Trafik Simülasyonu Kullanarak Asansör Enerji Tüketimini Tahmin Etme Prosedürü

Sayısal örnekler pratik uygulamayı göstermektedir. 

Janne Sorsa tarafından

Bu makale Çek Cumhuriyeti'nin Prag kentindeki Elevcon 2023'te sunuldu.

Anahtar kelimeler: Asansör, enerji tüketimi, simülasyon 

Özet

Mevcut yöntemler, basitleştirici modelleme varsayımlarını kullanarak bir asansörün yıllık enerji tüketimini tahmin eder. Ancak varsayımlar, karmaşık trafik koşulları ve yoğun kullanım altında yüksek binalarda gruplar halinde çalışan asansörlerden büyük ölçüde farklı olabilir. Bu gibi durumlarda, asansör trafiği simülasyonu, tipik bir çalışma günü başına enerji tüketimini değerlendirmek için doğru bir yöntem sağlar. Bu makale, önce tipik bir günlük yolcu talebi profilini simüle etmek ve ardından simülasyonda meydana gelen asansör gezilerinden enerji tüketimini değerlendirmek için bir prosedürü açıklar. Ek olarak, sayısal örnekler, prosedürün farklı asansör ürünlerini karşılaştırmak için pratikte nasıl uygulanabileceğini gösterir.

1. Giriş

İnşaatta sürdürülebilirliğin önemi sürekli artarken, asansör enerji tüketimini tahmin etme konusundaki ilgi de artmaktadır. Çevresel ürün beyanları, bina tasarımcılarına ve sahiplerine asansör yaşam döngüsü boyunca enerji tüketimi ve karbon emisyonları hakkında ayrıntılı bilgi sağlar, ancak tasarlanan belirli bir bina için karşılaştırılabilir değerler vermez (Scott, 2022). Yıllar içinde asansör enerji tüketimi için çok fazla tutarlılık olmaksızın farklı modeller geliştirilmiştir (Lorente Lafuente, 2013; Tukia, 2019; Peters R., 2022). Ancak asansör enerji performansı standardı olan ISO 25745-2, asansör enerji tüketimini hesaplamak için formüller sağlar (ISO, 2015). Standardın modelleme varsayımları, alçak katlı konut binalarını yeterli doğrulukla temsil edebilir, ancak yaklaşan değişikliği ekspres bölgeleri dikkate alacak olsa bile (ISO, 2022), ticari yüksek katlı binalardaki asansörlerin gerçek işletiminden büyük ölçüde farklı olabilir.

Genellikle asansör enerji tüketimi, formüllerle kolayca modellenemeyen asansör kurulumu, asansör kontrol sistemi ve binadaki trafikten etkilenir (Siikonen, Sorsa & Hakala, 2010). Bir asansör kurulumu için bir model, belirli donanımlar için enerji tüketim değerleri sağlar ve herhangi bir karmaşıklıkta olabilir (Hakala, 1995; Smith, Peters & Al-Sharif, 2009). Daha az karmaşık modeller tasarım amaçları için yeterince doğru olabilir, ancak genellikle tedarikçiye özgü ve kamuya açık olmayan daha karmaşık modeller gerçek asansör ürününü tanımlayabilir (Peters R., 2022). Öte yandan asansör trafik simülasyonu, kontrol sistemleri ve trafiğin etkisini modellemek için doğru araçtır (Siikonen, 1993; Peters R., 1998). Trafik simülasyonu günümüzde yolcu asansörlerinin planlanması ve seçiminde rutin olarak kullanılmaktadır, ancak simüle edilen trafik desenleri en yüksek taleplere yoğunlaşmaktadır (ISO, 2020; CIBSE, 2020).

Öte yandan, modern trafik simülasyon araçları tam gün talep profillerini simüle etme ve diğer istatistiklerle birlikte enerji tüketimini analiz etme yeteneğine de sahiptir (Siikonen, Susi & Hakonen, 2001; Hakonen, Kuusinen & Sorsa, 2023; Peters Research Ltd., 2023). Ancak, bazı iyi bilinen talep profilleri yayınlanmış olmasına rağmen, tam gün taleplerine ilişkin gerçek dünya verileri hala yetersizdir (Strakosh, 1983; Siikonen, 2021; Peters, Smith & Evans, 2011). Dahası, farklı binalardaki yolcu taleplerinin geniş ölçekli bir çalışması, yeni ölçümlere ek olarak algoritmik bir yaklaşım gerektirir (Sorsa & Laine, 2022). 

Trafik simülasyon modelleri gerçek asansör kontrol sistemleriyle entegre olduğundan, gelecekteki bir binadaki asansör hareketlerini tahmin etmenin en gerçekçi yolu olarak düşünülebilirler. Tam günlük bir simülasyondaki asansör hareketleri, asansör yolculuğu başına çalışma enerjisi ve hareketsizlik dönemlerindeki çalışmama enerjisi değerleriyle ilişkilendirilirse, günlük enerji tüketimi için doğru bir hesap üretilebilir. Bu makale, ISO 25475-2'nin gelecekteki sürümleri için dikkate alınabilecek trafik simülasyonu kullanarak asansör enerji tüketimini tahmin etmek için bir prosedür geliştirmeyi amaçlamaktadır. Yaklaşım yeni binalara yoğunlaşmaktadır, ancak prosedür mevcut bir binadan ölçülen enerji tüketimine ve trafiğe de uygulanabilir (Tyni, Kontturi & Perälä, 2012; Batey & Kontturi, 2016).

Makalenin geri kalanı şu şekilde düzenlenmiştir. Bölüm 2, enerji tüketim analizinin dayandığı temel terimleri ele almaktadır. Bölüm 3, tam gün yolcu talebi profillerinin simülasyonunu açıklar ve asansör hareketlerini tanımlayan simülasyon verilerini tanımlar. Bölüm 4'te, simülasyon verilerinden enerji tüketimini hesaplamak için formüller türetilmiştir. Bölüm 5, simülasyon yöntemlerini mevcut standartla karşılaştıran sayısal sonuçları sunar.

2. terminoloji

ISO 25745-2:2015 asansör işletimini tanımlamak için iki terim kullanır: Birincisi, bir yolculuk asansörün başlangıç ​​katından bir sonraki durma katına, yeniden seviyelemeyi içermeyen hareketinden oluşur; ikincisi, bir döngü yukarı ve aşağı bir yolculuğun yanı sıra kapıların açıldığı, açık ve kapalı tutulduğu iki tam kapı döngüsünü içerir (ISO, 2015). Öte yandan, yolcu asansörlerinin planlanması ve seçimiyle ilgili ISO 8100-32:2020 standardındaki karşılık gelen terimler uçuş ve gidiş-dönüştür (ISO, 2020). Bir gidiş-dönüş iki duraktan fazlasını içerebilir ve genelleştirilmiş tanımıyla ana giriş katı yerine keyfi bir kattan başlayabilir (Hakonen & Siikonen, 2009). Bu nedenle, gidiş-dönüşler ayrıntılı simülasyon olay verilerinden enerji tüketimini hesaplamak için kullanışlı bir kavram değildir. Ayrıca, bir asansörün inişte boşta durduktan sonra kapalı kapıları tekrar açması, kontrol sistemi tarafından izin verildiği takdirde iniş çağrısı nedeniyle kapıları tekrar açması veya yolcu transferleri veya asansör park etme nedeniyle kapıları normalden daha uzun süre açık tutması gerekebilir. Bu karmaşıklıklar nedeniyle, bu makalede aşağıdaki tanımlar kullanılmıştır: 

Bir yolculuk, asansörün başlangıç ​​katından bir sonraki durağa hareketinden oluşur.

Bir çevrim, ya kabin kapılarının kapanmaya başlamasıyla ya da asansörün boşta kaldıktan sonra meşgul hale gelmesiyle başlar ve kabin kapılarının tekrar kapanmaya başlamasıyla sonlanır.

Tanımın asansör hareketi olmadan döngülere izin verdiğini belirtmekte fayda var. Tam bir döngü, kapının tüm çalışma aşamalarını yalnızca bir kez içerir: açma, açık kalma ve kapanma. Kabin kapılarının açık tutulduğu süre, asansöre binen ve asansörden inen yolcu sayısına bağlı olarak rastgele değişir. Ayrıca, boşta kalma durumundan başlayan döngüler iki kapı açılmasını içerebilirken, boşta kalma durumunda sona eren bir döngü yalnızca kapı kapanmasını içerebilir.

3. Günlük Asansör Trafiğinin Simülasyonu

İşlevsel bir binada, yolcu talebi ve trafik karışımı gün boyunca değişir. Şekil 1, çok kiracılı bir ofis binasında ölçülen, günün her 15 dakikalık periyodu için gelen, giden ve katlar arası yolcu taleplerini üst üste yığılmış şekilde gösterir. Pratikte gece boyunca hiçbir yolcu seyahat etmese de, sabahki yoğun saatlerdeki artış 7:00'den önce, akşamki yoğun saatlerdeki artış ise 19:00'dan sonra gerçekleşir. Hem çalışan hem de çalışmayan enerji tüketiminin doğru bir tahmini için, böyle bir 24 saatlik talep profilinin simüle edilmesi gerekir. 24 saatlik veri yoksa, 12 saatlik talep profili, günün yoğun saatlerindeki çalışan enerji tüketimi hakkında iyi bir anlayış sağlar ancak sessiz saatlerdeki çalışmayan enerji tüketiminin büyük bir bölümünü gözden kaçırır.

Simülasyon, asansör hareketleri ve durumları hakkında, çalışma enerjisi tüketimini hesaplamak için kullanılabilecek bir sürü veri üretir. Doğal olarak, veriler her asansör döngüsü için o mesafeyi kat etmek için seyahat mesafesini ve uçuş süresini içerir. Ek olarak, simülasyon döngü başına yolcu sayısını kaydeder, bu da belirli bir nominal yük için döngü başına yüzdelik vagon yükü ve yolcu başına kütle verir. Çalışmayan enerji tüketimini doğru bir şekilde tahmin etmek için, bir döngünün başlangıç ​​ve bitiş zamanı, ) ve sırasıyla kaydedilir.

Daha önce tartışıldığı gibi, ISO 25745-2, inişlerdeki kapıların açılması, açık kalması ve kapanması için geçen süreyi, tipik bir asansörün bir kattan diğerine hareket ettiğini varsayarak, çalışma süresi ve çalışma enerjisine dahil eder. Ancak simülasyon, asansörlerin ve kontrol sistemlerinin çalışmasını mümkün olduğunca gerçek asansörlere yakın bir şekilde modeller ve bu da kapı işlemleri için daha fazla olasılık yaratır. ISO 25745-2 ile uyumlu olması için, bir döngüdeki tüm kapı işlemleri çalışma süresine dahil edilir. Böylece, kapının açılma, açılma ve kapanma süreleri simülasyonda meydana geldikçe biriktirilir. Ek olarak, her döngü, boşta bekleme süresi, 5 dakikadan sonra bekleme ve 30 dakikadan sonra bekleme modundan oluşan çalışma dışı zamanla ilişkilidir:

nerede 

— döngü sırasında bekleme süresi i sırasıyla bekleme modunda, 5 dakika sonra bekleme modunda, 30 dakika sonra bekleme modunda geçiriliyor.

ISO 25745-2'de enerji tüketiminin hesaplanması, değerleri çok düşükten aşırı yüksek kullanıma kadar farklı bina kullanım kategorileri için tablolarda verilen toplu verilere dayanır. ISO 25745-2'de kullanılan nicelikler simüle edilmiş asansör döngülerinden türetilebilir. Bir asansör grubu durumunda nicelikler, bağlama bağlı olarak tüm asansörler veya tek bir asansördeki ortalamaları temsil edebilir. 

Veriler döngülere göre toplanır ancak yolculuklar arasında ortalaması alınır. Günlük yolculuk sayısı, bir asansörün hareket ettiği döngüleri sayarak simülasyon olaylarından çıkarılır. Ardından, ortalama seyahat mesafesi basitçe şöyledir:

Ortalama yüzde yük %Q hesaplanması da basittir, ancak ayrıntılar araca bağlıdır. Tipik olarak, simülatörler yalnızca eşit ağırlık ve alan işgaline sahip standart yolcuları modeller, ancak gelişmiş araçlar bireysel yolcuların özelliklerini modelleyebilir (Siikonen, Susi & Hakonen, 2001; Hakonen, Kuusinen & Sorsa 2023; Peters Research Ltd., 2023):

nerede 

—kütlesi jyolcu.

Son olarak, günlük toplam çalışma ve çalışmama süresi sırasıyla , ve , çevrimler boyunca toplanır ve saat olarak verilir:

Bir döngünün çalışma süresi burada, çalışmayan sürenin çıkarıldığı başlangıç ​​ve bitiş zamanıyla tanımlanır. Böyle bir tanım, yolcu hareketlerinden kaynaklanan rastgele kapı olaylarını ve idealden farklı asansör kinematiğini doğru bir şekilde dikkate alır (Peters RD, 1995; Appleby, Peters & Deokar, 2022).

4. Simülasyon Verilerini Kullanarak Enerji Tüketiminin Hesaplanması

Simüle edilmiş asansör döngülerinden enerji tüketimini hesaplamak için, döngülerin enerji tüketim değerleriyle ilişkilendirilmesi gerekir. Bir döngünün çalışma enerjisi, asansörü bir inişten diğerine taşımak için gereken asansör seyahat enerjisinden, kapıları açıp kapatmak için gereken kapı enerjisinden ve yolcu transferleri sırasında tüketilen enerjiden oluşur (Lorente, Gómez, Diez & Arteche, 2010):

Asansör seyahat enerjisi, yükü hareket ettirmek için gereken motor gücü, güç kayıpları, kontrol paneli ve aydınlatma tarafından tüketilen sabit güç, fren ve fan tarafından tüketilen sabit güç ve invertör kayıpları dikkate alınarak hat gücü aracılığıyla modellenebilir (Hakala, 1995; Siikonen, Sorsa & Hakala, 2010). Asansör seyahat enerjisinin kayıp bileşenleri her zaman pozitiftir, ancak rejeneratif bir tahrik durumunda motor gücü negatif olabilir. Güç tüketimi ayrıca hızlanma (yavaşlama) fazının rölanti gücünden başlayan (bitiş noktasında) doğrusal olarak artan (azalan) düz bir çizgi olarak modellenmesiyle de yaklaşık olarak hesaplanabilir (Peters R., 2022):

nerede 

 — hareket halindeyken rölanti gücü ve rölanti gücü dahil tam hız gücü,

 — hızlanma, tam hızda koşma ve yavaşlama zamanı.

Denklem (9), hızlanma ve yavaşlama evrelerinin sonundaki tepe güçlerini dikkate almaz. Bu nedenle, hızlanma evresindeki hafife alınan gücün, yavaşlama evresindeki aşırı tahmin edilen güç tarafından büyük ölçüde telafi edildiği varsayılır.

Basitleştirmek adına, araç kapılarını hareket ettirme gücü ile yolcu transferleri sırasında tüketilen güç sabit kabul edilebilir.

Bir çevrimin çalışmayan enerjisi, ,boşta ve bekleme modlarında tüketilen sabit güçten oluşur:

nerede 

- Boşta çalışma gücü, 5 dakika sonra kullanılan bekleme gücü, 30 dakika sonra kullanılan bekleme gücü.

Toplam günlük ve yıllık enerji tüketimi ve sırasıyla , simülasyondaki tüm asansör çevrimlerinin enerji tüketimini toplayarak ISO 25745-2 doğrultusunda kolayca hesaplanabilir:

nerede 

— günlük çalışma ve çalışma dışı enerji tüketimi,

— Yıldaki çalışma günü sayısı.

Enerji tüketimine ek olarak, simülasyon verileri bir kıyaslama enerji performans göstergesi hesaplamak için kullanılabilir (So, Cheng, Suen ve Leung, 2005; So ve diğerleri, 2022):

nerede 

 — yük başına seyahat mesafesi başına tüketilen enerji.

Denklem (15)'te sonsuzluktan kaçınmak için, toplamın alındığı süre boyunca asansör hiç hareket etmemişse paydanın bir olduğu varsayılır (So, Cheng, Suen ve Leung, 2005). 

Bu enerji performans göstergesinin daha küçük bir sayısı daha iyi enerji verimliliği anlamına gelir: ya belirli sayıda yolcuyu taşırken daha az enerji tüketilir ya da benzer miktarda enerji tüketerek daha fazla yolcu taşınır. Ayrıca enerji farkında bir kontrol sisteminin standart tam kolektif bir kontrol sisteminden daha az enerjiyle daha fazla yolcu taşıması da mümkündür (Glad, Kokkala, Ruokokoski, Sorsa & Tukia, 2022). 

Günün belirli bir periyodu için istatistikler toplanırken, özellikle günün sakin zamanlarından kaynaklanan bazı zorluklar ortaya çıkar. Öncelikle, her bir çevrimin, örneğin, çevrim başlangıç ​​veya bitiş zamanına dayalı olabilen 15 dakikalık bir periyotla ilişkilendirilmesi gerekir. Bir asansör hareket etmeye başlamadan önce saatlerce boşta kalırsa, karşılık gelen çevrim birden fazla periyoda uzar. Bu tür çevrimlerde, çalışma enerjisinin tüketimi bir çevrimin sonuna yakın gerçekleşir. Bu nedenle, çalışma enerjisinin bildirildiği periyot, çevrim bitiş zamanından belirlenir, ancak çalışma dışı enerji tüketimi, çevrimin kapsadığı tüm periyotlar arasında bölünür. Aksi takdirde, hareketin meydana geldiği periyot, çevrimin başlangıcından itibaren biriken yüksek bir çalışma dışı enerji zirvesi de gösterir.

İkinci olarak, bir grubun sadece bazı asansörleri sessiz zaman içinde bir süre boyunca hareket edebilir. Günde ortalama sayıda yolculuk yapan ortalama bir asansörü temsil etmek için, çalışan ve çalışmayan enerji her zamanki gibi tüm asansörler arasında ortalama alınabilir. Ancak, yük başına ve seyahat mesafesi başına tüketilen enerjinin ortalaması alınırken, bir süre boyunca hiç hareket etmemiş asansörlerin filtrelenmesi gerekir çünkü yük başına ve seyahat mesafesi başına enerjileri sonsuza doğru eğilim gösterirken, biraz yük taşımış olan ortalama bir asansörün sonlu bir enerji performans değeri olmalıdır.

5. Çok Kiracılı Bir Ofiste Günlük Enerji Tüketimi

Asansör tüketimini tahmin etmek için asansör trafiği simülasyonunu kullanan geliştirilmiş prosedür, tipik tam kolektif kontrolle kontrol edilen dört asansörden oluşan bir asansör grubu ile incelenmiştir. Grup, sekiz ekspres kat ve bir giriş katının üzerinde 12 kişilik bir nüfusa sahip 50 nüfuslu kata hizmet vermektedir. Binadaki kat yükseklikleri eşittir, tüm katlar arasında 3.25 m, bu da toplam 65 m'lik seyahat mesafesi verir. Asansörlerin nominal yükü 1000 kg'dır ve 10 yolcuya kadar yük taşıdıkları varsayılır. Asansörlerin nominal hızı 2.5 m/s iken ivme ve sarsıntı 0.8 m/s'dir.² ve 1.1 m/sn³, sırasıyla. Bu parametrelerle, grubun taşıma kapasitesi 12 dakikada nüfusun %5'si ve ortalama uppeak aralığı 33.6 saniye olur. Asansörler, kalıcı mıknatıslı motorlara ve rejeneratif tahriklere sahip tipik modern yüksek katlı asansörlerdir. Ayrıca, asansörler beş dakikalık hareketsizlikten sonra bekleme moduna girebilir.

Vaka çalışması asansörü için enerji tüketimi, ISO 25745-2 formülleri kullanılarak ve ayrıca Şekil 1'de tasvir edilen talep profilini simüle ederek hesaplanmıştır. Standardın ilk baskısı olan ISO 25745-2:2015, aşağıda ISO 2015 olarak anılırken, ekspres bölgeleri dikkate alan ilk değişikliği ISO 2022 (ISO, 2015; ISO, 2022) olarak anılmıştır. Ayrıca, ISO 2022, günlük yolculuk sayısı, ortalama seyahat mesafesi, ortalama kabin yükü, asansör kapılarının açılma, açık kalma ve kapanma süresi ile rölanti ve bekleme modlarındaki zaman oranlarının simülasyon verilerinden türetildiği standart dışı bir şekilde kullanılmıştır. Bu durumda, kullanım kategorisi özel olarak belirtilir. Asansör kapılarının açılması, açık kalması ve kapanması için zamanların ortalaması alınırken, tüm olaylar önce toplanır ve ardından iki döngü arasında bölünebilen bir yolculukla ilgili kapı işlemlerini doğru şekilde hesaba katmak için yolculuk sayısına bölünür. Sonuçlar, simülasyon sonuçlarının tüm asansörlerdeki ortalamaları ifade ettiği Tablo 1'de gösterilmiştir.

Simülasyon ile ISO yöntemi arasındaki temel fark, ISO formüllerinin bir girdisi olan ancak simülasyonun bir sonucu olan seyahat sayısında açıkça görülmektedir. Bu nedenle, yaklaşık 1,850 seyahat olan simülasyon sonucunun ISO kullanım kategorileri 5 ve 6 arasına düşmesi ancak kategori 5'dan çok kategori 6'e yakın olması şaşırtıcı değildir. Sadece girdilerde değil, aynı zamanda sonuçlarda da gözlemlenebilen önemli farklılıklar, tüm asansör ürünlerinin her koşulda çalışmasını doğru bir şekilde modelleyen bir model ve parametrelerinin bulunmasının imkansızlığına işaret etmektedir. Ayrıca, yeni değişiklik ISO 25475-2'nin simüle edilen ortalama seyahat mesafesini %6.5 oranında düşük tahmin ederken, ilk baskının bunu %9.5 oranında yüksek tahmin ettiğini de belirtmekte fayda var.

ISO 2015, çalışma enerjisini simülasyon sonucuna kıyasla yaklaşık %15, ISO 2022 ise yaklaşık %20 oranında hafife almaktadır. Bu fark, en azından kısmen, ISO yönteminde simülasyon sonuçlarına göre yaklaşık %15 daha az olan tahmini çalışma süresiyle açıklanmaktadır. Ancak, ISO 2022 yöntemi simülasyondan özel girdilerle kullanılsa bile, hesaplanan çalışma enerjisi yine de simülasyon sonucunun %10'dan fazla altına düşmektedir. Bu fark büyük ihtimalle enerji tüketiminin referans çevriminden türetildiği standardın enerji modeliyle açıklanmaktadır. Böyle tam bir şaft yolculuğunda, bir motorun verimliliği maksimumdadır, ancak pratikte asansörler verimliliğin çok yüksek olmadığı daha kısa yolculuklar yapar. Bununla birlikte, ayrıntılı bir enerji tüketim modeliyle birlikte asansör trafiği simülasyonu her türlü etkiyi doğru bir şekilde modeller. 

Yolcu taşımak için enerji kullanımının verimliliği, standartta açıklandığı gibi ortalama çalışma çevrimi için özgül çalışma enerjisi ve taşınan yük başına seyahat edilen mesafe başına toplam enerji tüketimi ile ölçülebilir. Yük başına seyahat mesafesi başına enerji tüketimi değerleri, özgül çalışma enerjisine kıyasla yaklaşık 10 kat daha yüksektir; bu, çalışmayan enerji ve taşınan yüklerin dikkate alınmasıyla açıklanabilir. ISO yöntemlerine dayalı yük başına seyahat mesafesi başına enerji, simülasyon sonuçlarından %15-20 daha yüksektir. Başka bir deyişle, ISO hesaplaması yolcuların oldukça verimsiz bir şekilde taşındığını varsayar. Simülasyon verileri ISO 2022 yöntemi için girdi olarak kullanılırsa, enerji verimliliği simülasyondakinden daha iyi görünmektedir; bu da görünüşe göre hafife alınan enerji tüketiminden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, yük başına seyahat mesafesi başına enerji, bir asansör tesisatının enerji verimliliğini ölçmek için kullanılabilir.

Şekil 2, gün boyunca 15 dakikalık periyotlarda yapılan yolculuk sayısıyla birlikte en üstte enerji tüketimini göstermektedir. Enerji tüketimi, çalışan enerji ve çalışmayan enerji olarak ikiye ayrılır. Beklendiği gibi, çalışma enerjisi ofis saatlerinde baskındır ve önemli miktarda çalışmayan enerji, sessiz zamanlarda tüketilir. Genel olarak, çalışma enerjisindeki zirveler, döngü sayısındaki zirveleri takip eder. Ancak, talebin %50'sinden fazlasının giden trafik olduğu düşük yoğunluklu dönemlerde, örneğin öğleden hemen sonra ve 17:30 civarında, asansörler aşağı doğru oldukça dolu ve yukarı doğru oldukça boş seyahat ederken verimli bir şekilde rejenerasyon yaptığından, çalışma enerjisi tüketimi, yolculuk sayısına kıyasla nispeten küçüktür.

Altta, Şekil 2, ortalama bir asansörün gün boyunca 15 dakikalık periyotlardaki enerji verimliliğini açıklar. Sessiz zamanlarda, verimlilik doğal olarak çok düşüktür ve yük başına seyahat mesafesi başına enerji değerleri makul sınırların dışındadır. Yoğun zamanlarda, taşınan yolcu sayısının yüksek olması nedeniyle döngü sayısı yüksek olsa bile enerji verimliliği nispeten iyidir. Düşük yoğunluklu zamanlardaki düşük enerji tüketimi (yüksek rejenerasyon), enerji verimliliğinde de görülebilir çünkü yük başına seyahat mesafesi başına enerji kısa süreler için çok düşük değerlere ulaşır.   

6. Sonuç

Bu makalede, trafik simülasyonu kullanarak asansör enerji tüketimini tahmin etmek için bir prosedür tanıtılmıştır. Prosedür, asansör enerji kullanımını tam gün yolcu taleplerinin simülasyonu sırasında oluşan asansör gezileriyle birleştirerek bir asansör grubu için hem çalışan hem de çalışmayan enerji tüketimini sağlar. Prosedür, asansör kurulumunu, binadaki trafiği ve kontrol sisteminin etkisini doğru bir şekilde hesaba katar. Öte yandan, asansör enerji performansına ilişkin mevcut ISO 25745-2 standardı, günde tek bir asansörün enerji tüketimini hesaplamak için ortalama asansör kullanımına dayalı formüller sağlar. Bir vaka çalışmasına göre, standart, enerji tüketimini simülasyon sonuçlarına kıyasla %15'ten fazla hafife almaktadır ve bu durum kısmen günlük gezi sayısı gibi girdi parametreleriyle ve kısmen de referans döngüsünden türetilen enerji tüketimiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle, standart, gelecekte asansör enerji tüketimini hesaplamak ve enerji performans göstergesini kıyaslamak için önerilen yöntemle değiştirilmelidir.

Teşekkür 

Yazar, değerli yorumları ve destekleri için Dr. Richard Peters, Dr. Toni Tukia ve Henri Hakonen'e teşekkür etmek ister.

---

Referanslar

[1] Appleby, M., Peters, R. ve Deokar, N. (2022). Dinamik Kaldırma Kinematiğinin Oluşturulması ve Uygulanması. Asansör ve Yürüyen Merdiven Sempozyumu 13. Sempozyum Bildirileri. Northampton.

[2] Batey, D. ve Kontturi, M. (2016). Modernize edilecek yüksek binalar için trafik analizi. Asansör Teknolojisi 21 (s. 26-35). IAEE.

[3] CIBSE. (2020). CIBSE Kılavuzu D: 2020 - Binalardaki Ulaşım Sistemleri. CIBSE.

[4] Glad, A., Kokkala, J., Ruokokoski, M., Sorsa, J. ve Tukia, T. (2022). Asansör grubu kontrolünde bir optimizasyon algoritması ile enerji tüketiminin azaltılması. Uluslararası Asansör ve Yürüyen Merdiven Sempozyumu Bildirileri. Barselona.

[5] Hakala, H. (1995). Asansör Kaldırma Makinelerinde Doğrusal Motorların Uygulamaları. Tampere Teknoloji Üniversitesi, Yayınlar 157, Doktora Tezi.

[6] Hakonen, H. ve Siikonen, M.-L. (2009). Asansör trafiği simülasyon prosedürü. ASANSÖR DÜNYASI, 57(9), 180-190.

[7] Hakonen, H., Kuusinen, J.-M. ve Sorsa, J. (2023). Binalarda Ulaşım Sistemlerinin Simülasyon Tabanlı Tasarımı. Asansör Teknolojisi 23. IAEE.

[8] ISO. (2015). ISO 25745-2:2015 - Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve hareketli bantların enerji performansı — Bölüm 2: Asansörler (yükselticiler) için enerji hesaplaması ve sınıflandırması. İsviçre: Uluslararası Standardizasyon Örgütü.

[9] ISO. (2020). ISO 8100-32:2020 - Kişi ve eşya taşımacılığı için asansörler — Bölüm 32: Ofis, otel ve konut binalarına kurulacak yolcu asansörlerinin planlanması ve seçimi. İsviçre: Uluslararası Standardizasyon Örgütü.

[10] ISO. (2022). ISO 25745-2:2015/DAmd 1 - Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve hareketli bantların enerji performansı — Bölüm 2: Asansörler (yükselticiler) için enerji hesaplaması ve sınıflandırması — Ek 1: Hızlı bölgeler. İsviçre: Uluslararası Standardizasyon Örgütü.

[11] Lorente Lafuente, A. (2013). Asansörlerin Yaşam Döngüsü Analizi ve Enerji Modellemesi. Zaragoza Üniversitesi, Doktora tezi.

[12] Lorente, AM, Gómez, A., Diez, D. ve Arteche, F. (2010). Asansör Enerji Tüketimi için Hesaplama Yöntemlerinin Son Durumu. Asansör Teknolojisi 18 (s. 225-237). IAEE.

[13] Peters Research Ltd. (2023). Elevate Trafik Analizi ve Simülasyon Yazılımı. peters-research.com adresinden alındı

[14] Peters, R. (1998). Kontrol sistemi tasarımı ve trafik analizi için simülasyon. Asansör Teknolojisi 9 (s. 226-235). IAEE.

[15] Peters, R. (2022). Yeşil Bina Tasarımı için Asansör Enerji Modellemesi. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri 13. Sempozyumu Bildirileri. Northampton.

[16] Peters, RD (1995). İdeal Asansör Kinematiği. Asansör Teknolojisi 6. IAEE.

[17] Peters, R., Smith, R. ve Evans, E. (2011). Modern ofis binalarında asansör yolcu talebinin değerlendirilmesi. Bina Hizmetleri Mühendislik Araştırmaları ve Teknolojisi, 32(2), 159-170.

[18] Scott, AJ (2022). Enerji Verimli Binalar - Asansörlerin Etkilerinin Değerlendirilmesi. 13. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri Sempozyumu Bildirileri. Northampton.

[19] Siikonen, M.-L. (1993). Asansör trafiği simülasyonu. Simülasyon, 61(4), 257-267.

[20] Siikonen, M.-L. (2021). Binalarda İnsan Akışı. Wiley-Blackwell.

[21] Siikonen, M.-L., Sorsa, J. ve Hakala, H. (2010). Trafiğin yıllık asansör enerji tüketimi üzerindeki etkisi. Asansör Teknolojisi 18 (s. 344-353). IAEE.

[22] Siikonen, M.-L., Susi, T. ve Hakonen, H. (2001). Yüksek Binalarda Yolcu Trafik Akışı Simülasyonu. EW, 49(8), 117-123.

[23] Smith, R., Peters, R. ve Al-Sharif, L. (2009). Elektrik kesintisi sırasında asansörlerde yolcuların sıkışmasını önlemek veya en aza indirmek için yöntem ve aparat. Patent No. US7540356B2. Amerika Birleşik Devletleri.

[24] So, A., Cheng, G., Suen, W. ve Leung, A. (2005). Asansör Performans Değerlendirmesi İki Sayıda. EW, 53(1), 102-105.

[25] So, A., Lam, K., Kong, C., Chan, J., Wong, J. ve Lau, D. (2022). Mevcut çekişli kaldırma sistemleri için bir Karşılaştırmalı Enerji Performans Göstergesi (BEPI) izleme cihazının geliştirilmesi. Enerji ve Binalar, 268, 112220.

[26] Sorsa, J. ve Laine, T. (2022). Yüksek katlı ofis binalarında asansör yolcu talebine ilişkin yeni kanıtlar. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri 13. Sempozyumu Bildirileri. Northampton.

[27] Strakosh, GR (1983). Dikey Taşımacılık: Asansörler ve Yürüyen Merdivenler, 2. Baskı. New York: John Wiley.

[28] Tukia, T. (2019). Asansörlerin Güç Tüketimini Değerlendirme Modelleri. Doktora tezleri 99/2019. Aalto Üniversitesi.

[29] Tyni, T., Kontturi, R. & Perälä, P. (2012). Elektrik Saha Araştırması - Asansör Parametrelerinin Arayışı. Asansör Teknolojisi 19 (s. 106-116). IAEE.