برعاية
برعاية

تطوير كود الطاقة ، الجزء الأول

برعاية

كيف تم إنشاء رمز طاقة هونغ كونغ الرائد ، مما أدى إلى قسم حول كفاءة طاقة المصعد.

ربما تكون أول مدونة للممارسات المتعلقة بالطاقة في هونغ كونغ هي مدونة الممارسات لقيمة التحويل الحراري الشاملة (OTTV) في المباني التي نشرتها حكومة هونغ كونغ في عام 1995. ثم ، تم إنشاء فريق عمل في عام 1997 من قبل شركة الكهرباء والميكانيك. قسم الخدمات (EMSD) التابع للحكومة لصياغة قوانين ذات طبيعة مماثلة ولكن على أنظمة بناء مختلفة ، والتي بموجبها تم تشكيل اللجنة الفرعية للمصاعد (المصعد في أمريكا الشمالية) وكود السلالم المتحركة لكفاءة الطاقة والحفاظ عليها.

اتبعت الصناعة مثل هذا القانون على أساس تطوعي حتى عام 2012 ، عندما تم تطبيق قانون طاقة البناء القانوني (BEC).

قد يكون مؤلفك هو العضو الوحيد الذي شارك في إنشاء المستندات المذكورة أعلاه من اليوم الأول حتى الآن. ستعرض هذه المقالة تاريخًا موجزًا ​​لنمو كود المصعد في هونغ كونغ وتطورها الموازي في أوروبا. ستتم مناقشة الاعتبارات الفنية المتعلقة بالكود وبعض الأعمال البحثية المرتبطة بالمؤلف ، والتي قد تكون مفيدة لمهندسي المصاعد الذين يعتزمون تصميم المصاعد الخضراء وتركيبها وتشغيلها وصيانتها.

تاريخ التنمية

منذ حظر النفط عام 1973 ، كان هناك قلق عالمي بشأن نقص الوقود الأحفوري ، وبالتالي ، كان الحفاظ على الطاقة موضوعًا ساخنًا في السبعينيات والثمانينيات ، على الرغم من أن القلق في ذلك الوقت لم يكن بأي حال من الأحوال مقارناً لذلك. الحاضر. كان الوضع السابق مجرد مشكلة لأن نقص الوقود كان يعتبر مشكلة للمستقبل. وبالتالي ، كان القليل من الناس على استعداد للتضحية بالنمو الاقتصادي من أجل تقليل استهلاك الطاقة. من المعروف أن استهلاك الطاقة لدولة ما يعكس بشكل كبير ناتجها المحلي الإجمالي. الآن ، إلى جانب العرض المحدود للوقود الأحفوري ، فإن المشكلة الرئيسية هي تغير المناخ. استخدام الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء يعني وضع ملايين الأطنان المترية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

وجدت دراسة استشارية في عام 1991 بدأتها اللجنة الاستشارية لكفاءة الطاقة في هونغ كونغ أنه إذا تم إنشاء غلاف المبنى لتلفزيون OTTV مناسب ، فإن الطلب على الكهرباء من تكييف الهواء (وبالتالي ، انبعاث غازات الاحتباس الحراري من توليد الطاقة) يمكن تخفيضها. ومن ثم ، نشرت هيئة البناء في هونغ كونغ كود OTTV في عام 1995 [1] للحد من كمية انتقال الحرارة من خلال غلاف المبنى خلال أواخر الربيع / الصيف / أوائل الخريف ، عندما يكون متوسط ​​درجة الحرارة الخارجية أعلى من ذلك في الداخل. كان القانون إلزاميًا منذ تنفيذه.

في عام 1997 ، تم إنشاء فريق عمل من قبل EMSD لصياغة سلسلة من أربع مجموعات من قواعد الممارسات في إطار أربع لجان فرعية: الإضاءة ، [2] تكييف الهواء ، [3] الخدمات الكهربائية ، [4] والمصاعد والسلالم المتحركة. [ 5] بحلول عام 2003 ، تم نشر رمز آخر [6] (بالإضافة إلى الرموز التوجيهية الأربعة المذكورة للتو). كان هذا يعتمد على أداء النظام والمحاكاة. كانت جميع الرموز الخمسة تعمل على أساس طوعي حتى عام 2012 ، عندما تم دمجها معًا في وثيقة واحدة. [7] في السنوات الفاصلة ، كانت هناك عدة تنقيحات ، لكن المفهوم الأساسي ظل دون تغيير.

المفهوم الأساسي لمؤتمر الأطراف

إحصائياً ، تمثل المصاعد والسلالم الكهربائية 3-8٪ من إجمالي استهلاك الطاقة الكهربائية للمباني التجارية ، بينما تعتبر المستهلك المسيطر على المناطق العامة للمباني السكنية الشاهقة. واجهت اللجنة الفرعية للمصاعد والسلالم المتحركة التابعة لفرقة العمل لصياغة مدونة قواعد الممارسة لكفاءة استخدام الطاقة لمنشآت الرفع والسلالم المتحركة (CoP) (التي كان مؤلفك عضوًا فيها يمثل مؤسسة هونغ كونغ للمهندسين) مشكلة كبيرة في عام 1997 ، عندما وقد ثبت أننا كرائدين في هذا المجال لم يكن لدينا أي مرجع. ثم حددت اللجنة الفرعية خمسة مجالات رئيسية من مؤتمر الأطراف ، على النحو التالي:

الطاقة الكهربائية القصوى المسموح بها للمصاعد والسلالم المتحركة والمشي المتحرك

  1. تحليل حركة المرور وتقسيم المناطق
  2. التحكم في نظام الرفع
  3. إدارة الطاقة
  4. نوعية الطاقة

تضمنت المشكلات كيفية تحديد الحد الأقصى المسموح به للطاقة الكهربائية وقيمها المرغوبة / العملية لاستخدام الطاقة. بالنسبة للمصاعد ، قررنا قياس القوة القصوى المسموح بها عندما تعمل سيارة محملة بالكامل بأقصى سرعة في اتجاه تصاعدي. هذا التعريف لا يزال قيد الاستخدام اليوم. من أجل القيم العملية ، تم إرسال خطابات تطلب البيانات الفنية إلى جميع ممثلي هونغ كونغ لمصنعي المصاعد ومقاولي الصيانة. لسوء الحظ ، كانت استجابة السوق غير مرضية ، بينما كان الرد العام هو عدم توفر مثل هذه المعلومات من الشركات المصنعة.

لإزالة هذه العقبة ، عمل مهندس حكومي مع مؤلفك لإطلاق خطة سرية لدفع الصناعة للرد. لقد استخدمنا القوانين الأساسية في الميكانيكا لاشتقاق معادلات لتقدير هذه القوة بناءً على خسائر الاحتكاك أثناء السفر ، والفقد الهيدروليكي ، والخسائر الديناميكية أثناء التسارع والتباطؤ ، ونقل الطاقة المحتملة وتجديدها ، وما إلى ذلك في ظل ظروف مختلفة ، ثم أرسلها إلى الصناعة للتعليق. لو كانت الاستجابة ضعيفة مرة أخرى ، لكانت هذه القيم النظرية (التي لن تكون مواتية للمصنعين) قد تم فرضها. ومع ذلك ، سرعان ما تم استلام القيم العملية والمعقولة وجدولتها في مؤتمر الأطراف (الشكل 1). صدر مشروع القانون عام 1998 ، بينما صدرت النسخة الأولى منه عام 2000.

بالنسبة للمباني الشاهقة ، كان التصميم القائم على تحليل حركة المرور من حيث وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT) ، وقدرة معالجة النظام وتقسيم المناطق مطلوبًا في الإصدار الأول ولكن تم التنازل عنه في إصدار 2005. للتحكم في نظام الرفع ، كان وضع الاستعداد لعملية الرفع مطلوبًا أثناء حركة المرور المنخفضة. دعت إدارة الطاقة إلى تركيب أجهزة قياس أو توفير اتصال بسيط لمثل هذه الأجهزة لقياس معلمات مثل الفولتية والتيارات واستهلاك الطاقة وعامل القدرة الإجمالي والطاقة والطلب الأقصى. تظل متطلبات إدارة الطاقة هذه صالحة.

 تم التركيز بشكل خاص على تنظيم معلمتين كهربائيتين للمصعد أو السلم المتحرك أو محرك المشي المتحرك. يتم تعريف عامل الطاقة الإجمالي (TPF) على النحو التالي:

تطوير كود الطاقة - الجزء الأول - المعادلة - 1
(المعادلة 1)

 تم تحديد TPF بحد أدنى قدره 0.85. هنا ، P هي القوة النشطة (بالكيلوواط) التي يستهلكها محرك الأقراص فيما يتعلق بالمكون الأساسي البالغ 50 هرتز في هونغ كونغ ؛ Q هي القوة التفاعلية (بالكيلو فولت أمبير) التي يستهلكها محرك الأقراص فيما يتعلق بالمكون الأساسي ؛ D هي قوة التشويه (في kVAd) التي تساهم بها جميع المكونات التوافقية الحالية الأخرى. من الناحية الفنية ، المقام يعادل "القوة الظاهرة" التي رسمها محرك الأقراص. لا يزال هذا المطلب ساريًا في CoP المحدث ، ولكن هناك مشكلة تتعلق بالتطبيق العملي المتعلق بالقياس ، والتي ستتم مناقشتها بمزيد من التفصيل في الجزء الثاني من هذه السلسلة.

يُعرَّف إجمالي التشوه التوافقي (THD) على النحو التالي:

تطوير كود الطاقة - الجزء الأول - المعادلة - 2
(المعادلة 2)

هنا ، يشير Ih إلى المكون التوافقي للتيار المرسوم بواسطة المصعد أو السلم المتحرك أو محرك المشي المتحرك ، بينما I1 هو المكون الأساسي. تم تضمين جدول في CoP يحكم الحد الأقصى من THD (٪) مقابل التصنيف الحالي الأساسي لمحرك الرفع. على سبيل المثال ، كان الحد 35٪ لمعظم المصاعد التي تعمل بتيار أساسي 40-80 ألف. لا يزال هذا المطلب ساريًا في CoP المحدث ، ولكن هناك مشكلة تتعلق بالتطبيق العملي المتعلق بالقياس ، والتي ستتم مناقشتها بمزيد من التفصيل في الجزء الثاني. من خلال التحكم في هاتين المعلمتين ، ستكون جودة الطاقة الكهربائية مرضية ، وسيحدث فقد أقل للحرارة على طول نظام نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

التنمية الموازية في أوروبا

في عام 2006 ، تم إنشاء مجموعة عمل من قبل جمعية المصاعد الأوروبية لمعالجة مسألة كفاءة طاقة المصاعد. في عام 2007 ، بدأت المفوضية الأوروبية دراسة للنظر في الموضوع. تم نشر المجموعة الأولى من الإرشادات التي تتناول أداء الطاقة للمصاعد على أساس وطني في أوروبا ، VDI 4707 ، من قبل جمعية المهندسين الألمان. يهدف هذا الرمز إلى تصنيف المصاعد بناءً على استهلاكها للطاقة وتمكين الحساب السهل لطلب الطاقة النموذجي لتركيب المصعد بناءً على ملفها التشغيلي. كان الهدف هو اعتماد نهج بسيط لمقارنة أداء الطاقة للمصاعد المختلفة. ظهرت المسودة الأولى لـ VDI 4707 في عام 2007 ؛ ظهرت الطبعة الرسمية الأولى في عام 2008 ، وتم نشر النسخة النهائية - الجزء الأول حول "رفع كفاءة الطاقة" - في أواخر مارس 1.

هناك فئتان من الاهتمام في تقييم استهلاك الطاقة: فئة السفر أو فئة التشغيل ودرجة الاستعداد. يتم قياس طاقة السفر وتصنيفها في واحدة من سبع درجات ، من "A" إلى "G" ، بينما يتم أيضًا قياس الطاقة الاحتياطية وتصنيفها في واحدة من سبع درجات. ثم يتم الجمع بين كلا الفصلين لتشكيل الصف أو الدرجة الكلية ، والفئة "A" هي الأفضل ، والفئة "G" هي الأسوأ. تستند هذه إلى ثلاث معايير أخرى: الحمل الاسمي (بالكيلو جرام) والسفر (بالمتر) وكثافة الاستخدام. يتم تصنيف كثافة الاستخدام إلى خمس فئات (الجدول 1). بمعنى آخر ، لا يمكن مقارنة فئات كفاءة الطاقة إلا من خلال النظر في المصاعد التي تنتمي إلى نفس فئة الاستخدام. المصعد في فئة الاستخدام الذي يستهلك أقل من 50 واط أثناء الاستعداد ولا يصنف أكثر من 0.80 ميجاوات ساعة / (م-كجم) أثناء السفر في الفئة أ.

لقياس طاقة السفر أو التشغيل ، يتم إجراء تشغيل مرجعي بعربة رفع فارغة تصعد من الطابق السفلي إلى الطابق العلوي ، ثم تعود إلى الطابق السفلي (أي لأعلى ولأسفل). يتم تمثيل المسافة الإجمالية المقطوعة بـ d (بالمتر) ، وسعة العقد (المقدرة) للسيارة هي CC (بالكيلوغرام). يتم قياس إجمالي استهلاك الطاقة ، Eref ، خلال هاتين الرحلتين ، وتكييفه مع الطاقة المحددة أثناء التشغيل المرجعي ، Esprun ، باستخدام المعادلة التالية:

تطوير كود الطاقة - الجزء الأول - المعادلة - 3
(المعادلة 3)

 طريقة القياس هذه موصى بها أيضًا في أحدث معايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO). [8] النقد الرئيسي لهذا القياس هو أنه يضع تركيزًا أقل على استهلاك الطاقة المرتفع أثناء التسارع والتباطؤ. وبالتالي ، قد يكون من غير العدل المباني منخفضة الارتفاع. يجب على القراء ملاحظة أن المفهوم بأكمله يتعلق بقياس أداء محرك الرفع وحده ، وهو مشابه تمامًا للقسم المقابل في قانون الطاقة في هونج كونج. يتم تجاهل المساهمة المميزة للتحكم الإشرافي الذكي ، في حين أن توفير الطاقة الرئيسي يمكن أن يكون في الواقع نتيجة للإيفاد الذكي للركاب. هذه نقطة أخرى سيتم مناقشتها في الجزء الثاني من هذه السلسلة.

يعد قياس استهلاك الطاقة الاحتياطية أمرًا سهلاً ، ويمكن إجراؤه من 5 إلى 10 دقائق. بعد الجري. يسمح EN 81 بإطفاء الأضواء داخل السيارة عندما تكون السيارة في وضع الخمول مع إغلاق أبواب السيارة لتقليل استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد. ومع ذلك ، فإن تبديل مصابيح التفريغ وإيقاف تشغيلها بشكل متكرر يقلل بشكل كبير من عمرها.

دوليًا ، تم نشر مسودة ISO / DIS 25745-1 [8] في عام 2008 ، وتم نشر أحدث إصدار لها في عام 2012. وهي توفر حسابًا لتقدير استهلاك طاقة الرفع باستخدام المعادلة التالية:

تطوير كود الطاقة - الجزء الأول - المعادلة - 4
(المعادلة 4)

حيث:

  • EL هي الطاقة التي يستخدمها المصعد الفردي في سنة واحدة (بالكيلوواط × الساعة).
  • S هو عدد مرات البدء التي تم إجراؤها سنويًا.
  • P هو تصنيف محرك القيادة (بالكيلوواط).
  • th هو وقت السفر بين طابق المدخل الرئيسي وأعلى طابق مخدوم من لحظة إغلاق الأبواب حتى لحظة بدء فتحها (أي نصف دورة رحلة مرجعية) (بالثانية).
  • Eالاستعداد هي الطاقة الاحتياطية التي يستخدمها المصعد الفردي في سنة واحدة (بالكيلوواط × الساعة).
  • تعتمد المعادلة على عدد من الافتراضات ولها عدة عيوب:
  • يحتوي المبنى على طابق موحد.
  • عدد التوقفات الصاعدة يساوي عدد التوقفات الهابطة.
  • لا يتم تخصيص أي بدل للتجديد.
  • لا يوجد بدل لتصرفات مراقب حركة المرور. (يتم اعتبار الوحدات الفردية فقط.)
  • لا يوجد عدد كبير من محطات التوقف أسفل أرضية المدخل الرئيسي.
  • لا يتم أخذ أي طاقة إضافية للسفر عبر منطقة صريحة في الاعتبار.

أحدث CoP

أصبح مؤتمر الأطراف إلزاميًا مع نشر BEC في عام 2012 [7] من خلال دمج جميع الرموز الخمسة المذكورة أعلاه ، وأحدثها يعتمد على الأداء. يحتوي مؤتمر CoP 2012 المتعلق بالمصاعد والسلالم المتحركة على أربعة أغراض:

  • تقليل استهلاك الطاقة من خلال فرض الحد الأقصى من الطاقة الكهربائية المسموح بها لمحركات المحركات
  • تقليل الخسائر في استخدام الطاقة من خلال فرض متطلبات الحد الأدنى من عامل القدرة الإجمالي المسموح به ، والقيود على أحمال الزخرفة ووضع الاستعداد في عملية الرفع
  • تقليل الفاقد بسبب مشاكل جودة الطاقة المصاحبة
  • توفير مرافق القياس ومراقبة الطاقة المناسبة لتحسين إدارة كفاءة الطاقة

تمت مناقشة شروط الحد من استهلاك الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة من قبل. بالنسبة لمصاعد الجر ، يعتمد التصنيف على الحمل المقنن والسرعة المقدرة. بالنسبة للمصاعد الهيدروليكية ، يعتمد التصنيف فقط على الحمل المقنن ، حيث تكون السرعة عادةً منخفضة نوعًا ما. بالنسبة للسلالم المتحركة ، يعتمد التصنيف على العرض الاسمي والارتفاع والسرعة والنوع (الخدمة غير العامة والخدمة العامة والخدمة الشاقة). بالنسبة للمشي المتحرك ، يعتمد التصنيف على العرض الاسمي والطول والسرعة والنوع (الخدمة غير العامة والخدمة العامة). تمت أيضًا مناقشة عامل القدرة الكلي وجودة الطاقة من حيث التشويه التوافقي الكلي.

يتضمن أحدث CoP العديد من المتطلبات الجديدة مقابل إصدار 2000. يتم التحكم في حمولة زخرفة الرفع ، حيث إن استخدام المواد الثقيلة للديكور داخل السيارة يهدر الطاقة. يخضع حمل الزخرفة المسموح به D فيما يتعلق بالحمل المقنن L للمعادلات التالية في الجدول 2.

خلال فترات حركة المرور المنخفضة ، يجب أن يتوفر وضع انتظار لمصعد واحد على الأقل في مجموعة أو بنك. يجب إيقاف نظام التهوية / تكييف الهواء الذي يخدم عربة الرفع عندما تكون السيارة في وضع الخمول لبعض الوقت.

المزيد لتتوقعه في الجزء الثاني

تم تضمين مؤشر عالمي ، اقترحه مؤلفك منذ حوالي 10 سنوات لقياس أداء طاقة المصعد ، والذي يعتني بكل من القيادة والتحكم الإشرافي ، في التوجيه الفني للكود للرجوع إليه من قبل مهندسي المصاعد. سيتم مناقشة المؤشر والتطورات ذات الصلة في الجزء الثاني من هذه السلسلة. كما يجب أن يناقش أيضًا الطرق العملية المختلفة التي يمكن من خلالها التعامل مع البنود الواردة في مؤتمر الأطراف في هونج كونج ومعالجة بعض المشكلات في البنود المحددة. بالإضافة إلى ذلك ، ستتم مناقشة طريقة توفير الطاقة للمصاعد التي طورها المؤلف.

مراجع
[1] سلطة البناء ، قانون الممارسة لقيمة التحويل الحراري الإجمالية في المباني ، هونغ كونغ ، 1995.
[2] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، قانون الممارسة لكفاءة استخدام الطاقة لمنشآت الإضاءة ، 1998.
[3] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، كود الممارسة لكفاءة الطاقة لمنشآت تكييف الهواء ، 1998.
[4] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، قانون الممارسة لكفاءة الطاقة للتركيبات الكهربائية ، 1999.
[5] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، قانون الممارسة لكفاءة الطاقة لمنشآت الرفع والسلالم المتحركة ، 2000.
[6] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، كود طاقة البناء المستند إلى الأداء ، 2003.
[7] قسم الخدمات الكهربائية والميكانيكية ، قانون الممارسة لكفاءة الطاقة لتركيب خدمات المباني ، 2012 (www.beeo.emsd.gov.hk/en/pee/BEC_2012.pdf).
[8] ISO / DIS 25745-1 ، أداء الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة ، الجزء 1: قياس الطاقة والتحقق منها ، 2008.
العلامات ذات الصلة
برعاية
برعاية

الدكتور ألبرت سو هو عضو مجلس إدارة تنفيذي ومستشار علمي للرابطة الدولية لمهندسي المصاعد (IAEE). وهو أيضًا السكرتير الأكاديمي لفرع IAEE HK-China وأستاذ زائر فخري بجامعة نورثهامبتون في المملكة المتحدة. وهو عضو في المجموعة الاستشارية التقنية لشركة Elevator World، Inc. ، ومقرها في سياتل.

عالم المصاعد | غلاف أبريل 2014

دفتر صور متحركة

برعاية

عالم المصاعد | غلاف أبريل 2014

دفتر صور متحركة

برعاية