Постачальники інформації про енергоспоживання ліфтів нагадують, що використання вертикальних ліфтів у висотних будівлях стає все більш популярним. Щоб досягти хороших енергозберігаючих ефектів у ліфтах, можна сказати, що попереду ще довгий шлях. Окрім щоденних управлінських зусиль (таких як встановлення автоматичних датчиків на ліфтах у періоди поза піковими навантаженнями), найважливішим є технологічні дослідження та виробничий процес виробничих підприємств. Згідно зі статистичними даними, споживання енергії приводом ліфта, що перетягує вантаж, становить понад 70% від загального споживання енергії ліфта. Тому практична експлуатація енергозберігаючих ліфтів зосереджена на оновленні та вдосконаленні систем керування та тяги, методів регулювання швидкості ліфта та методів керування.
1. Технологія енергетичного зворотного зв'язку
Технологія зворотного зв'язку за енергією – це процес використання інвертора для інвертування постійного струму перетворювача частоти в змінний струм та його повернення в енергомережу, коли двигун знаходиться в стані генерації. З робочих характеристик ліфтів видно, що половина їхнього робочого стану знаходиться в стані генерації електроенергії. Теоретично, енергозберігаючий ефект технології зворотного зв'язку за енергією має бути дуже хорошим. Згідно з неповною статистикою, наразі понад 92% ліфтів витрачають цю енергію лише у вигляді рекуперативного резисторного нагріву. Виходячи зі статистики майже 1,3 мільйона ліфтів, що використовувалися по всій країні на початок 2011 року, припускаючи, що середня потужність кожного ліфта становить 15 кВт, а середня потужність рекуперативного резистора – 5 кВт, це еквівалентно наявності електричної печі потужністю близько 7 мільйонів кВт у Китаї, яка нагрівається без використання. Яка марнотратність! Технологія зворотного зв'язку за енергією розглядає вхідне джерело живлення ліфтів як керований об'єкт, що має багато переваг. Наразі ця технологія широко використовується кількома виробниками ліфтів, і була розроблена система зворотного зв'язку по потужності, яка дозволяє повертати електроенергію, оброблену за допомогою передової технології багаторазового випрямлення, до електромережі будівлі для використання іншим електрообладнанням у будівлі. Енергозберігаючий пристрій зворотного зв'язку для ліфтів серії PFE - це спеціалізований гальмівний блок зі зворотним зв'язком для ліфтів. Він може ефективно перетворювати регенеровану електричну енергію, що зберігається в конденсаторі інвертора ліфта, на змінний струм і повертати її до мережі, перетворюючи ліфт на зелену "електростанцію" для живлення іншого обладнання та економлячи електроенергію. Крім того, заміна резисторів для споживання енергії знижує температуру навколишнього середовища в машинному приміщенні та покращує робочу температуру системи керування ліфтом, що продовжує термін служби ліфта. Машинне приміщення не потребує використання охолоджувального обладнання, такого як кондиціонер, що опосередковано економить електроенергію.
2. Технологія VVVF (регулювання швидкості зі змінною напругою та частотою)
Технологія VVVF широко використовується в сучасних системах керування приводами ліфтів із регулюванням швидкості змінного струму. Використання зрілої технології VVVF у системах приводів ліфтів стало основним способом покращення продуктивності керування приводом ліфта та підвищення якості його роботи сьогодні. Технологія VVVF дозволила відмовитися від різних типів двошвидкісних приводів керування швидкістю двигунів змінного струму та замінити їх безредукторними приводами постійного струму, що не тільки покращує експлуатаційні характеристики ліфтів, але й ефективно економить енергію та зменшує втрати. Нижче аналізується енергозберігаюча ефективність ліфтів VVVF залежно від різних етапів роботи ліфта. Роботу ліфта можна спростити до трьох етапів: запуск, робота зі сталою швидкістю та гальмування.
(1) Пусковий етап: VVVF запускається в умовах низької частоти, що призводить до низького реактивного струму та значного зменшення загального пускового струму та споживання енергії.
(2) Ділянка зі сталою швидкістю: Енергія, що споживається ліфтами з регулюванням напруги та швидкості (ACVV) під час роботи зі сталою швидкістю, аналогічна енергії, споживаній ліфтами з регулюванням VVVF за умов повного та половинного навантаження вгору. Під час легкого навантаження вгору (або важкого навантаження вниз), через ефект зворотного тягового зусилля, ліфти ACVV повинні отримувати енергію з електромережі для створення гальмівного моменту, тоді як ліфти VVVF працюють у режимі рекуперативного гальмування та не потребують отримання енергії з електромережі.
(3) Гальмівна секція: Ліфти ACVV зазвичай використовують метод гальмування зі споживанням енергії в гальмівній секції, який отримує енергію гальмівного струму з електромережі, а струм перетворюється на теплову енергію та споживається в роторі двигуна. Для двигунів з більшими інерційними колесами споживання енергії гальмівного струму може досягати 60-80 А, а нагрівання двигуна також є досить сильним. Ліфти VVVF не потребують енергії з електромережі під час фази гальмування, а електродвигун працює в режимі рекуперативного гальмування. Кінетична енергія ліфтової системи перетворюється на електричну енергію та споживається зовнішнім опором двигуна, що не тільки економить енергію, але й запобігає нагріванню двигуна, спричиненому гальмівним струмом.
Згідно з фактичними розрахунками експлуатації, ліфти, керовані системою VVVF, можуть заощаджувати понад 30% енергії порівняно з ліфтами з регулюванням швидкості ACVV. Система VVVF також може покращити коефіцієнт потужності електричної системи, зменшити потужність обладнання ліфтової лінії та електродвигунів більш ніж на 30%. Виходячи з вищезазначеного, можна побачити, що ліфти з регулюванням швидкості VVVF мають очевидні енергозберігаючі характеристики, що відображає напрямок розвитку регулювання швидкості ліфтів, а також мають значні економічні та соціальні переваги.
3. Принцип та застосування системи керування ліфтом шини постійного струму
У місцях, де ліфти часто використовуються, одного ліфта недостатньо, тому часто одночасно використовуються два або більше ліфтів. Таким чином, можна розглянути можливість повернення надлишкової енергії, що виробляється одним або двома ліфтами під час вироблення електроенергії, на спільну шину, щоб досягти цілей енергозбереження. Система керування ліфтом із загальною шиною постійного струму зазвичай складається з автоматичних вимикачів, контакторів, інверторів, двигунів та запобіжників. Її характеристика полягає в тому, що всі ліфти на стороні постійного струму системи підключаються до спільної шини. Таким чином, кожен ліфт може перетворювати змінний струм на постійний через власний інвертор під час роботи та подавати його назад на шину. Інші ліфти на шині можуть повністю використовувати цю енергію, зменшуючи загальне споживання енергії системою та досягаючи мети енергозбереження. Коли один з ліфтів виходить з ладу, просто вимкніть повітряний вимикач на цьому ліфті. Ця схема має переваги простої конструкції, низької вартості, безпеки та надійності.
4. Застосування нових тягових середовищ
Традиційним тяговим середовищем для ліфтів є сталевий трос, який споживає багато енергії через вагу та тертя сталевого троса. Застосування поліуретанової композитної сталевої стрічки замість традиційного сталевого троса в ліфтовій галузі повністю змінює концепцію проектування традиційних ліфтів, роблячи можливим енергозбереження та ефективність. Поліуретанові сталеві стрічки товщиною всього 3 міліметри є більш гнучкими та довговічними, ніж традиційні сталеві троси, а термін служби втричі перевищує термін служби традиційних сталевих тросів. Висока міцність та висока сила опору поліуретанової сталевої стрічки роблять конструкцію головного двигуна мініатюрною. Діаметр тягового колеса головного двигуна можна зменшити до 100-150 міліметрів. У поєднанні з безредукторною технологією з постійними магнітами, об'єм тягової машини можна зменшити на 70% порівняно з традиційними головними двигунами, що дозволяє легко досягти конструкції без машинного приміщення, значно економлячи простір будівлі та зменшуючи витрати на будівництво. Наразі цю технологію використовують як ліфт Otis GEN2, так і ліфт Xunda 3300AP, що, як було доведено, економить до 50% енергії порівняно з традиційними ліфтами. Крім того, високоміцний тяговий канат із синтетичного волокна без серцевини від компанії Xunda Elevator Company зараз перебуває на стадії експлуатаційних випробувань і, як очікується, вийде на китайський ринок найближчим часом.
5. Технологія змінної швидкості
Технологія ліфтів зі змінною швидкістю – це ще одна нова енергозберігаюча та екологічно чиста технологія, що з'явилася в останні роки. Дослідження та розробки технології ліфтів зі змінною швидкістю базуються на енергозберігаючому потенціалі традиційних ліфтових продуктів. Під час роботи традиційних ліфтів номінальна швидкість встановлюється лише тоді, коли тягова машина має максимальне навантаження, тобто коли вихідна потужність тягової машини максимальна, як за умов повного, так і порожнього навантаження. Однак, коли присутня лише приблизно половина пасажирів, через те, що кабіна збалансована противагою, навантаження на тягову машину насправді невелике, і все ще залишається надлишок вихідної потужності. Тобто використовується лише частина потужності тягової машини. Технологія ліфта зі змінною швидкістю «це використання залишкової потужності при низькому навантаженні для збільшення швидкості ліфта за тих самих умов потужності. Застосування цієї нової технології може збільшити максимальну швидкість ліфтів до 1,6 раза від номінальної швидкості. Демонстрація моделювання показує, що час очікування пасажирів скоротився приблизно на 12%. Це не тільки скорочує час очікування ліфта та час поїздки, якими пасажири найбільше незадоволені, але й підвищує ефективність та комфорт мобільності. Покращення ефективності мобільності подовжує час очікування ліфтів, а освітлення ліфтів можна вимкнути, що має значний енергозберігаючий ефект. Водночас технологія ліфта зі змінною швидкістю може збільшити швидкість ліфта на один рівень без збільшення моделі тягової машини, що може відігравати важливу роль в економії коштів та енергії.
6. Система вибору об'єктивного шару
Система керування Xunda M10 була першою в Китаї, яка застосувала технологію вибору поверху призначення. Завдяки постійному вдосконаленню та інноваціям у дослідженнях і розробках, її концепція використання була прийнята китайським народом і призвела до постійних інновацій послідовників у галузі. Її система нового покоління Schindler ID була застосована в кількох елітних будівлях у Китаї (будівля Nanjing Zifeng, будівля PetroChina). Простіше кажучи, традиційні ліфти вибирають поверх лише після входу в ліфт і повідомляють ліфту про поверх, на який вони хочуть потрапити. У години пік вони часто зупиняються шар за шаром, що неефективно. Однак застосування систем вибору поверху призначення дозволяє організувати людей, які йдуть на один поверх, перед входом у ліфт, що може підвищити ефективність. Завдяки поєднанню відповідних програмних баз даних, технології Bluetooth та систем управління спільнотою, виклик смарт-карт та призначення ліфтів використовуються для справжньої інтеграції ліфтів у розумні будівлі. Зони діяльності для персоналу, який входить до будівлі, попередньо встановлені, що підвищує ефективність управління та рівень безпеки будівлі та спільноти.
7. Оновіть систему освітлення кабіни ліфта та систему індикації на підлозі.
Згідно з відповідною інформацією, використання світлодіодних світлодіодів для оновлення поширених ламп розжарювання, люмінесцентних ламп та інших освітлювальних приладів у кабінах ліфтів може заощадити близько 90% використання освітлення, а термін служби світильників у 30-50 разів довший, ніж у звичайних світильників. Світлодіодні лампи зазвичай мають потужність лише 1 Вт, не нагріваються та можуть створювати різноманітні зовнішні дизайни та оптичні ефекти, роблячи їх красивими та елегантними. Ліфт знаходиться в режимі очікування, а система поверхового дисплея завжди працює. Використання технології сну для автоматичного вимкнення або зменшення яскравості вдвічі також може досягти цілей енергозбереження.
8. Ліфт на сонячній енергії
Порівняно зі звичайними ліфтами, ліфти, що працюють на сонячній енергії, мають дві очевидні характеристики: по-перше, джерело живлення може перемикатися автоматично. По-друге, це впровадження нових технологій для додаткових оптичних мереж. Сонячну енергію та електричну енергію, що виробляється під час роботи ліфта, можна зберігати в спеціальних акумуляторах. Після досягнення певних параметрів електромережа не потребує продовження подачі живлення, а автоматично перемикається в режим живлення від акумуляторів, повністю використовуючи сонячну енергію та переробляючи електричну енергію.