Enerji Kodu Geliştirme, Birinci Kısım

Çığır açan Hong Kong Enerji Kodunun nasıl oluşturulduğu ve bu, asansör enerji verimliliğine ilişkin bir bölüme yol açmıştır.

Hong Kong'da enerji ile ilgili ilk uygulama kodu, belki de Hong Kong hükümeti tarafından 1995 yılında yayınlanan Binalarda Genel Termal Transfer Değeri (OTTV) için Uygulama Kuralları'dır. Hükümetin Hizmetler Departmanı (EMSD), altında Asansör (Kuzey Amerika'da Asansör) Alt Komitesi ve Enerji Verimliliği ve Tasarrufu Yürüyen Merdiven Yasası'nın oluşturulduğu benzer nitelikte ancak farklı bina sistemlerine ilişkin kodlar taslağı hazırlayacak.

Böyle bir kod, yasal Bina Enerjisi Yasası'nın (BEC) yürürlüğe girdiği 2012 yılına kadar endüstri tarafından gönüllü olarak takip edildi.

Yazarınız, söz konusu belgelerin oluşturulmasına ilk günden bugüne kadar katılan tek üye olabilir. Bu makale, Hong Kong'daki asansör kodu büyümesinin kısa bir tarihini ve Avrupa'daki paralel gelişimini sunacaktır. Yeşil asansörleri tasarlamak, kurmak, işletmek ve bakımını yapmak isteyen asansör mühendisleri için faydalı olabilecek, kodla ilgili teknik hususlar ve yazarın bazı ilgili araştırma çalışmaları tartışılacaktır.

Gelişim Tarihi

1973 Petrol Ambargosu'ndan bu yana, fosil yakıtların kıtlığına ilişkin küresel bir endişe var ve bu nedenle, enerji tasarrufu 1970'lerde ve 1980'lerde sıcak bir konuydu, ancak o zamanki endişe hiçbir şekilde ABD'ninkiyle kıyaslanamazdı. şimdi. Daha önceki durum sadece bir sorundu çünkü yakıt eksikliği gelecek için bir sorun olarak görülüyordu. Bu nedenle, çok az insan enerji tüketimini en aza indirmek uğruna ekonomik büyümeyi feda etmeye istekliydi. Bir ülkenin enerji tüketiminin gayri safi yurtiçi hasılasını büyük ölçüde yansıttığı iyi bilinmektedir. Şimdi, sınırlı fosil yakıt arzının yanı sıra, en büyük sorun iklim değişikliği. Elektrik üretmek için fosil yakıtların kullanılması, atmosfere milyonlarca milyon metrik ton karbondioksit atılması anlamına gelir.

1991 yılında Hong Kong Enerji Verimliliği Danışma Komitesi tarafından başlatılan bir danışmanlık çalışması, bir binanın kabuğunun uygun bir OTTV'ye inşa edilmesi durumunda, klimadan elektrik talebinin (ve dolayısıyla, elektrik üretiminden kaynaklanan sera gazı emisyonunun) olduğunu buldu. azaltılabilir. Bu nedenle, Hong Kong Bina Otoritesi, ortalama dış sıcaklığın iç mekan sıcaklığından daha yüksek olduğu ilkbahar sonu/yaz/erken sonbahar döneminde bina kabuğundan ısı transferinin miktarını sınırlamak için 1995 yılında OTTV Kodunu yayınlamıştır[1]. Kod, uygulanmasından bu yana zorunlu olmuştur.

1997'de, EMSD tarafından dört alt komite altında bir dizi dört uygulama kuralları dizisi hazırlamak üzere bir görev gücü kuruldu: Aydınlatma,[2] İklimlendirme,[3] Elektrik Hizmetleri,[4] ve Asansörler ve Yürüyen Merdivenler.[ 5] 2003 yılına kadar, başka bir kod[6] (az önce bahsedilen dört kuralcı koda ek olarak) yayınlandı. Bu, sistem performansına ve simülasyona dayanıyordu. Beş kodun tümü, 2012 yılına kadar tek bir belgede birleştirilinceye kadar gönüllü olarak faaliyet gösteriyordu.[7] Aradaki yıllarda, birkaç revizyon yapıldı, ancak temel konsept değişmeden kaldı.

CoP'nin Temel Kavramı

İstatistiksel olarak, asansörler ve yürüyen merdivenler, ticari binaların toplam elektrik enerjisi tüketiminin %3-8'ini oluştururken, yüksek katlı konut binalarının ortak kullanım alanlarının baskın tüketicisidir. (Yazarınızın Hong Kong Mühendisler Enstitüsü'nü temsilen üyesi olduğu) Asansör ve Yürüyen Merdiven Tesisatlarının (CoP) Enerji Verimliliğine İlişkin Uygulama Kurallarını hazırlamakla görevli görev gücünün Asansör ve Yürüyen Merdiven alt komitesi, 1997 yılında büyük bir sorunla karşı karşıya kaldığında bu alanda öncü olarak referansımızın olmadığı tespit edildi. Alt komite daha sonra CoP'nin beş ana alanını aşağıdaki gibi belirledi:

Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve yürüyen yolların izin verilen maksimum elektrik gücü

1. Trafik analizi ve imar
2. Asansör sistemi kontrolü
3. Enerji yönetimi
4. Güç kalitesi

Problemler, izin verilen maksimum elektrik gücünün ve bunların güç kullanımı için arzu edilen/pratik değerlerinin nasıl tanımlanacağını içeriyordu. Asansörler için, tam yüklü bir araba tam hızda yukarı yönde çalışırken ölçülebilecek maksimum izin verilen güce karar verdik. Bu tanım günümüzde de kullanılmaktadır. Pratik değerler için, asansör üreticilerinin ve bakım yüklenicilerinin tüm Hong Kong temsilcilerine teknik veri soran mektuplar gönderildi. Ne yazık ki, piyasadan gelen yanıt tatmin edici değildi, genel yanıt ise üreticilerden böyle bir bilginin bulunmadığıydı.

Bu engeli ortadan kaldırmak için bir hükümet mühendisi, endüstriyi yanıt vermeye zorlamak için gizli bir plan başlatmak üzere yazarınızla birlikte çalıştı. Hareket halindeki sürtünme kayıpları, hidrolik kayıplar, hızlanma ve yavaşlama sırasındaki dinamik kayıplar, potansiyel enerji transferi ve rejenerasyonu vb. gibi farklı koşullar altında bu tür gücü tahmin etmek için denklemleri türetmek için mekanikteki temel yasalardan yararlandık ve bunları endüstriye gönderdik. yorumlar için. Yanıt yine zayıf olsaydı, bu teorik değerler (üreticiler için uygun olmayacaktı) zorunlu kılınacaktı. Ancak, pratik ve makul değerler kısa sürede alındı ​​ve CoP'de tablolaştırıldı (Şekil 1). Taslak kod 1998'de yayınlandı, ilk versiyon 2000'de yayınlandı.

Yüksek binalar için, ilk versiyonda gidiş-dönüş süresi (RTT), sistem işleme kapasitesi ve imar açısından trafik analizine dayalı tasarım gerekliydi, ancak 2005 baskısında feragat edildi. Asansör sistemi kontrolü için, trafiğin az olduğu zamanlarda asansör işletimi bekleme modu gerekliydi. Enerji yönetimi, gerilimler, akımlar, enerji tüketimi, toplam güç faktörü, güç ve maksimum talep gibi parametreleri ölçmek için ölçüm cihazlarının kurulumunu veya bu tür cihazlara basit bir bağlantının sağlanmasını gerektiriyordu. Bu enerji yönetimi gereksinimi geçerliliğini korumaktadır.

 Bir asansör, yürüyen merdiven veya yürüyen yol tahrikinin iki elektrik parametresinin düzenlenmesine özel önem verildi. Toplam Güç Faktörü (TPF) şu şekilde tanımlanır:

 TPF, 0.85'lik bir alt sınırla sınırlıydı. Burada P, Hong Kong'da 50 Hz'nin temel bileşenine göre sürücü tarafından tüketilen aktif güçtür (kW olarak); Q, temel bileşene göre sürücü tarafından tüketilen reaktif güçtür (kVAr cinsinden); D, diğer tüm akım harmonik bileşenlerinin katkıda bulunduğu bozulma gücüdür (kVAd cinsinden). Teknik olarak, payda, sürücü tarafından çekilen "görünür güce" eşdeğerdir. Bu gereklilik güncellenmiş CoP'de hala geçerlidir, ancak bu serinin İkinci Kısmında daha ayrıntılı tartışılacak olan ölçümle ilgili pratiklik sorunu vardır.

Toplam Harmonik Bozulma (THD) şu şekilde tanımlanır:

Burada Ih, asansör, yürüyen merdiven veya yürüyen yol tahriki tarafından çekilen akımın harmonik bileşenini ifade ederken, I1 temel bileşendir. Asansör tahrikinin temel akım değerine karşı maksimum THD'yi (%) yöneten CoP'ye bir tablo dahil edilmiştir. Örneğin, 35-40 A temel akımla çalışan asansörlerin çoğu için sınır %80'ti. Bu gereklilik güncellenmiş CoP'de hala geçerlidir, ancak ölçümle ilgili pratiklik ile ilgili, daha sonra tartışılacak olan bir sorun vardır. İkinci Bölümde. Bu iki parametrenin kontrol edilmesiyle, elektrik gücü kalitesi tatmin edici olacak ve elektrik güç iletim ve dağıtım sistemi boyunca daha az ısı kaybı meydana gelecektir.

Avrupa'da Paralel Kalkınma

2006 yılında, asansör enerji verimliliği sorununu ele almak için Avrupa Asansör Birliği tarafından bir çalışma grubu kuruldu. 2007 yılında Avrupa Komisyonu konuyu incelemek için bir çalışma başlattı. Avrupa'da ulusal bazda asansörlerin enerji performansı ile ilgili ilk kılavuz seti, VDI 4707, Alman Mühendisler Birliği tarafından yayınlandı. Bu kod, asansörleri enerji tüketimlerine göre sınıflandırmayı ve bir asansör kurulumunun operasyonel profiline göre tipik enerji talebinin kolay hesaplanmasını sağlamayı amaçlamıştır. Amaç, farklı asansörlerin enerji performansını karşılaştırmak için basit bir yaklaşım benimsemekti. VDI 4707'nin ilk taslağı 2007'de çıktı; ilk resmi baskı 2008'de çıktı ve son versiyon – “Asansör Enerji Verimliliği” ile ilgili 1. Kısım – Mart 2009 sonlarında yayınlandı.

Enerji tüketimini değerlendirmede iki endişe sınıfı vardır: seyahat veya operasyonel sınıf ve bekleme sınıfı. Seyahat enerjisi “A”dan “G”ye kadar yedi sınıftan birinde ölçülür ve kategorize edilirken, bekleme enerjisi de yedi sınıftan birinde ölçülür ve sınıflandırılır. Her iki sınıf daha sonra genel sınıfı veya notu oluşturmak için birleştirilir, “A” sınıfı en iyisi ve “G” sınıfı en kötüsüdür. Bunlar, üç parametreye daha dayanmaktadır: nominal yük (kg olarak), hareket (m olarak) ve kullanım yoğunluğu. Kullanım yoğunluğu beş kategoriye ayrılmıştır (Tablo 1). Diğer bir deyişle, enerji-verimlilik sınıflarının karşılaştırılması ancak aynı kullanım kategorisine ait asansörlerin dikkate alınmasıyla mümkündür. Bekleme sırasında 50 W'tan az ve seyahat sırasında 0.80 mWh/(m-kg)'dan fazla tüketmeyen kullanım kategorisindeki bir asansör, Sınıf A'da sınıflandırılacaktır.

Seyir veya işletim enerjisini ölçmek için, en alt kattan en üst kata çıkan boş bir asansör kabini ve ardından tekrar en alt kata (yani hem yukarı hem aşağı) giden bir referans çalıştırması gerçekleştirilir. Kat edilen toplam mesafe d (m olarak) ile temsil edilir ve arabanın sözleşme (nominal) kapasitesi CC (kg olarak)'dir. Bu iki yolculuk sırasında toplam enerji tüketimi, Eref, aşağıdaki denklem kullanılarak, referans çalıştırma Esprun sırasında ölçülür ve belirli enerjiye normalleştirilir:

 Bu ölçüm yöntemi, daha sonraki bir Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) standardında da tavsiye edilmektedir.[8] Bu ölçüme yönelik ana eleştiri, hızlanma ve yavaşlama sırasında yüksek güç tüketimine daha az önem vermesidir. Bu nedenle az katlı binalara haksızlık olabilir. Okuyucular, tüm kavramın, Hong Kong Enerji Yasası'nın karşılık gelen bölümüne oldukça benzer şekilde, tek başına asansör tahrikinin performansını ölçmek olduğunu unutmamalıdır. Akıllı denetim kontrolünün ayırt edici katkısı göz ardı edilirken, ana enerji tasarrufu aslında akıllı yolcu sevkinin bir sonucu olabilir. Bu, bu serinin 2. Kısmında tartışılacak olan başka bir noktadır.

Beklemedeki enerji tüketiminin ölçümü basittir ve 5-10 dakika yapılabilir. bir koşudan sonra. EN 81, beklemedeki enerji tüketimini azaltmak için kabin kapıları kapalıyken araç rölantideyken kabin içindeki ışıkların kapatılmasına izin verir. Bununla birlikte, deşarj lambalarının sık sık açılıp kapatılması, ömürlerini önemli ölçüde azaltır.

Uluslararası olarak, ISO/DIS 25745-1[8] taslağı 2008'de yayınlandı ve en son versiyonu 2012'de yayınlandı. Aşağıdaki denklemi kullanarak asansör enerji tüketimini tahmin etmek için bir hesaplama sağlar:

nerede:

• E_L tek bir asansörün bir yılda kullandığı enerjidir (kW X h cinsinden).
• S, yılda yapılan başlama sayısıdır.
• P, tahrik motorunun değeridir (kW olarak).
• t_h kapıların kapandığı andan açılmaya başladığı ana kadar ana giriş katı ile en yüksek hizmet verilen kat arasındaki seyahat süresidir (yani, yarım referans-çalışma açma çevrimi) (sn.).
• E_Bekleme tek bir asansörün bir yılda kullandığı yedek enerjidir (kW X h cinsinden).
• Denklem bir dizi varsayıma dayanır ve birkaç dezavantajı vardır:
• Binanın düzgün bir kat nüfusu vardır.
• Yukarı durakların sayısı, aşağı durakların sayısına eşittir.
• Rejenerasyon için herhangi bir ödenek verilmez.
• Trafik kontrolörünün eylemleri için izin verilmez. (Yalnızca tek birimler dikkate alınır.)
• Ana giriş katının altında önemli sayıda durak yapılmamaktadır.
• Ekspres bir bölgede seyahat için ek enerji hesaba katılmaz.

En Son CoP

CoP, 2012'de BEC'in[7] yayınlanmasıyla birlikte, en sonuncusu performansa dayalı olan yukarıda belirtilen beş kodun tümünü bir araya getirerek zorunlu hale getirildi. Asansörler ve yürüyen merdivenlerle ilgili CoP 2012'nin dört amacı vardır:

• Motor sürücülerinin izin verilen maksimum elektrik gücünü empoze ederek güç tüketimini azaltmak
• Asgari izin verilen toplam güç faktörü gerekliliklerini dayatarak güç kullanımındaki kayıpların azaltılması ve asansör işletiminde dekorasyon yükleri ve bekleme modundaki sınırlamalar
• İlgili güç kalitesi sorunlarından kaynaklanan kayıpların azaltılması
• Daha iyi enerji verimliliği yönetimi için uygun ölçüm ve enerji izleme tesislerinin sağlanması

Asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve yürüyen yolların güç tüketimini sınırlama koşulları daha önce tartışılmıştı. Çekişli asansörler için sınıflandırma, nominal yüke ve nominal hıza dayalıdır. Hidrolik asansörler için, hız genellikle oldukça düşük olduğundan sınıflandırma yalnızca nominal yüke göre yapılır. Yürüyen merdivenler için sınıflandırma, nominal genişlik, yükseklik, hız ve tipe (kamu dışı hizmet, kamu hizmeti ve ağır hizmet) dayanmaktadır. Hareketli yürüyüşler için sınıflandırma, nominal genişlik, uzunluk, hız ve türe (kamu dışı hizmet ve kamu hizmeti) dayanmaktadır. Toplam güç faktörü ve toplam harmonik bozulma açısından güç kalitesi de tartışılmıştır.

En son CoP, 2000 baskısına kıyasla birkaç yeni gereksinim içermektedir. Araç içi dekorasyon için ağır malzemelerin kullanılması enerji israfı olduğundan, asansör dekorasyon yükü yönetilir. Nominal yük L'ye göre izin verilen dekorasyon yükü D, Tablo 2'de aşağıdaki denklemler tarafından yönetilir.

Trafik yoğunluğunun az olduğu dönemlerde, bir grup veya bankadaki en az bir asansör için park modu mevcut olmalıdır. Bir asansör kabinine hizmet veren havalandırma/klima sistemi, kabin bir süre boşta kaldığında durdurulmalıdır.

İkinci Bölümde Beklenebilecek Daha Fazla Şey

Yazarınız tarafından yaklaşık 10 yıl önce asansör enerji performansının kıyaslanması için önerilen ve hem tahrik hem de denetim kontrolü ile ilgilenen evrensel bir gösterge, şimdi asansör mühendisleri tarafından referans olması için kodun teknik kılavuzuna dahil edilmiştir. Gösterge ve ilgili gelişmeler bu dizinin İkinci Kısmında tartışılacaktır. Ayrıca, Hong Kong CoP'deki maddelerle başa çıkmak için çeşitli pratik yöntemleri tartışacak ve seçilen maddelerle ilgili bazı sorunları ele alacaktır. Ek olarak, yazar tarafından geliştirilen asansörler için bir enerji tasarrufu yöntemi tartışılacaktır.

Referanslar
[1] Bina Otoritesi, Binalarda Genel Termal Transfer Değeri için Uygulama Kodu, Hong Kong, 1995.
[2] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Dairesi Başkanlığı, Aydınlatma Tesislerinde Enerji Verimliliği Uygulama Esasları, 1998.
[3] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Dairesi Başkanlığı, İklimlendirme Tesisatlarında Enerji Verimliliği Uygulama Esasları, 1998.
[4] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Dairesi Başkanlığı, Elektrik Tesislerinde Enerji Verimliliği Uygulama Esasları, 1999.
[5] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Dairesi Başkanlığı, Asansör ve Yürüyen Merdiven Tesisatlarında Enerji Verimliliği Uygulama Esasları, 2000.
[6] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Dairesi Başkanlığı, Performansa Dayalı Bina Enerji Kanunu, 2003.
[7] Elektrik ve Mekanik Hizmetler Departmanı, Bina Hizmetleri Kurulumunun Enerji Verimliliği için Uygulama Kuralları, 2012 (www.beeo.emsd.gov.hk/en/pee/BEC_2012.pdf).
[8] ISO/DIS 25745-1, Asansörlerin, Yürüyen Merdivenlerin ve Yürüyen Yürüyüş Yollarının Enerji Performansı, Bölüm 1: Enerji Ölçümü ve Doğrulaması, 2008.