Các nhà cung cấp thiết bị tiết kiệm năng lượng thang máy xin nhắc nhở bạn rằng việc đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng thang máy tốt là một nhiệm vụ lâu dài và gian khổ. Bên cạnh những nỗ lực quản lý hàng ngày (chẳng hạn như lắp đặt cảm biến tự động trên thang máy trong thời gian di chuyển ngoài giờ cao điểm), điều quan trọng nhất là quá trình nghiên cứu công nghệ và sản xuất của doanh nghiệp sản xuất. Theo số liệu thống kê, điện năng tiêu thụ của bộ truyền động thang máy kéo tải chiếm hơn 70% tổng điện năng tiêu thụ của thang máy. Do đó, trọng tâm vận hành thực tế của thang máy tiết kiệm năng lượng nằm ở việc cập nhật và cải tiến hệ thống truyền động và lực kéo, phương pháp điều chỉnh tốc độ thang máy và phương pháp điều khiển. Với việc nghiên cứu và phát triển sâu rộng các công nghệ tiết kiệm năng lượng trong ngành thang máy, đã có sự phát triển đa dạng trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng thang máy.
1. Công nghệ phản hồi năng lượng
Công nghệ phản hồi năng lượng là quá trình sử dụng biến tần để chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) của bộ biến tần thành dòng điện xoay chiều (AC) và đưa trở lại lưới điện khi động cơ ở trạng thái phát điện. Từ đặc tính hoạt động của thang máy, có thể thấy một nửa trạng thái hoạt động của chúng là ở trạng thái phát điện. Về lý thuyết, hiệu quả tiết kiệm năng lượng của công nghệ phản hồi năng lượng là rất tốt. Theo thống kê chưa đầy đủ, hiện nay hơn 90% thang máy chỉ lãng phí năng lượng này dưới dạng nhiệt điện trở tái tạo. Công nghệ phản hồi năng lượng coi nguồn điện đầu vào của thang máy là một đối tượng được kiểm soát, mang lại nhiều ưu điểm. Hiện nay, công nghệ này đã được một số nhà sản xuất thang máy ứng dụng rộng rãi, và một hệ thống phản hồi năng lượng đã được phát triển, cho phép điện năng được xử lý bằng công nghệ chỉnh lưu đa cấp tiên tiến được đưa trở lại lưới điện của tòa nhà để sử dụng cho các thiết bị điện khác trong tòa nhà. Hệ thống lưu trữ năng lượng điện phản hồi trong pin và cung cấp trực tiếp cho các thiết bị điện khác trong lưới điện để sử dụng. So với các sản phẩm trước đây, hệ thống thang máy điện hybrid này có hiệu suất tiết kiệm năng lượng toàn diện từ 20-50%. Việc biến thang máy thành "nhà máy điện" xanh để cung cấp điện cho các thiết bị khác có tác dụng tiết kiệm điện. Ngoài ra, bằng cách thay thế các điện trở tiêu thụ năng lượng, nhiệt độ môi trường trong phòng máy được giảm xuống, nhiệt độ vận hành của hệ thống điều khiển thang máy được cải thiện, kéo dài tuổi thọ của thang máy. Phòng máy không cần sử dụng các thiết bị làm mát như điều hòa không khí, gián tiếp tiết kiệm điện.
2. Công nghệ VVVF (Điều khiển tốc độ tần số biến thiên điện áp)
Công nghệ VVVF đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển truyền động thang máy điều chỉnh tốc độ AC hiện đại. Việc sử dụng công nghệ VVVF hoàn thiện trong các hệ thống truyền động thang máy đã trở thành phương pháp chính để cải thiện hiệu suất điều khiển truyền động thang máy và nâng cao chất lượng vận hành thang máy ngày nay. Công nghệ VVVF đã loại bỏ nhiều loại truyền động điều khiển tốc độ động cơ AC tốc độ kép và thay thế truyền động DC không hộp số, không chỉ cải thiện hiệu suất vận hành của thang máy mà còn tiết kiệm năng lượng hiệu quả và giảm tổn thất. Sau đây là phân tích hiệu suất tiết kiệm năng lượng của thang máy VVVF theo các giai đoạn vận hành thang máy khác nhau. Hoạt động của thang máy có thể được đơn giản hóa thành ba giai đoạn: khởi động, vận hành tốc độ ổn định và phanh. (1) Giai đoạn khởi động: VVVF khởi động trong điều kiện tần số thấp, dẫn đến dòng điện phản kháng thấp và giảm đáng kể tổng dòng điện khởi động và mức tiêu thụ năng lượng. (2) Giai đoạn tốc độ ổn định: Năng lượng tiêu thụ của thang máy ACVV (điều chỉnh điện áp và tốc độ) trong quá trình vận hành tốc độ ổn định tương tự như thang máy được điều khiển bằng VVVF trong điều kiện đầy tải và nửa tải trở lên. Trong quá trình tải nhẹ lên (hoặc tải nặng xuống), do hiệu ứng kéo ngược, thang máy ACVV cần lấy năng lượng từ lưới điện để tạo ra mô-men xoắn phanh, trong khi thang máy VVVF hoạt động ở trạng thái phanh tái tạo và không cần lấy năng lượng từ lưới điện. (3) Bộ phận phanh: Thang máy ACVV thường sử dụng phương pháp phanh tiêu thụ năng lượng trong bộ phận phanh, lấy dòng điện phanh tiêu thụ năng lượng từ lưới điện và dòng điện này được chuyển thành năng lượng nhiệt và tiêu thụ trong rôto của động cơ. Đối với động cơ có bánh xe quán tính lớn hơn, dòng điện phanh tiêu thụ năng lượng có thể đạt tới 60-80A và động cơ cũng bị nóng lên tương đối nghiêm trọng. Thang máy VVVF không yêu cầu bất kỳ năng lượng nào từ lưới điện trong giai đoạn phanh và động cơ điện hoạt động ở trạng thái phanh tái tạo. Động năng của hệ thống thang máy được chuyển đổi thành năng lượng điện và được tiêu thụ bởi điện trở ngoài của động cơ, điều này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn tránh được hiện tượng động cơ bị nóng lên do dòng điện phanh gây ra.
Theo tính toán vận hành thực tế, thang máy điều khiển bằng VVVF có thể tiết kiệm năng lượng hơn 30% so với thang máy điều tốc ACVV. Hệ thống VVVF cũng có thể cải thiện hệ số công suất của hệ thống điện, giảm hơn 30% công suất của thiết bị đường dây thang máy và động cơ điện. Dựa trên những điều trên, có thể thấy thang máy điều tốc VVVF có đặc tính tiết kiệm năng lượng rõ rệt, thể hiện hướng phát triển của công nghệ điều tốc thang máy, mang lại lợi ích kinh tế và xã hội to lớn.
3. Nguyên lý và ứng dụng của hệ thống điều khiển thang máy DC Bus
Ở những nơi thường xuyên sử dụng thang máy, một thang máy là không đủ, do đó, hai hoặc nhiều thang máy thường được sử dụng đồng thời. Theo cách này, có thể xem xét việc đưa năng lượng dư thừa do một hoặc hai thang máy tạo ra trong quá trình phát điện trở lại thanh cái chung của các thang máy này, nhằm đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Hệ thống điều khiển thang máy thanh cái DC chung thường bao gồm các máy cắt, contactor, biến tần, động cơ và cầu chì. Đặc điểm của nó là kết nối tất cả các thang máy ở phía DC của hệ thống với một thanh cái chung. Theo cách này, mỗi thang máy có thể chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều thông qua biến tần riêng trong quá trình vận hành và đưa trở lại thanh cái. Các thang máy khác trên thanh cái có thể tận dụng tối đa năng lượng này, giảm tổng mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống và đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Khi một trong các thang máy gặp sự cố, chỉ cần tắt công tắc điều hòa trên thang máy đó. Sơ đồ này có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, an toàn và tin cậy.
4. Ứng dụng phương tiện kéo mới
Vật liệu kéo truyền thống cho thang máy là cáp thép, tiêu thụ rất nhiều năng lượng do trọng lượng và ma sát của cáp thép. Việc ứng dụng dải thép composite polyurethane thay cho cáp thép truyền thống trong ngành thang máy đã hoàn toàn thay đổi khái niệm thiết kế của thang máy truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả. Dải thép polyurethane chỉ dày 3 mm linh hoạt và bền hơn cáp thép truyền thống, có tuổi thọ gấp ba lần cáp thép truyền thống. Độ dẻo dai và lực cản lớn của dải thép polyurethane khiến thiết kế của động cơ chính có xu hướng thu nhỏ. Đường kính bánh xe kéo của động cơ chính có thể giảm xuống còn 100-150 mm. Kết hợp với công nghệ không hộp số nam châm vĩnh cửu, thể tích của máy kéo có thể giảm 70% so với động cơ chính truyền thống, giúp dễ dàng đạt được thiết kế không có phòng máy, tiết kiệm đáng kể không gian xây dựng và giảm chi phí xây dựng. Hiện tại, cả thang máy Otis GEN2 và thang máy Xunda 3300AP đều đã áp dụng công nghệ này, được chứng minh là tiết kiệm năng lượng tới 50% so với thang máy truyền thống. Ngoài ra, dây kéo sợi tổng hợp không lõi cường độ cao của Công ty Thang máy Xunda hiện đang trong giai đoạn kiểm tra vận hành và dự kiến sẽ sớm có mặt tại thị trường Trung Quốc.
5. Công nghệ tốc độ thay đổi
Công nghệ thang máy biến tốc là một công nghệ mới tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường khác đã xuất hiện trong những năm gần đây. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ thang máy biến tốc dựa trên tiềm năng tiết kiệm năng lượng của các sản phẩm thang máy truyền thống. Trong quá trình vận hành thang máy truyền thống, tốc độ định mức chỉ được thiết lập khi máy kéo đạt tải trọng tối đa, tức là khi công suất đầu ra của máy kéo đạt mức tối đa, trong cả điều kiện tải trọng đầy và tải trọng rỗng. Tuy nhiên, khi chỉ có khoảng một nửa số hành khách có mặt, do hộp được cân bằng với đối trọng, tải trọng trên máy kéo thực tế nhỏ và vẫn còn công suất đầu ra dư thừa. Nghĩa là, chỉ một phần công suất của máy kéo được sử dụng. Công nghệ thang máy tốc độ biến thiên "là việc sử dụng công suất còn lại khi tải trọng thấp để tăng tốc độ thang máy trong cùng điều kiện công suất. Ứng dụng công nghệ mới này có thể tăng tốc độ tối đa của thang máy lên gấp 1,6 lần tốc độ định mức. Trình diễn mô phỏng cho thấy thời gian chờ của hành khách đã giảm khoảng 12%. Điều này không chỉ rút ngắn thời gian chờ thang máy và thời gian đi thang máy mà hành khách không hài lòng nhất mà còn cải thiện hiệu quả di chuyển và sự thoải mái. Việc cải thiện hiệu quả di chuyển giúp kéo dài thời gian chờ của thang máy và có thể tắt đèn thang máy, mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng đáng kể. Đồng thời, công nghệ thang máy tốc độ biến thiên có thể tăng tốc độ thang máy lên một cấp mà không cần phải tăng model máy kéo, điều này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm chi phí và năng lượng.
6. Hệ thống lựa chọn lớp mục tiêu
Thông qua cải tiến liên tục và đổi mới nghiên cứu và phát triển, khái niệm sử dụng này đã được người dân Trung Quốc chấp nhận và dẫn đến sự tái tạo liên tục của những người theo sau trong ngành. Nói một cách đơn giản, thang máy truyền thống chỉ chọn tầng sau khi vào thang máy và thông báo cho thang máy về tầng họ muốn đến. Trong giờ cao điểm, chúng thường dừng lại từng tầng một, điều này không hiệu quả. Tuy nhiên, việc áp dụng hệ thống chọn tầng đích cho phép sắp xếp những người đi đến cùng một tầng trước khi vào thang máy, điều này có thể cải thiện hiệu quả. Bằng cách kết hợp các cơ sở dữ liệu phần mềm có liên quan, công nghệ Bluetooth và hệ thống quản lý cộng đồng, việc gọi thẻ thông minh và chỉ định thang máy được sử dụng để thực sự tích hợp thang máy vào các tòa nhà thông minh. Các khu vực hoạt động dành cho nhân viên vào tòa nhà được thiết lập sẵn, cải thiện hiệu quả quản lý và mức độ an toàn của tòa nhà và cộng đồng.
7. Nâng cấp hệ thống chiếu sáng cabin thang máy và hệ thống hiển thị sàn
Theo thông tin liên quan, việc sử dụng đèn LED để thay thế đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và các thiết bị chiếu sáng khác trong cabin thang máy có thể tiết kiệm khoảng 90% lượng ánh sáng tiêu thụ, và tuổi thọ của đèn cao gấp 30 đến 50 lần so với đèn thông thường. Đèn LED thường có công suất chỉ 1W, không tỏa nhiệt, có thể tạo ra nhiều kiểu dáng ngoại thất và hiệu ứng quang học khác nhau, mang lại vẻ đẹp sang trọng và tinh tế. Thang máy luôn ở chế độ chờ, hệ thống hiển thị trên sàn luôn ở chế độ hoạt động. Việc sử dụng công nghệ ngủ để tự động tắt hoặc giảm một nửa độ sáng cũng có thể đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng.