Enerji Verimliliği Taahhüdü

Fermator Grubu Kapı Kontrol Sisteminin Enerji Tüketimini Azaltıyor

Dikey ulaşımda enerji tüketimi ve dünyada tüketilen toplam enerji içindeki ekonomik etkisi hakkında birçok makale bulunmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı[1] tarafından 2014 yılında sağlanan veriler kullanılarak, brüt üretim artı ithalat eksi ihracat ve kayıplar dahil elektrik tüketimi yıllık 21,962.54 TWh olmuştur.

Bazı yazarlar[2 ve 3] asansör sistemlerinde kullanılan enerjiyi bütünün %2-5'i olarak belirlemiştir. Ortalama olarak asansör sistemlerinde tüketilen enerji yılda yaklaşık 768.69 TWh'ye çevrilir. Kabinlerde cer sistemi tarafından tüketilen enerjiye ek olarak aydınlatma, havalandırma, kabin göstergeleri (yön okları, kat göstergeleri vb.), konfigüre edilebilir kat göstergeleri veya motorlu kapılar gibi başka unsurlar da bulunur ve bu enerjinin bir kısmını da tüketirler. .

Dünyanın en büyük tek ürünlü asansör otomatik kapı üreticilerinden biri olan Fermator Group, kapı kontrol sisteminin enerji tüketimini azaltmak, aynı zamanda performansı artırmak ve güvenlik standartları ve yönetmeliklerine uymak için çaba sarf ediyor. Bu makale, kapı kontrol sisteminde tüketilen enerjiyi ölçmek için metodolojiyi açıklar ve Fermator Group tarafından kapı işletiminde optimum enerji tüketimine ulaşmak için geliştirilen bazı yenilikleri açıklar.

Kabin ve Kat Kapısı Kontrol Sistemlerinin Enerji Tüketimi

Normal koşullar altında, VDI 4707'de sunulan asansör kullanım kategorilerine göre[4] günlük ortalama bekleme süresi 18-23.7 saattir. Kapının çalışır durumda ve boşta iken ne kadar enerji tüketildiğini bilmek önemlidir. Örnek olarak, Şekil 1, Avrupa Asansör Birliği tarafından E4 Projesinde[5] yayınlanan verilerden referanslar alınarak konut ve konut dışı (veya ticari) sektörler için çalışma ve bekleme sürelerinde enerjinin nasıl tüketildiğini göstermektedir. -operasyon ve Geliştirme (OCDE) üye ülkeleri.

Konut sektöründe, bekleme durumunda tüketilen enerji, asansör sisteminde tüketilen toplam enerjinin yaklaşık %67.16'sını temsil etmektedir. Ancak konut dışı sektör için bu oran %40'a kadar düşmektedir. İlk şekle bakıldığında, kapı sistemindeki enerji tüketimini optimize etmek için yapılan herhangi bir eylemin, açık ve kapalı kapı durumları için ve ayrı ayrı kapı döngüsü devam ederken önlemleri içermesi gerektiği açıktır.

Sabit Kapı: Akıllı Çözüm Olarak Fermator Grubu Kontrol Konumu

Hem açık hem de kapalı kapı konumlarında enerji tasarrufu için atılan adımları anlamak için, şu anda kapılarda tüketilen enerjiyi ölçmek gerekir. “Asansörler ve Yürüyen Merdivenler Enerji Performans Analizi”[6], bekleme modundayken enerji tüketimini azaltmak için “Mevcut En İyi Teknolojiler” adlı bir senaryo önerdi. Dikkate alınan alanlar arasında aydınlatma sistemi, elektronik kontrolörler, sürücü invertörü ve kapı operatörü yer alıyor. Analiz, bu öğelerin her biri ve kapı operatörü için tüketim kotaları tahsis etti. Bu pay toplam tüketimin yaklaşık %7.7'sine ulaşmaktadır. OCDE üyeleri için 2016 yılında “bekleme durumunda” iken kapı kontrolünde tüketilen enerji Şekil 2'de gösterilmiştir.

Bekleme durumu, açık veya kapalı konumlardayken kapı ile ilişkilidir. Geleneksel olarak, kapı konumlarını korumak için operatör, şaft torku ve sonuç olarak kayış üzerinde bir kuvvet ile sonuçlanan bir motor voltajı uygular. Bu voltaj, açık veya kapalı kapıya uygulanan "durma akımı" veya tork ile ilişkilidir. Çoğu durumda, parametrelenebilir bir değerdir. Kapı kontrol sistemlerindeki enerji kayıplarının ana nedenlerinden biri bu “durma” konumunu sürdürmek için tüketilen akımdır.

Şekil 3, FBELT ve FSPRING eşit olduğunda ideal duruma ulaşıldığını göstermek için “kuvvetler” diyagramıyla birlikte bir kabin ve kat kapısı sistemini göstermektedir. Bu kuvvetler arasındaki bir dengesizlik, ya açık ya da kapalı kapı konumunda kayba (FSPRING > FBELT) ya da sürücü ve motorda Joule etkisiyle enerji kayıplarına (FSPRING < FBELT) yol açar.

Fermator Group, terminal kapısı konumunun otomatik olarak korunmasını sağlamak için algoritmalar kullanan ve kat kapısı kapanma kuvveti ile motor torkunun buna bağlı kuvveti arasında doğru dengeyi sağlayan “Fermator SMART Door Control Position®” adlı bir yazılım geliştirmiştir. Fermator Group SMART Drive'da bulunan bu özellik, olası konum salınımlarını (kapı "pompalaması") önlemek için orantılı-tümleşik-türev sarma önleyici kontrollerle birlikte uzay vektörü darbe genişlik modülasyonu (PWM) sentezinin kullanımına dayanmaktadır. .

Yeni Fermator Group yazılımı, sahada çalışırken yapılan ölçümlerle açık kapı enerji tüketiminde %22-42 azalma sağlıyor. Bu tasarruf yüzdelerini ölçülebilir enerji değerlerine dönüştürmek için, tüm kapı sistemleri SMART'ı içeriyorsa ve bir operatörün zamanının %5'inde açık kapı konumunda kaldığı varsayılırsa, tasarruf edilen enerji yılda 87,705 GWh'ye ulaşabilir. Açıkçası, bir kapı uzun süre açık konumda kalırsa, tasarruf edilen enerji daha fazla olacaktır. Öte yandan, yay ve kayış kuvvetleri arasındaki dengeyi sağlamak için ideal voltaj ile keyfi olarak sabitlenen voltaj arasındaki daha büyük farklar, SMART tarafından tasarruf edilen enerjiyi artıracaktır.

İspanya hükümeti tarafından yayınlanan verilere göre,[8] İspanya'da 2 yılında “binalar” sektörü için emisyon faktörü (kgCO2012/kWh cinsinden) 0.33 idi. Bu, İspanya Ulusal Enerji Komisyonu tarafından yayınlanan son değerdir ve hesaplamalarda kullanılacak faktör olacaktır. Yalnızca "kapı açık durumu" için SMART yazılımı 28,942.65-T'ye katkıda bulunur. yılda atmosfere salınan CO2'deki azalma.

“Kapı açık” için tarif edilene benzer bir durum “kapı kapalı” içinde de mevcuttur. Bu durumda, debriyajda, kabin kapısını kat kapısına tutturmak için kullanılan mekanizmada bir yay kuvveti mevcuttur. “Kapı kapalı” pozisyonunda sahada yapılan ölçümlerde de enerji tüketiminde %22-42 azalma sağlanmıştır.

Kapı Hareketi: Fermator Grubu Uzay Vektörü PWM ve Sabit Tork Açısı Kontrolü

Motorun çalışmasıyla birlikte, Fermator Group'un enerji tüketimini azaltmak için gösterdiği çabalar, kontrol yazılımının gelişimine odaklandı. Geleneksel olarak, limit anahtarlı açık çevrim kontroller veya limit anahtarlı kapalı çevrim kontroller
enkoder ve hız profilleri, motora giden voltajı sentezlemek için sinüzoidal PWM kullanmıştır. Fermator Group, voltaj sentezleme stratejisi olarak uzay vektörü PWM'yi (SVPWM) dahil ederek bir adım daha ileri gitti. Bu sayede elde edilen iyileştirmelerden bazıları şunlardır:

• SVPWM, aynı bara voltajı için %15 daha fazla voltaj sentezleyebilir. Bu, "engeller" veya yeniden açma sinyalleri durumunda daha hızlı dinamik tepkilerle daha çeşitli hız profillerine izin verir.
• SVPWM, tüm modülasyon indeksleri spektrumu için daha düşük bir toplam harmonik distorsiyona sahiptir. Bu, motorda daha düşük Joule etkisi kayıpları yaratır ve daha düşük motor çalışma sıcaklıkları ile sonuçlanır.

Fermator Group, kontrol yazılımında sabit tork açısı (CTA) kontrolünü kullanır. Bu yazılım, Dariusz Świerczyński[7] tarafından nominal yük değerinin %200'ünün altındaki yük aralıkları için açıklandığı gibi, CTA kontrol yazılımının amper başına maksimum torku pratik olarak garanti etmesini sağlar. CTA kullanılarak elde edilen başlıca iyileştirmeler şunlardır:

• Motorun kapı panellerine uyguladığı lineer kuvvetin kontrolü, EN 81-20/-50 mevcut yönetmeliklerin gerekliliklerine uygun hale gelir
• Motor çalışma sıcaklığındaki düşüşe katkı: Aynı çalışma koşulları altında sahada yapılan ölçümlere göre, yeni kontrol yazılımı ile motor sıcaklığı 5-10ºC daha düşüktür.

Geleceğe bakmak

Çevreye duyarlı cihazlar yaratma politikalarını sürdüren Fermator Group, “Akıllı Cihazlar” serisini geliştiriyor. Bu strateji, enerji azaltma konseptlerinin evrimini elektrik tüketimini etkileyen mekanik unsurlara taşıyacaktır. Debriyaj sistemleri, askı/palet sürtünmesi, kapı kütlesi ve enerji tasarrufuna katkıda bulunabilecek diğer tüm unsurlar incelenirken, şirket güvenlik ve sağlamlığı garanti etmeye odaklanmaya devam edecek.

Referanslar
[1] Uluslararası Enerji Ajansı. Yıllık rapor enerji tüketimi,
January 2015.
[2] Harvey Sachs, Harry Misuriello ve Sameer Kwatra. “Gelişen Asansör Enerji Verimliliği”, Amerikan Enerji Verimli Ekonomi Konseyi, Rapor A1501, Ocak 2015.
[3] Al-Sharif, L. “Asansör Enerji Tüketimi: Genel Bakış, 1974-2001,” Elevator Engineering, Ekim 2004, s. 61-66.
[4] Alman Mühendisler Birliği. “VDI 4707 YÖNERGELERİ: Enerji Verimliliğini Arttırıyor,” Mayıs 2008.
[5] Avrupa Asansör Birliği-E4 Projesi. “Enerji Verimli Asansörler ve Yürüyen Merdivenler,” Mart 2010.
[6] Carlos Patrão, Aníbal De Almeida, João Fong ve Fernando Ferreira. ISR-Coimbra Üniversitesi. “Asansörler ve Yürüyen Merdivenler Enerji Performans Analizi,” ACEE Enerji Verimliliği Yaz Çalışması
Binalar, 2010, s. 53-63.
[7] Yüksek Lisans Dariusz Świerczyński. “Inverter-Fed Daimi Mıknatıslı Senkron Motor Sürücüsünün Uzay Vektör Modülasyonu (DTC-SVM) ile Doğrudan Tork Kontrolü,” PhD.D. Tez, Elektrik Mühendisliği Fakültesi Kontrol ve Endüstriyel Elektronik Enstitüsü, Varşova Teknoloji Üniversitesi, Polonya, 2015.
[8] Ministerio de Industria, Energía y Turismo, Gobierno de España. “Faktörler de CO2 y Coeficientes de Paso a Energía Primaria de Diferentes Fuentes de Energía Final Consumidas en el Sector de Edificios en España,” Ocak 2016.