طريقة محسنة وأكثر دقة لحساب استهلاك الطاقة للمصعد

غالبًا ما يكون من الضروري اختيار تركيب المصعد الأفضل أداءً من حيث كفاءة الطاقة ، على سبيل المثال ، للحصول على أول رصيد في نظام تصنيف أسلوب التقييم البيئي لمؤسسة أبحاث البناء (توجد تصنيفات التصنيف البيئي الأخرى مثل LEED و Green Star وما إلى ذلك. ). كانت طرق حساب استهلاك الطاقة السابقة غير دقيقة مثل تلك المقترحة في دليل CIBSE D: 2010. تم تطوير طريقة أكثر دقة من قبل مجموعة العمل 178 التابعة للمنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) TC10. تم نشر هذا في ISO / DIS 25745-2 في 6 يونيو 2013. ويرد هنا نموذج مبسط لطريقة الحساب.

البيانات المعطاة

تعتمد الطريقة على معرفة مجموعات البيانات الثلاث: البيانات المعروفة والبيانات المقاسة والبيانات المقدرة.

البيانات المعروفة للتثبيت الهدف هي بيانات التصميم. هذه البيانات هي: السرعة المقدرة. معدل الحمولة؛ قيمة التسارع قيمة النطر ، من الطابق النهائي إلى مسافة الطابق النهائي ؛ عدد المحطات وقت فتح أبواب المصعد وفتحها وإغلاقها في أماكن الإنزال ؛ ونسبة موازنة العداد.

يتم الحصول على البيانات المقاسة باستخدام الطريقة المحددة في EN ISO 25745-1: 2012 إما من التثبيت المستهدف الفعلي أو من منشأة برج اختبار لمحاكاة التثبيت المستهدف. هذه البيانات هي: تشغيل استهلاك الطاقة ؛ يقف استهلاك الطاقة الخمول ؛ الطاقة الاحتياطية (تم تعريف هذه المصطلحات في BS EN ISO 25745-1: 2012). في حالة عدم وجود بيانات مقاسة ، يمكن استخدام القيم التي تم الحصول عليها عن طريق المحاكاة.

البيانات المقدرة هي مؤشر على نشاط التثبيت الذي يتراوح من نشاط منخفض جدًا إلى نشاط مرتفع جدًا. يتم تمثيل هذه البيانات من خلال عدد الرحلات في اليوم الواحد.

الاستهلاك اليومي المقدر للطاقة

الاستهلاك اليومي المقدر للطاقة (E_d) المصعد هو مجموع الاستهلاك الجاري (E_rd) والاستهلاك الدائم (الخمول / الاستعداد) (E_sd):

الاستهلاك اليومي المقدر للطاقة الجارية

استهلاك الجري اليومي (E_d) يعتمد على الطاقة المستخدمة لرحلة متوسطة يقوم بها المصعد المستهدف مضروبًا في عدد الرحلات في اليوم (n_d). استهلاك الطاقة الجارية (E_rc) المستخدمة لأداء دورة مرجعية ISO (السفر للخارج للسيارة الفارغة من محطة هبوط إلى محطة أخرى للهبوط والعودة) يتم الحصول عليها من خلال القياس الذي تم إجراؤه وفقًا لـ EN ISO 25745-1: 2012. قياس الطاقة الجارية هذا من أجل سيارة فارغة تقطع المسافة بين الهبوط النهائي (s_rc). المسافة المقطوعة لرحلة متوسطة (s_av) أقل من المسافة بين عمليات الإنزال النهائية ويمكن التعبير عنها كنسبة مئوية من المسافة (s_rc) ، على سبيل المثال:٪ S = s_av/s_rc.

يتم قياس الطاقة الجارية بسيارة فارغة. أثناء التشغيل ، سينقل المصعد أحمال الركاب من صفر إلى حمولة كاملة. بشكل عام ، متوسط ​​التحميل منخفض. لتصحيح السيارات المحملة ، يجب تصحيح الطاقة الجارية بواسطة عامل الحمولة (k_L). وبالتالي ، فإن الاستهلاك اليومي الجاري (E_d) في Wh بواسطة المعادلة 2:

أين:

• n_d هو عدد الرحلات اليومية (الرحلة هي الحركة من طابق إلى آخر.)
• %S هي النسبة المئوية لمتوسط ​​مسافة السفر لكل رحلة لتثبيت مستهدف.
• k_L هو عامل الحمولة لكل رحلة.
• E_rc هو استهلاك الطاقة الجاري المقاس أو المقدّر لدورة ISO المرجعية (رحلتان) بالواط.

1. عدد الرحلات في اليوم (n_d) للتثبيت المستهدف إما معروف ، أو يمكن تقديره ، أو مأخوذ من الجدول 1. يحدد عدد الرحلات فئة الاستخدام لأي حسابات.

يمكن أخذ النسبة المئوية لمتوسط ​​مسافة السفر (٪ S) من الجدول 2 بناءً على فئة الاستخدام المحددة وعدد التوقفات المحتملة في المبنى المخدوم.

* قد يلزم مراجعة القيمة المقترحة إذا كانت حركة المرور بين طابقين نهائيين هي السائدة. في هذه الحالة ، قد يميل متوسط ​​مسافة السفر نحو 100٪.

لاحظ أن عدد مرات التوقف للتثبيت الهدف هو بيانات معروفة.

قيمة عامل الحمولة (k_L) باستخدام المعادلات 3 أ / 3 هـ أدناه ، حيث قيمة النسبة المئوية لمتوسط ​​حمولة السيارة (%Q) مأخوذ من الجدول 3 وفقًا لفئة الاستخدام والحمل المقدر. لاحظ الحمولة المقدرة (Q) من التثبيت المستهدف بيانات معروفة.

بالنسبة لمصاعد الجر المتوازنة حتى 50٪:       

           k_L = 1 - (%Q × 0.0164) (المعادلة 3 أ)

           النطاق 0.97 - 0.74.

بالنسبة لمصاعد الجر المتوازنة حتى 40٪:         

           k_L = 1 - (%Q × 0.0192) (المعادلة 3 ب)

           النطاق 0.96 - 0.69.

للمصاعد الهيدروليكية بدون موازنة:   

           k_L = 1 + (%Q × 0.0071) (المعادلة 3 ج)

           النطاق 1.02 - 1.11.

للمصاعد الهيدروليكية مع 35٪ موازنة من وزن السيارة:  

           k_L = 1 + (%Q × 0.0100) (المعادلة ثلاثية الأبعاد)

           النطاق 1.02 - 1.16.

للمصاعد الهيدروليكية مع 70٪ موازنة من وزن السيارة: 

           k_L = 1 + (%Q × 0.0187) (المعادلة 3 هـ)

           النطاق 1.04 - 1.30.

تمثل المعادلات الثلاث الأولى الجر المشترك والمصاعد الهيدروليكية. تم تطوير المعلمات الواردة في هذه المعادلات من نموذج الكمبيوتر لنظام الرفع. النطاق الموضح هو لأدنى وأعلى٪Q القيم الواردة في الجدول 3. وتجدر الإشارة إلى أن الحمل في مصعد الجر يقلل من استخدام الطاقة ، وفي المصعد الهيدروليكي يزيد من استخدام الطاقة.

الاستهلاك اليومي المقدر للطاقة

أين:

P_id         هي الطاقة المستخدمة عندما يكون المصعد في وضع الخمول (W)
            (تم القياس بعد توقف عمليات الباب عندما
             توقف عند الهبوط).

P_st         هي الطاقة المستخدمة عندما يكون المصعد في وضع الاستعداد (W)
             (تقاس بعد خمس دقائق من عدم النشاط).

R_id         هي نسبة وقت الخمول عند استهلاك Pid (value
             <1).

R_st         هي نسبة وقت الاستعداد عند استهلاك Pst
             (القيمة <1).

t_av         هو الوقت المناسب لقطع متوسط ​​مسافة السفر لـ
             التثبيت المستهدف ، بما في ذلك أوقات الباب.

لاحظ أن المصطلح الأول في المعادلة 4 هو الوقت الذي لا يتم فيه تشغيل المصعد ، أي: الوقوف. 

تُقاس الطاقة الخاملة والطاقة الاحتياطية بالقيم التي تم الحصول عليها من خلال الطريقة الواردة في EN ISO 25745-1: 2012. يتم قياس قوة الخمول بسيارة فارغة وعند توقف عمليات الباب. يتم قياس الطاقة الاحتياطية بعد خمس دقائق من عدم النشاط.

تأخذ طريقة ISO في الاعتبار الأنظمة التي قد تبقى في وضع الاستعداد الثاني لمدة تصل إلى 30 دقيقة. هذا لا يعتبر هنا.

يمكن أخذ قيم Rid و Rst من الجدول 4. الوقت (t_av) لقطع متوسط ​​المسافة (s_av) بواسطة المعادلة 5:

أين:

v         هي السرعة المقدرة (م / ث).

j          هو النطر المصنف (م / ث²).

td       هو وقت الافتتاح والفتح والإغلاق
             أوقات أبواب المصعد عند الإنزال.

أمثلة

مثال 1 - رفع الجر

المثال التالي مأخوذ من SAFE S24 بقيم مقربة لتسهيل العمليات الحسابية.

معلمات الرفع

• رفع الجر في مبنى إداري
• الحمولة المقدرة: 1,500 كجم
• السرعة المقدرة: 2.50 م / ث
• السفر: شنومك m
• عدد الوقفات: 20
• الموازنة: 50٪
• التسارع: 1.0 م / ث²
• رعشة 1.25 م / ث³
• أوقات الباب: 8.0 ثانية

يتم تحديد البيانات عن طريق القياس أو المحاكاة

• الرحلات اليومية: 750 (فئة 4)
• قوة الخمول: 500 واط
• الطاقة الاحتياطية بعد 5 دقائق: 120 وات
• طاقة الدورة المرجعية ISO: 170 Wh

البيانات من الجداول

• متوسط ​​مسافة السفر: 44٪ (من الجدول 2)
• متوسط ​​حمولة السيارة: 3.5٪ (من الجدول 3)
• عامل الحمولة (k_L): 0.94 (من k_L = 1 - (٪Q × 0.0164))
• نسبة الخمول / الاستعداد: 45/55 (من الجدول 4)

عملية حسابية

SAV = 0.44 × 75 = 33 م

طاولة = 33 / 2.5 + 2.5 / 1 + 1 / 1.25 + 8 = 24.5 ثانية

                                                                             = 5,500 واط

إد = 26,367 + 5,500 = 31,867 واط

هذا هو 32 كيلو واط ساعة في اليوم (حوالي 0.6 ص [0.6 ج] لكل رحلة).

مثال 2 - الرافعة الهيدروليكية

(هذا المثال مأخوذ من SAFE S3 بقيم مقربة لتسهيل العمليات الحسابية.)

معلمات الرفع

• المصعد الهيدروليكي في مبنى سكني
• الحمولة المقدرة: 500 كجم
• السرعة المقدرة: 0.6 م / ث
• السفر: شنومك m
• عدد الوقفات: 5
• الموازنة: 0٪
• التسارع: 0.3 م / ث²
• رعشة: 0.5 م / ث³
• أوقات الباب: 8.0 ثانية

يتم تحديد البيانات عن طريق القياس أو المحاكاة

• الرحلات اليومية: 30 (فئة 1)
• قوة الخمول: 50 واط
• الطاقة الاحتياطية بعد 5 دقائق: 31 وات
• طاقة الدورة المرجعية ISO: 91 Wh

البيانات من الجداول

• متوسط ​​مسافة السفر: 44٪ (من الجدول 2)
• متوسط ​​حمولة السيارة: 7.5٪ (من الجدول 3)
• عامل الحمولة (k_L): 1.05 (من k_L = 1 + [%Q × 0.0071])
• نسبة الخمول / الاستعداد: 13/87 (من الجدول 4)

عملية حسابية

                                                                               = 631 واط بالساعة

SAV = 0.44 × 13 = 5.7 م

طاولة = 5.7 / 0.6 + 0.6 / 0.3 + 0.3 / 0.5 + 8 = 20.1 ثانية

                                                                                 = 797 واط

Ed = 631 + 797 = 1,428 Wh

هذا هو 1.4 كيلو واط ساعة في اليوم (حوالي 0.7 ص [0.7 ج] لكل رحلة).

تحذير

تستند الأرقام الواردة في الجداول 2 و 3 و 4 على القيم المتوسطة لفئة الاستخدام. إذا تم اكتشاف أن الاستخدام يقع في الطرف الأدنى أو الأعلى من فئة ، فقد يكون استخدام القيمة المتوسطة غير دقيق. وبالتالي ، إذا لم يكن العدد الفعلي للرحلات قريبًا من المتوسط ​​، فمن المقترح أن يتم الحصول على القيم من الجداول عن طريق الاستيفاء.

شكر وتقدير

• ISO / TC178 / WG10 لتطوير الطريقة.
• مجموعة مهام WG10 لتطوير عامل الحمولة (k_L).
• تم تطوير الجداول الواردة في المعيار بواسطة Ana Lorente كجزء من دراسات الدكتوراه الخاصة بها حول أطروحتها "تحليل دورة الحياة ونمذجة الطاقة للمصاعد" في جامعة سرقسطة ، إسبانيا ، لدعم عمل WG10.^[4] 

مراجع حسابات
[1] BS EN ISO 25745-1: 2012 أداء الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة الجزء 1: قياس الطاقة والتحقق منها.
[2] دليل CIBSE D: 2010.
[3] ISO / DIS 25745-2: 2013 أداء الطاقة للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة الجزء 2: حساب الطاقة وتصنيفها للمصاعد (eleva-tors).
[4] Lorente، AM، Nunez، JL & Barney GC: "نماذج الطاقة للمصاعد" ؛ الندوة الثانية حول تقنيات المصاعد والسلالم المتحركة ، 2 سبتمبر 27 ، جامعة نورثهامبتون