يُذكركم موردو معدات توفير الطاقة في المصاعد بأن تحقيق نتائج جيدة في توفير الطاقة في المصاعد مهمة شاقة وطويلة. فبالإضافة إلى جهود الإدارة اليومية (مثل تركيب أجهزة استشعار آلية على المصاعد خلال فترات التنقل غير المزدحمة)، يُعدّ البحث التكنولوجي وعملية التصنيع في شركة التصنيع من أهم الأمور. ووفقًا للبيانات الإحصائية، يُمثل استهلاك طاقة محرك المصعد الذي يسحب الحمولة أكثر من 70% من إجمالي استهلاك الطاقة للمصعد. لذلك، ينصب التركيز العملي للمصاعد الموفرة للطاقة على تحديث وتحسين أنظمة القيادة والجر، وطرق تنظيم سرعة المصعد، وطرق التحكم. ومع البحث والتطوير المُعمّق لتقنيات توفير الطاقة في صناعة المصاعد، شهد قطاع توفير الطاقة تطورًا متنوعًا.
1. تكنولوجيا ردود الفعل للطاقة
تقنية التغذية الراجعة للطاقة هي عملية استخدام عاكس لعكس التيار المستمر من محول التردد إلى تيار متردد، ثم إعادته إلى شبكة الكهرباء عندما يكون المحرك في حالة توليد. يتضح من خصائص عمل المصاعد أن نصف حالة تشغيلها تكون في حالة توليد الطاقة. نظريًا، يُفترض أن يكون تأثير توفير الطاقة لتقنية التغذية الراجعة للطاقة ممتازًا. ووفقًا لإحصاءات غير مكتملة، فإن أكثر من 90% من المصاعد حاليًا تهدر هذه الطاقة فقط على شكل تسخين بالمقاومة المتجددة. تتعامل تقنية التغذية الراجعة للطاقة مع مصدر الطاقة الداخل للمصاعد كجهاز مُتحكم به، مما يوفر العديد من المزايا. تُستخدم هذه التقنية حاليًا على نطاق واسع في العديد من مصنعي المصاعد، وقد طُوّر نظام تغذية راجعة للطاقة يسمح بإعادة الكهرباء المُعالجة بتقنية التصحيح المتعدد المتقدمة إلى شبكة كهرباء المبنى لاستخدامها من قِبل المعدات الكهربائية الأخرى فيه. يخزن النظام الطاقة الكهربائية المرتجعة في البطارية وينقلها مباشرةً إلى الأجهزة الكهربائية الأخرى في شبكة الكهرباء للاستخدام. وبالمقارنة مع المنتجات السابقة، يتمتع نظام المصاعد الكهربائية الهجين هذا بكفاءة توفير طاقة شاملة تتراوح بين 20% و50%. إن تحويل المصاعد إلى "محطات طاقة" صديقة للبيئة لتزويد المعدات الأخرى بالطاقة يُسهم في توفير الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي استبدال المقاومات لاستهلاك الطاقة إلى خفض درجة الحرارة المحيطة في غرفة الماكينة، وتحسين درجة حرارة تشغيل نظام التحكم في المصعد، مما يُطيل عمره الافتراضي. كما أن غرفة الماكينة لا تتطلب استخدام معدات تبريد مثل تكييف الهواء، مما يُوفر الكهرباء بشكل غير مباشر.
2. تقنية VVVF (التحكم في سرعة التردد المتغير والجهد المتغير)
لقد تم استخدام تقنية VVVF على نطاق واسع في أنظمة التحكم في محرك المصاعد الحديثة ذات تنظيم سرعة التيار المتردد. أصبح استخدام تقنية VVVF الناضجة في أنظمة محرك المصاعد الطريقة الرئيسية لتحسين أداء التحكم في محرك المصعد وتعزيز جودة تشغيل المصعد اليوم. لقد ألغت تقنية VVVF أنواعًا مختلفة من محركات التحكم في سرعة محرك التيار المتردد ثنائي السرعة واستبدلت محركات التيار المستمر بدون تروس، مما لا يحسن الأداء التشغيلي للمصاعد فحسب، بل يوفر الطاقة أيضًا بشكل فعال ويقلل الخسائر. فيما يلي تحليل لأداء توفير الطاقة لمصاعد VVVF وفقًا لمراحل مختلفة من تشغيل المصعد. يمكن تبسيط تشغيل المصعد إلى ثلاث مراحل: بدء التشغيل، وتشغيل السرعة الثابتة، والكبح. (1) مرحلة البدء: يبدأ VVVF في ظل ظروف التردد المنخفض، مما ينتج عنه تيار تفاعلي منخفض ويقلل بشكل كبير من إجمالي تيار البدء واستهلاك الطاقة. (2) قسم السرعة الثابتة: الطاقة التي تستهلكها مصاعد ACVV (تنظيم الجهد والسرعة) أثناء التشغيل بسرعة ثابتة مماثلة لتلك التي تستهلكها المصاعد التي يتم التحكم فيها بواسطة VVVF في ظل ظروف الحمل الكامل ونصف الحمل الصاعد. أثناء التحميل الخفيف (أو التحميل الثقيل)، بسبب تأثير السحب العكسي، تحتاج مصاعد ACVV إلى الحصول على طاقة من شبكة الطاقة لتوليد عزم الكبح، بينما تعمل مصاعد VVVF في حالة كبح متجددة ولا تحتاج إلى الحصول على طاقة من شبكة الطاقة. (3) قسم الكبح: تستخدم مصاعد ACVV عمومًا طريقة كبح استهلاك الطاقة في قسم الكبح، والتي تحصل على تيار كبح استهلاك الطاقة من شبكة الطاقة، ويتم تحويل التيار إلى طاقة حرارية واستهلاكها في دوار المحرك. بالنسبة للمحركات ذات عجلات القصور الذاتي الأكبر، يمكن أن يصل تيار كبح استهلاك الطاقة إلى 60-80 أمبير، كما أن تسخين المحرك شديد نسبيًا. لا تتطلب مصاعد VVVF أي طاقة من شبكة الطاقة أثناء مرحلة الكبح، ويعمل المحرك الكهربائي في حالة كبح متجددة. يتم تحويل الطاقة الحركية لنظام المصعد إلى طاقة كهربائية وتستهلكها المقاومة الخارجية للمحرك، مما لا يوفر الطاقة فحسب، بل يتجنب أيضًا ظاهرة تسخين المحرك الناتجة عن تيار الكبح.
وفقًا لحسابات التشغيل الفعلية، يمكن للمصاعد التي تُدار بواسطة VVVF توفير أكثر من 30% من الطاقة مقارنةً بمصاعد تنظيم السرعة ACVV. كما يُحسّن نظام VVVF معامل القدرة للنظام الكهربائي، ويُخفّض سعة معدات خط المصعد والمحركات الكهربائية بأكثر من 30%. بناءً على ما سبق، يُمكن ملاحظة أن مصاعد تنظيم السرعة بتردد متغير VVVF تتميز بخصائص توفير طاقة واضحة، مما يُمثل اتجاه تطوير تنظيم سرعة المصاعد، وله فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة.
3. مبدأ وتطبيق نظام التحكم في مصعد ناقل التيار المستمر
في الأماكن التي تُستخدم فيها المصاعد بكثرة، لا يكفي مصعد واحد، لذا غالبًا ما يُستخدم مصعدان أو أكثر في آنٍ واحد. بهذه الطريقة، يُمكن إعادة الطاقة الزائدة المُولّدة من مصعد واحد أو اثنين أثناء توليد الطاقة إلى قضيب توصيل مشترك بينهما، وذلك لتحقيق أهداف توفير الطاقة. يتكون نظام التحكم المشترك في مصاعد التيار المستمر عادةً من قواطع دوائر، ومُلامسات، ومُحوّلات، ومحركات، ومُصاهر. وتتمثل ميزته في ربط جميع المصاعد على جانب التيار المستمر من النظام بقضيب توصيل مشترك. وبهذه الطريقة، يُمكن لكل مصعد تحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر من خلال مُحوّله الخاص أثناء التشغيل وإعادتها إلى قضيب التوصيل. يُمكن للمصاعد الأخرى على قضيب التوصيل الاستفادة الكاملة من هذه الطاقة، مما يُقلل من إجمالي استهلاك الطاقة للنظام ويُحقق هدف الحفاظ على الطاقة. في حالة تعطل أحد المصاعد، يُمكن ببساطة إيقاف تشغيل مفتاح الهواء عليه. يتميز هذا النظام بمزايا الهيكل البسيط، والتكلفة المنخفضة، والسلامة والموثوقية.
4. تطبيق وسائل الجر الجديدة
إن وسيلة الجر التقليدية للمصاعد هي الحبال السلكية الفولاذية، التي تستهلك طاقة كبيرة بسبب وزنها واحتكاكها. إن استخدام شرائح الفولاذ المركبة من البولي يوريثان بدلاً من الحبال السلكية الفولاذية التقليدية في صناعة المصاعد يُغير مفهوم تصميم المصاعد التقليدية تمامًا، مما يُتيح توفير الطاقة وزيادة الكفاءة. تتميز شرائح الفولاذ المصنوعة من البولي يوريثان، التي يبلغ سمكها 3 ملليمترات فقط، بمرونة ومتانة أكبر من حبال الأسلاك الفولاذية التقليدية، حيث يبلغ عمرها الافتراضي ثلاثة أضعاف عمرها الافتراضي. كما أن المتانة العالية وقوة السحب العالية لشرائح الفولاذ المصنوعة من البولي يوريثان تجعل تصميم المحرك الرئيسي يبدو مصغرًا. يمكن تقليل قطر عجلة الجر للمحرك الرئيسي إلى 100-150 ملليمترًا. وبفضل تقنية المغناطيس الدائم بدون تروس، يمكن تقليل حجم آلة الجر بنسبة 70% مقارنةً بالمحركات الرئيسية التقليدية، مما يُسهّل تحقيق تصميم خالٍ من غرفة الماكينة، مما يوفر مساحة كبيرة في المبنى ويقلل تكاليف البناء. حاليًا، يعتمد كلٌّ من مصعدي Otis GEN2 وXunda 3300AP هذه التقنية، التي أثبتت فعاليتها في توفير الطاقة بنسبة تصل إلى 50% مقارنةً بالمصاعد التقليدية. إضافةً إلى ذلك، يخضع حبل الجرّ عالي القوة المصنوع من الألياف الاصطناعية بدون نواة من شركة Xunda للمصاعد حاليًا لمرحلة التحقق التشغيلي، ومن المتوقع طرحه في السوق الصينية قريبًا.
5. تقنية السرعة المتغيرة
تُعد تقنية المصاعد متغيرة السرعة تقنيةً جديدةً موفرةً للطاقة وصديقةً للبيئة، ظهرت في السنوات الأخيرة. ويعتمد البحث والتطوير في هذه التقنية على إمكانات توفير الطاقة التي تتميز بها المصاعد التقليدية. أثناء تشغيل المصاعد التقليدية، لا تُضبط السرعة المُصنّفة إلا عند وصول آلة الجر إلى أقصى حمولتها، أي عند وصول طاقة خرجها إلى أقصى حد، سواءً في حالة الحمولة الكاملة أو الفارغة. ومع ذلك، عند وجود حوالي نصف الركاب فقط، ونظرًا لتوازن الصندوق مع ثقل الموازنة، يكون الحمل على آلة الجر صغيرًا، ويظل هناك فائض في طاقة الخرج. أي أنه لا يُستخدم سوى جزء من طاقة آلة الجر. تقنية المصاعد متغيرة السرعة هي استخدام الطاقة المتبقية عند انخفاض الحمل لزيادة سرعة المصعد في ظل نفس ظروف الطاقة. يمكن لتطبيق هذه التقنية الجديدة زيادة السرعة القصوى للمصاعد إلى 1.6 ضعف السرعة المقدرة. تُظهر المحاكاة التجريبية انخفاض وقت انتظار الركاب بنحو 12%. هذا لا يقتصر على تقصير وقت انتظار المصعد ووقت الركوب اللذين يُثيران استياء الركاب فحسب، بل يُحسّن أيضًا كفاءة التنقل وراحته. يُطيل تحسين كفاءة التنقل وقت استعداد المصاعد، ويمكن إطفاء إضاءة المصاعد، مما يُوفر الطاقة بشكل كبير. في الوقت نفسه، يُمكن لتقنية المصاعد متغيرة السرعة زيادة سرعة المصعد بمقدار مستوى واحد دون تغيير طراز آلة الجر، مما يُسهم بشكل كبير في توفير التكلفة والطاقة.
6. نظام اختيار الطبقة الموضوعية
من خلال التحسين المستمر والبحث والتطوير والابتكار، تقبّل الشعب الصيني مفهوم الاستخدام هذا، مما أدى إلى إعادة إحياء المتابعين في هذا المجال. ببساطة، تختار المصاعد التقليدية الطابق المطلوب بعد دخول المصعد وتُبلغه بالطابق الذي يرغب في الوصول إليه. خلال ساعات الذروة، غالبًا ما تتوقف المصاعد طبقة تلو الأخرى، مما يُضعف الكفاءة. مع ذلك، يُتيح تطبيق أنظمة اختيار الطابق الوجهة تنظيم الأشخاص المتجهين إلى نفس الطابق قبل دخول المصعد، مما يُحسّن الكفاءة. من خلال الجمع بين قواعد بيانات البرامج ذات الصلة، وتقنية البلوتوث، وأنظمة إدارة المجمعات السكنية، تُستخدم بطاقات الاتصال الذكية وتعيين المصاعد لدمج المصاعد فعليًا في المباني الذكية. تُحدد مناطق أنشطة الموظفين الداخلين إلى المبنى مسبقًا، مما يُحسّن كفاءة الإدارة ومستوى السلامة في المبنى والمجتمع.
7. تحديث نظام إضاءة عربة المصعد ونظام العرض الأرضي
وفقًا للمعلومات ذات الصلة، يُمكن أن يُوفر استخدام ثنائيات LED الباعثة للضوء، لتحديث المصابيح المتوهجة والفلورسنت ووحدات الإضاءة الأخرى الشائعة الاستخدام في عربات المصاعد، حوالي 90% من استهلاك الإضاءة، ويتراوح عمر هذه الوحدات بين 30 و50 ضعفًا من عمر الوحدات التقليدية. تتميز مصابيح LED عادةً بقوة 1 واط فقط، وهي خالية من الحرارة، ويمكنها تحقيق تصميمات خارجية وتأثيرات بصرية متنوعة، مما يجعلها جميلة وأنيقة. يكون المصعد في وضع الاستعداد، ونظام العرض الأرضي في وضع التشغيل دائمًا. كما يُمكن تحقيق أهداف توفير الطاقة من خلال استخدام تقنية السكون التي تُطفئ تلقائيًا أو تُقلل السطوع إلى النصف.