrikli ekipmanlar tarafından kullanılmak üzere yerel elektrik şebekesine iletilir.
Enerji tasarrufu sağlayan yenilemenin uygulanmasından önce, enerji tüketim frenlemesi kullanan VVVF asansörlerinin özelliği çok fazla enerji tüketmeleri değil, büyük miktarda elektrik üretmeleri ancak geri dönüştürülmemesiydi. Aksine, mevcut elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüştürülüyor ve boşuna yakılıyordu. Bunun neden olduğu ikincil sorun, asansör makine dairesinde ani sıcaklık artışıydı ve bu da özel soğutma ekipmanlarının (klima fanları) kurulumunu gerektiriyordu; aksi takdirde asansörün normal çalışması etkileniyordu. Soğutma ekipmanının çalışma enerjisi tüketimi de bir enerji tüketimidir. Yaz aylarında ısı dağılımının zayıf olduğu asansör makine dairelerinde, asansör klimasının çalışma enerjisi tüketimi, asansörün kendi çalışma enerji tüketimini bile aşabiliyor, bu nedenle enerji israfı çok ciddi boyutlarda oluyor.
Enerji tasarrufu dönüşümü, asansörün orijinal yapısını değiştirmeden bir asansör elektrik enerjisi geri besleme cihazı kullanılarak gerçekleştirilir. Sadece bir enerji geri kazanım cihazı fiziksel olarak paralel bağlanmıştır. Geri besleme cihazının çalışma voltajı, asansör frenleme direncinin voltajından daha düşük olduğundan, geri besleme cihazı frenleme direncine göre önceliklidir ve elektrik enerjisini önceden geri dönüştürülmek üzere şebekeye geri besler. Geri besleme cihazı arızalandığında, asansörün DC bara voltajı yükselmeye devam eder, asansör frenleme direnci yeniden çalışır ve asansör otomatik olarak orijinal enerji tasarrufu olmayan çalışma durumuna geçer, ancak bu durum asansörün normal kullanımını etkilemez. Bu nedenle, asansör elektrik enerjisi geri besleme cihazı güvenlidir. Mitsubishi'nin GPM-M serisi ve OTIS'in REGEN serisi asansörlerinin her ikisi de enerji geri besleme cihazlarıyla birlikte gelir.
Hastane asansörlerinde enerji tasarrufu sağlayan ekipmanların kullanılmasının etkisi
▲ Şekil 2 Asansör elektrik enerjisi geri bildirim cihazının çalışma prensibi diyagramı
Asansör enerji geri besleme cihazının enerji dönüşüm oranı %97'ye, doğrudan enerji tasarrufu oranı %15 ile %45 arasında ve ortalama enerji tasarrufu oranı %30'a ulaşabilmektedir. Hastane enerji tasarrufu projelerinde ölçülen en yüksek enerji tasarrufu oranı %51'dir.
Asansör enerji geri besleme cihazının benimsenmesiyle, mekanik enerji ve potansiyel enerjiden dönüştürülen tüm elektrik enerjisi geri dönüştürülür. Asansör makine dairesindeki ana ısı kaynağı frenleme direnci çalışmayı durdurur ve artık ısı üretmez. Bu sayede asansör makine dairesindeki sıcaklık önemli ölçüde azaltılabilir. Asansörü soğutmak için başlangıçta sürekli açık kalması gereken klima artık daha az açılıp kapanabilir ve bu da klima elektriğinden ve elektrik maliyetlerinden tasarruf sağlayarak ikincil enerji tasarrufu sağlar.
Ayrıca, asansör makine dairesindeki ana ısı kaynağı frenleme direncinin çalışmayı durdurması sayesinde makine dairesindeki sıcaklık önemli ölçüde düşmüş ve asansörün çalışma ortamı iyileştirilmiştir. Asansör, yüksek sıcaklık öz koruması sayesinde acil durum kapanmalarından kaynaklanan kazaları önleyebilir. Asansör makine dairesi ortamının iyileştirilmesiyle, asansör devre kartındaki elektronik bileşenlerin eskime hızı yavaşlayacak, asansör arıza oranı önemli ölçüde azalacak ve asansörün bakım maliyeti de buna bağlı olarak azalacaktır. Aynı zamanda, asansörün gerçek hizmet ömrü de buna bağlı olarak uzayacaktır.
3、 Asansör rejeneratif enerji kullanım teknolojisinin benimsenmesinden sonra fayda analizi
Aynı seviyedeki hastanelerdeki asansörlerin başarılı enerji tasarrufu örneklerinin incelenmesi ve Wuxi Halk Hastanesi'ndeki asansörlerin yerinde test edilmesinin belirgin enerji tasarrufu etkileri göz önüne alındığında, Wuxi Halk Hastanesi, yenilenebilir enerji kullanım teknolojisi kullanılarak enerji tasarrufu yenileme koşullarını karşılayan ve yatırım değeri olan 33 VVVF tıbbi asansörde iki parti halinde enerji tasarrufu yenilemeleri gerçekleştirdi. Asansörlere enerji geri bildirim cihazları takıldı ve enerji tasarrufu etkileri önemli bulundu. Sonuçlar aşağıdaki gibidir:
① Enerji tasarrufu etkisi
Enerji tasarrufu sağlayan yenilemeden sonraki test sonuçları, enerji tasarrufu sağlayan yenileme için yenilenebilir enerji kullanım teknolojisinin kullanılmasının asansörler üzerinde önemli bir enerji tasarrufu etkisine sahip olduğunu, örnekleme testinde %34,33'lük bir enerji tasarrufu oranı ve ortalama %30'luk bir enerji tasarrufu oranı olduğunu göstermektedir; aynı zamanda, asansör makine dairesindeki sıcaklık önemli ölçüde azalmış ve fren direncinin sıcaklığı 191,6 ℃'den 27,0 ℃'ye düşmüştür. Asansörün çalışma arıza oranı da belirgin bir düşüş eğilimi göstermiş ve genel proje, asansörün sorunsuz ve güvenli çalışmasını sağlarken yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu sağlama hedefine ulaşmıştır.
Tablo 1: Proje için enerji tasarrufu oranı etkisi testine ilişkin yerinde kayıtlar
Hastane asansörlerinde enerji tasarrufu sağlayan ekipmanların kullanılmasının etkisi
② Yatırım geliri
Bu enerji tasarrufu projesi, tüm enerji tasarrufu yatırımını yaklaşık 2 yılda geri kazanabilir. Ekipmanların tasarım ömrü 15 yıldır ve kalan 13 yıllık enerji tasarrufu avantajı hastanenin net gelirini oluşturmaktadır.
③ Çevresel faydalar
Bu enerji tasarrufu projesinin hayata geçirilmesiyle ülke için yaklaşık 1980 ton ham kömür tasarrufu sağlanacak, karbondioksit emisyonları yaklaşık 5,1876 milyon kilogram azaltılabilecek, kükürt dioksit emisyonları yaklaşık 16830 kilogram azaltılabilecek ve azot oksit emisyonları yaklaşık 14652 kilogram azaltılabilecektir.
Tablo 2 Projenin Çevresel Faydalarının Hesaplanması
Hastane asansörlerinde enerji tasarrufu sağlayan ekipmanların kullanılmasının etkisi
4、 Sonuç
Hastanelerde önemli bir raylı ulaşım aracı olan tıbbi asansörlerin güvenli ve sorunsuz çalışması, hastane operasyonlarının verimliliği ve imajının yanı sıra hayat kurtarma hızıyla da ilişkilidir. Bu nedenle, tıbbi asansörlerin iyi bir çalışma ortamında güvenli ve sorunsuz çalışmasını sağlamak büyük önem taşımaktadır.
Enerji tasarrufu gereklilikleri, endüstri standartları ve teknik sınırlamalar gibi tarihsel nedenlerden dolayı, üçüncü basamak hastaneler gibi kamu kurumlarının enerji rejenerasyon teknolojisi ve kalıcı mıknatıslı senkron dişlisiz teknoloji gibi enerji tasarrufu sağlayan teknolojilere sahip asansörleri kullanma oranı nispeten düşüktür. Üçüncü basamak hastane asansörlerinin çoğu, yüksek çalışma ortamı sıcaklığı, asansör çalışması sırasında yüksek enerji tüketimi ve asansör çalışması sırasında yüksek arıza oranı özelliklerine sahiptir.
Wuxi Halk Hastanesi'nin yenilenebilir enerji kullanım teknolojisini kullanarak asansörlerin enerji tasarruflu yenilenmesi konusunda uzun süredir edindiği deneyime dayanarak, hastane inşaatı, genişletme ve yenileme süreçlerinde mümkün olduğunca yenilenebilir enerji kullanım teknolojisi ve kalıcı mıknatıslı senkron dişlisiz teknolojiye sahip yüksek verimli asansörler tercih etmeleri önerilmektedir. Hastanelerdeki mevcut binalar için ise, asansör işletme enerji tüketimini azaltmak, hastane işletme maliyetlerini düşürmek ve yeşil bir hastane oluşturmak amacıyla, hastanelerin yenileme deneyimi ve yeterliliğine sahip enerji tasarrufu hizmeti veren şirketleri tercih etmeleri ve güvenliği gözeterek elektrik enerjisi geri besleme cihazları takarak asansörleri bilimsel olarak yenilemeleri önerilmektedir.