دراسة كليمان للمصاعد الموفرة للطاقة

يسلط الضوء على الإجراءات التي اتخذها Kleemann لتقليل استهلاك الطاقة في المصاعد الهيدروليكية ومصاعد الجر ، أثناء تحليل تدابير ونتائج تقليل الطاقة

في السنوات الأخيرة ، كان هناك اتجاه متزايد للنظر في الجوانب البيئية لتصميمات المصاعد الجديدة ، مما يجعلها أكثر كفاءة وصديقة للبيئة. الغرض من هذه المقالة هو تسليط الضوء على الإجراءات التي اتخذها Kleemann فيما يتعلق بتقليل استهلاك الطاقة في المصاعد الهيدروليكية ومصاعد الجر ، أثناء تقديم وتحليل تدابير ونتائج تقليل الطاقة. تركز المقالة أيضًا على تأثير الأنظمة المختلفة على استهلاك طاقة المصعد.

زيادة المصاعد الموفرة للطاقة

أدت محدودية الموارد الطبيعية جنبًا إلى جنب مع زيادة الطلب على الطاقة إلى تركيز عالمي على القضايا البيئية. دراسات البصمة الكربونية ، السيارات منخفضة الاستهلاك ، فئات الطاقة لـ home الأجهزة وأنظمة تصنيف كفاءة المباني والتوسع في موارد الطاقة المتجددة هي أمثلة قليلة على الحركة "الخضراء". علاوة على ذلك ، تحاول أحكام التشريعات العالمية الأخيرة تقليل استهلاك الطاقة في قطاع البناء. ومع ذلك ، لا توجد أحكام تشريعية من هذا القبيل للمصاعد ، على الرغم من أن مجتمع المصاعد له مصلحة مشتركة ، مع التركيز على استهلاك الطاقة أثناء تشغيل المصعد. قدم العديد من مصنعي المصاعد منتجات "خضراء" مزودة بميزات لتقليل الطاقة أثناء سفر المصعد والتباطؤ.

حتى الآن ، ركزت صناعة المصاعد على استهلاك الطاقة أثناء تشغيل المصعد ، متجاهلة الأثر البيئي الإجمالي للوحدة بسبب المصلحة الرئيسية للعميل النهائي. ومع ذلك ، يجب أن تؤخذ دورة الحياة بأكملها في الاعتبار.

التشريعات والأنشطة المعيارية

لا يوجد تشريع أوروبي مباشر يغطي القضايا البيئية في المصاعد. يعد التوجيه الخاص بأداء الطاقة في المباني (2002/91 / EC) وتوجيه المنتجات المتعلقة بالطاقة (2010/31 / EC) أكثر التشريعات ذات الصلة ، على الرغم من أنه في هذا الوقت ، لا يشمل المصاعد في نطاقها. هناك أيضًا العديد من الأنشطة المعيارية المتعلقة بكفاءة طاقة المصعد. على المستوى الدولي ، لا تزال معايير ISO EN 25745-1 / 2 التي تتعامل مع قياسات الطاقة وتصنيف المصاعد قيد التطوير. في الوقت الحالي ، المعيار الأكثر انتشارًا هو VDI 4707-1 ، والذي يوفر طريقة لتصنيف الطاقة في النطاق "A" إلى "G" (الشكل 1).

تخفيض طاقة المصعد في كليمان

يتم إجراء أبحاث Kleemann لتقليل الطاقة من خلال التعاون بين أقسام البحث والتطوير والبحث والابتكار. بدأ البحث في عام 2005 مع التركيز على الجر والمصاعد الهيدروليكية. لتقدير توفير الطاقة من عدة إجراءات ، تم قياس نموذجين ، مصعد هيدروليكي وجر ، مبدئيًا. المواصفات الأساسية لتلك النماذج هي:

المصعد الهيدروليكي بالوكالة بشكل غير مباشر	مصعد الجر موجه
الحمولة المقدرة: 630 كجم	كغ 750
السفر: شنومك m	55 م
السرعة المقدرة: 0.63 ميجابت في الثانية	1.6 ميجابيكسل

يظهر الرسم البياني النموذجي لطاقة المصعد الهيدروليكي في الشكل 2. في الحركة السفلية ، يكون استهلاك الطاقة منخفضًا ، لأن المحرك لا يعمل أثناء الهبوط.

نتائج قياسات النموذج الهيدروليكي:

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية (صعودا وهبوطا بسيارة فارغة): 58 واط
• الطاقة الاحتياطية: 53 وات

يوضح الشكل 3. مخطط طاقة نموذجي لمصعد جر. في حركة لأسفل ، تكون الطاقة المستهلكة أعلى ، حيث يوجد ثقل موازن. تم إجراء القياس بسيارة فارغة.

نتائج قياسات نموذج الجر:

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية (صعودا وهبوطا بسيارة فارغة): 135 واط
• الطاقة الاحتياطية: 76 وات

المصعد الهيدروليكي: تصميم السيارة والإطار

بدون ثقل موازن ، من المهم تقليل الوزن الساكن لتقليل استهلاك الطاقة أثناء الحركة لأعلى. في نموذج الاختبار الخاص بنا ، قمنا بإعادة تصميم السيارة وإطار السيارة لتحقيق خفض الوزن بنسبة 9٪ (من 650 إلى 590 كجم).

نتائج القياس الجديدة:

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 51 واط
• القياس السابق: 58 وات في الساعة (انخفاض بنسبة 12٪)

المصعد الهيدروليكي: محرك العاكس

باستخدام العاكس للتحكم في تشغيل المحرك أثناء الحركة لأعلى ، يتم تجنب وظيفة التجاوز الهيدروليكي. لذلك ، فإن ضخ الزيت يقتصر على ما هو ضروري ، مما يؤدي إلى تقليل تشغيل المحرك.

نتائج القياس الجديدة:

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 37 واط
• القياس السابق: 51 وات في الساعة (انخفاض بنسبة 27.5٪)

من المهم ملاحظة أن العاكس ينتج عنه زيادة في إجمالي استهلاك الاستعداد. في قياسنا ، زادت الطاقة الاحتياطية من 53 إلى 85 وات. لذلك ، من المهم فحص ضرورة استخدام العاكس أو إيجاد طرق لإغلاق العاكس عندما يكون المصعد في وضع الخمول.

المصعد الهيدروليكي: موازنة الوزن

يؤدي استخدام الوزن المتوازن ، كما هو موضح في الشكل 4 ، إلى انخفاض كبير في الطاقة عندما تتحرك السيارة لأعلى. وزن الموازنة محدود لضمان الحد الأدنى من الضغط بما لا يقل عن 12 إلى 13 بارًا.

نتائج القياس الجديدة:

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 22 واط
• القياس السابق: 37 وات في الساعة (انخفاض بنسبة 40٪)

مصعد الجر: بدون تروس / VVVF بدلاً من الآلات الموجهة

من المعروف على نطاق واسع أن استخدام الآلات بدون تروس يمكن أن يحسن من كفاءة المصعد ، لأن نسبة كفاءة الترس منخفضة. علاوة على ذلك ، يؤدي محرك الجهد المتغير والتردد المتغير (VVVF) إلى تقليل خسائر المحرك وتيارات البدء ، وعامل قدرة شبه الوحدة عبر نطاق السرعة.

النتائج إرشادية:

آلة موجهة / AC2

• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 135 واط
• الطاقة الاحتياطية: 76 وات
• آلة جيرلس / VVVF
• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 73 واط
• الطاقة الاحتياطية: 113 وات

تقليل الطاقة خلال الدورة المرجعية: 45٪

مصعد الجر

يلعب نوع حمالة السيارة (المركزية أو الكابولية) ، بالشراكة مع معامل الاحتكاك للأحذية الموجهة ، دورًا مهمًا في كفاءة العمود الكلي. يمكن أن تزيد إطارات السيارة على شكل "L" المزودة بأحذية توجيه ذات معامل احتكاك 0.3 من الحمل غير المتوازن بنسبة تصل إلى 70٪ (الشكل 5).

مصعد الجر: محرك متجدد

يمكن للمحرك التجديدي أن يوفر انخفاضًا كبيرًا في الطاقة ، خاصة في المباني ذات الاستخدام المكثف. ومع ذلك ، يجب على مصممي المصاعد أن يأخذوا في الحسبان استهلاك الطاقة الخاص بالجهاز المتجدد.

• قياسات الطاقة لنموذج الجر المجهز بوحدة تجديد: 
• استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية: 51 واط
• الطاقة الاحتياطية: 248 واط

القياس السابق: 73 وات في الساعة (انخفاض بنسبة 30.1٪)

المصاعد الهيدروليكية والجرّية: إضاءة فعالة للسيارة

يوفر استخدام مصابيح LED بدلاً من المصابيح المتوهجة لإضاءة السيارة ما يصل إلى 90 وات أثناء حركة السيارة.

يمكن أن تكون مدة الدورة المرجعية لنموذج الاختبار 30-60 ثانية. لذلك ، فإن التخفيض المناسب في دورة واحدة منخفض.

نوع مصباح	كفاءة مضيئة
ساطع	10-18 W
الهالوجين المتوهج	15-20 W
الفلورسنت المدمجة	35-60 W
الفلورسنت الخطي	50-100 W
المصابيح	30-150 W

المصاعد الهيدروليكية والجر: استهلاك الاستعداد 

يلعب استهلاك الطاقة الاحتياطية دورًا في إجمالي استهلاك طاقة المصعد ، خاصةً عند تشغيل المصعد في المباني السكنية ، كما هو موضح في الشكل 6. لذلك ، من الأهمية بمكان تقليل استهلاك الطاقة الاحتياطية بعد فترة توقف محددة. في هذه الحالة ، يتم وضع جهاز التحكم والعاكس (إن وجد) في وضع الاستهلاك المنخفض للطاقة ، مع إيقاف تشغيل شاشات عرض السيارة والهبوط والأبواب الأوتوماتيكية في وضع الاستعداد (تعيّن المحرك خارج الخدمة).

الإجراءات / الخطوات	استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية	الطاقة الاحتياطية
مصعد هيدروليكي تقليدي	58 واط	53 W
9٪ تخفيض السيارة و وزن الإطار	51 واط	53 W
استخدام العاكس للمحرك مراقبة	37 واط	85 W
استخدام وزن متوازن	22 واط	85 W
استخدام وحدة تحكم مع وظيفة الاستعداد	22 واط	25 W
تخفيض الطاقة	60%	52%

الإجراءات / الخطوات	استهلاك الطاقة خلال دورة مرجعية	الطاقة الاحتياطية
مصعد الجر الموجه / AC2	135 واط	76 W
مصعد الجر بدون تروس / VVVF	73 واط	113 W
استخدام أحذية التوجيه مع أ عامل معامل 0.1 بدلاً من ذلك من 0.3	(تقليل عدم التوازن تحميل 10٪)	N / A
استخدام محرك متجدد	51 واط	248 W
استخدام وحدة تحكم مع وظيفة الاستعداد	51 واط	42 W
تخفيض الطاقة	62%	44%

نبذة عامة

بالنسبة للنموذج الهيدروليكي الذي تبلغ حمولته 630 كجم ، والسفر بمقدار 6.2 م ، وثلاث توقفات ، وسرعة مقدرة تبلغ 0.63 م / ث ، يوضح الجدول 1 تقليل الطاقة فيما يتعلق بكل إجراء موفر للطاقة:

يوضح الجدول 2 نموذج اختبار الجر بحمل مقنن 750 كجم ، وسير 55 مترًا ، و 18 توقفًا ، وسرعة مقدرة تبلغ 1.6 ميجا في الثانية:

في الختام

توجد وفورات محتملة في الطاقة تتعلق بالطلب على الطاقة الاحتياطية والركوب للمصاعد. منذ عام 2005 ، أجرى Kleemann أبحاثًا مكثفة حول تقليل طاقة المصاعد. أدى هذا البحث إلى انخفاض كبير في استهلاك الطاقة أثناء الركوب والاستعداد. حتى الآن ، ركزت صناعة المصاعد بشكل أساسي على الطاقة المستهلكة أثناء تشغيل المصعد. ومع ذلك ، يمكن أن يوفر تقييم دورة الحياة الكاملة صورة كاملة للبصمة الكربونية للمصاعد.

• 

• 

• 

• 

•