Bir Asansörün Enerji Tüketimini Hesaplamak İçin İyileştirilmiş ve Daha Doğru Bir Yöntem

Örneğin, Bina Araştırma Kuruluşu Çevresel Değerlendirme Yöntemi sınıflandırma sisteminde (LEED, Green Star, vb. gibi diğer çevresel derecelendirme sınıflandırmaları mevcuttur) ilk krediyi almak için, enerji verimliliği açısından en iyi performans gösteren asansör kurulumunu seçmek genellikle gereklidir. ). Önceki enerji tüketimi hesaplama yöntemleri, aşağıda önerilenler gibi hatalıydı. CIBSE Kılavuzu D: 2010. Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) TC178 Çalışma Grubu 10 tarafından daha doğru bir yöntem geliştirilmiştir. Bu, 25745 Haziran 2 tarihinde ISO/DIS 6-2013'de yayınlanmıştır. Hesaplama yönteminin basitleştirilmiş bir formu burada verilmiştir.

Verilen Veri

Yöntem, üç veri kümesinin bilgisine dayanır: bilinen veriler, ölçülen veriler ve tahmin edilen veriler.

Hedef kurulum için bilinen veriler tasarım verileridir. Bu veriler şunlardır: nominal hız; anma yükü; hızlanma değeri; sarsıntı değeri, terminal katından terminal katına mesafesi; durak sayısı; katlarda asansör kapılarının açılma, açılma ve kapanma süreleri; ve karşı dengeleme oranı.

Ölçülen veriler, gerçek bir hedef kurulumdan veya hedef kurulumu taklit edecek bir test kulesi tesisinden EN ISO 25745-1: 2012'de belirtilen yöntem kullanılarak elde edilir. Bu veriler şunlardır: çalışan enerji tüketimi; ayakta boşta enerji tüketimi; ayakta bekleme enerjisi (bu terimler BS EN ISO 25745-1:2012'de tanımlanmıştır). Ölçülen verilerin yokluğunda simülasyonla elde edilen değerler kullanılabilir.

Tahmini veriler, çok düşükten çok yüksek aktiviteye kadar değişen kurulum etkinliğinin bir göstergesidir. Bu veriler, günlük sefer sayısı ile temsil edilir.

Tahmini Günlük Enerji Tüketimi

Tahmini günlük enerji tüketimi (E_d) bir asansörün çalışan tüketiminin toplamıdır (E_rd) ve ayakta (boşta/beklemede) tüketim (E_sd):

Tahmini Günlük Koşu Enerji Tüketimi

Günlük çalışma tüketimi (E_d) hedef artışın yaptığı ortalama bir yolculuk için kullanılan enerjinin bir gündeki yolculuk sayısıyla çarpılmasına bağlıdır (n_d). Çalışan enerji tüketimi (E_rc) ISO referans döngüsünü gerçekleştirmek için kullanılan (boş bir kabinin bir terminal durakından diğer terminal iskelesine gidişi ve dönüşü) EN ISO 25745-1: 2012'ye göre yapılan ölçümle verilmektedir. Bu çalışan enerji ölçümü, terminal inişleri arasındaki mesafeyi kat eden boş bir araba (s_rc). Ortalama bir yolculuk için kat edilen mesafe (s_av) terminal inişleri arasındaki mesafeden daha azdır ve mesafenin yüzdesi olarak ifade edilebilir (s_rc), yani: %S = s_av/s_rc.

Çalışan enerji ölçümü boş bir araba ile yapılır. Çalışmada, asansör yolcu yüklerini sıfırdan tam nominal yüke taşıyacaktır. Genel olarak, ortalama yükleme düşüktür. Yüklü arabaları düzeltmek için, çalışan enerjinin bir yük faktörü ile düzeltilmesi gerekir (k_L). Böylece, günlük çalışma tüketimi (E_d) Wh'de Denklem 2 ile verilir:

Nerede:

• n_d günlük sefer sayısıdır (Seyahat, bir kattan diğerine harekettir.)
• %S bir hedef kurulum için yolculuk başına ortalama seyahat mesafesinin yüzdesidir.
• k_L yolculuk başına yük faktörüdür.
• E_rc ISO referans döngüsünün (iki açma) Wh cinsinden ölçülen veya tahmini çalışan enerji tüketimidir.

1. Günlük sefer sayısı (n_d) bir hedef kurulum için bilinir veya tahmin edilebilir veya Tablo 1'den alınabilir. Yolculuk sayısı, herhangi bir hesaplama için kullanım kategorisini tanımlar.

Yüzde ortalama seyahat mesafesi (%S), seçilen kullanım kategorisine ve hizmet verilen binadaki olası durak sayısına göre Tablo 2'den alınabilir.

*İki terminal katı arasındaki trafik hareketi baskın ise önerilen değerin gözden geçirilmesi gerekebilir. Bu durumda, ortalama seyahat mesafesi %100'e doğru eğilim gösterebilir.

Hedef kurulum için durak sayısının bilinen veriler olduğuna dikkat edin.

Yük faktörü değeri (k_L) aşağıdaki Denklemler 3a/3e kullanılarak hesaplanabilir, burada yüzde ortalama araba yükü değeri (%Q) kullanım kategorisine ve nominal yüke göre Tablo 3'ten alınmıştır. Nominal yükü not edin (Q) hedef kurulumun bilinen verileridir.

%50'ye dengelenmiş cer asansörleri için:       

           k_L = 1 – (%Q × 0.0164) (Denklem 3a)

           0.97-0.74 aralığı.

%40'ye dengelenmiş cer asansörleri için:         

           k_L = 1 – (%Q × 0.0192) (Denklem 3b)

           0.96-0.69 aralığı.

Karşı dengelemesi olmayan hidrolik asansörler için:   

           k_L = 1 + (%Q × 0.0071) (Denklem 3c)

           1.02-1.11 aralığı.

Kabin ağırlığının %35 oranında dengelenmesine sahip hidrolik asansörler için:  

           k_L = 1 + (%Q × 0.0100) (Denklem 3d)

           1.02-1.16 aralığı.

Kabin ağırlığının %70 oranında dengelenmesine sahip hidrolik asansörler için: 

           k_L = 1 + (%Q × 0.0187) (Denklem 3e)

           1.04-1.30 aralığı.

İlk üç denklem, ortak çekiş ve hidrolik kaldırmaları temsil eder. Bu denklemlerde verilen parametreler, bir asansör sisteminin bilgisayar modelinden geliştirilmiştir. Gösterilen aralık en düşük ve en yüksek % içindirQ Tablo 3'teki değerler. Çekişli asansörde yükün enerji kullanımını azalttığı, hidrolik asansörde ise enerji kullanımını artırdığı unutulmamalıdır.

Tahmini Günlük Daimi Enerji Tüketimi

Nerede:

P_id         asansör rölanti modundayken kullanılan güçtür (W)
            (kapı işlemleri durduktan sonra ölçülmüştür.
             bir inişte durdu).

P_st         asansör bekleme modundayken kullanılan güçtür (W)
             (beş dakika hareketsizlikten sonra ölçülmüştür).

R_id         Pid tüketirken boşta kalma süresinin oranıdır (değer
             <1).

R_st         Pst tüketirken bekleme süresinin oranıdır
             (değer < 1).

t_av         için ortalama seyahat mesafesini kat etme zamanıdır.
             kapı süreleri dahil hedef kurulum.

Denklem 4'teki ilk terimin asansörün çalışmadığı zaman olduğuna dikkat edin, yani: ayakta. 

Rölanti gücü ve bekleme gücü, EN ISO 25745-1:2012'de verilen yöntemle elde edilen ölçülen değerlerdir. Rölanti gücü, boş bir kabin ile ve kapı işlemleri durduğunda ölçülür. Bekleme gücü, beş dakikalık hareketsizlikten sonra ölçülür.

ISO yöntemi, 30 dakikaya kadar ikinci bir bekleme modunda kalabilen sistemleri dikkate alır. Bu burada düşünülmedi.

Rid ve Rst değerleri Tablo 4'ten alınabilir. Zaman (t_av) ortalama mesafeyi kat etmek için (s_av) Denklem 5 ile verilir:

Nerede:

v         anma hızıdır (m/s).

j          anma sarsıntısı (m/s²).

td       açılma, açılma ve kapanma zamanı
             Kat(lar)daki asansör kapılarının süreleri.

Örnekler

Örnek 1 – Çekiş Kaldırma

Aşağıdaki örnek, daha kolay aritmetik için yuvarlatılmış değerlerle SAFE S24'ten alınmıştır.

Kaldırma Parametreleri

• Bir ofis binasında çekiş asansörü
• Nominal yük: 1,500 kg
• Nominal hız: 2.50 m/s
• Seyahat: 75 m
• Durak sayısı: 20
• Karşı dengeleme: %50
• Hızlanma: 1.0 m/s²
• Sarsıntı 1.25 m/s³
• Kapı süreleri: 8.0 s

Ölçüm veya Simülasyon ile Belirlenen Veriler

• Günlük geziler: 750 (kategori 4)
• Boşta güç: 500 W
• 5 dakika sonra bekleme gücü: 120 W
• ISO referans çevrim enerjisi: 170 Wh

Tablolardan Veriler

• Ortalama seyahat mesafesi: %44 (Tablo 2'den)
• Ortalama araç yükü: %3.5 (Tablo 3'ten)
• Yük faktörü (k_L): 0.94 (den k_L = 1 – (%Q × 0.0164))
• Boşta/bekleme süresi oranı: 45/55 (Tablo 4'ten)

Hesaplama

sav = 0.44 × 75 = 33 m

tav = 33/2.5 + 2.5/1 + 1/1.25 + 8 = 24.5 sn

                                                                             = 5,500 Wh

Ed = 26,367 + 5,500 = 31,867 Wh

Bu, günde 32 kWh'dir (seyahat başına yaklaşık 0.6 p [0.6 c]).

Örnek 2 -- Hidrolik Kaldırma

(Bu örnek, daha kolay aritmetik için yuvarlatılmış değerlerle SAFE S3'ten alınmıştır.)

Kaldırma Parametreleri

• Bir konut binasında hidrolik asansör
• Nominal yük: 500 kg
• Nominal hız: 0.6 m/s
• Seyahat: 13 m
• Durak sayısı: 5
• Karşı dengeleme: %0
• Hızlanma: 0.3 m/s²
• Sarsıntı: 0.5 m/s³
• Kapı süreleri: 8.0 s

Ölçüm veya Simülasyon ile Belirlenen Veriler

• Günlük geziler: 30 (kategori 1)
• Boşta güç: 50 W
• 5 dakika sonra bekleme gücü: 31 W
• ISO referans çevrim enerjisi: 91 Wh

Tablolardan Veriler

• Ortalama seyahat mesafesi: %44 (Tablo 2'den)
• Ortalama araç yükü: %7.5 (Tablo 3'ten)
• Yük faktörü (k_L): 1.05 (den k_L = 1 + [%Q × 0.0071])
• Boşta/Bekleme süresi oranı: 13/87 (Tablo 4'ten)

Hesaplama

                                                                               = 631Wh

sav = 0.44 × 13 = 5.7 m

tav = 5.7/0.6 + 0.6/0.3 + 0.3/0.5 + 8 = 20.1 sn

                                                                                 = 797 Wh

Ed = 631 + 797 = 1,428 Wh

Bu, günde 1.4 kWh'dir (seyahat başına yaklaşık 0.7 p [0.7 c]).

uyarı

Tablo 2, 3 ve 4'te verilen rakamlar, kullanım kategorisi için medyan değerlere dayanmaktadır. Kullanımın bir kategorinin alt veya üst ucunda olduğu tespit edilirse, medyan değeri kullanmak yanlış olabilir. Bu nedenle, gerçek yolculuk sayısı medyana yakın değilse, değerlerin enterpolasyon yoluyla tablolardan elde edilmesi önerilir.

Teşekkür

• Yöntemi geliştirmek için ISO/TC178/WG10.
• Yük faktörünü geliştirmek için WG10 Görev Grubu (k_L).
• Standartta yer alan tablolar, Ana Lorente tarafından İspanya'nın Zaragoza Üniversitesi'ndeki “Asansörlerin Yaşam Döngüsü Analizi ve Enerji Modellemesi” konulu doktora çalışmalarının bir parçası olarak WG10'un çalışmasını desteklemek üzere geliştirilmiştir.^[4] 

Referanslar
[1] BS EN ISO 25745-1: 2012 Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve yürüyen yolların enerji performansı Bölüm 1: Enerji ölçümü ve doğrulaması.
[2] CIBSE Kılavuzu D: 2010.
[3] ISO/DIS 25745-2: 2013 Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve yürüyen yolların enerji performansı Bölüm 2: Asansörler (asansörler) için enerji hesaplaması ve sınıflandırması.
[4] Lorente, AM, Nunez, JL & Barney GC: “Asansörler için enerji modelleri”; 2. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri Sempozyumu, 27 Eylül 2013, The University of Northampton