Hidrolik Asansörler için Değişken Frekanslı Tahrik Sistemleri

Esnekliğe ve çeşitli enerji verimli hidrolik tahrik tiplerine genel bakış

Genel Bakış

Hidrolik tahrikli asansörler tanım gereği esnektir. Asansör ve kabin tasarımlarının neredeyse sonsuz konfigürasyonları mümkündür, bu biraz sınırlı seri üretilen makine dairesiz çekiş standardına belirgin bir tezat oluşturmaktadır. İklim değişikliği konusundaki tartışmalar, müşterilerin enerji verimliliğine daha fazla odaklanmasını tetikledi. Hatta bazıları hidrolik asansörün ölümünü ilan etmek için atladı. Ancak, doğru tipte bir hidrolik tahrik ile bir hidrolik sistemin B sınıfı enerji verimliliği elde edebileceği artık açıktır.

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunları öğrenmiş olmalısınız:
♦ Değişken hızlı sürücüler neden önemlidir?
♦ Farklı uygulamalar için hangi tip değişken hızlı sürücüler yararlıdır?
♦ Elektronik kontrollü geleneksel sürüş türleri
♦ Mekanik ve elektrik kontrol valflerinin asansör sistemi üzerindeki etkileri bakımından nasıl farklılık gösterdiği
♦ Frekans kontrollü yukarı ve aşağı sürüşlerin asansör sistemi üzerindeki etkileri
♦ Güç bağlantısı sınırlı olduğunda ne kullanılmalı?
♦ Geri kazanım ve hidrolik geri kazanım için kullanım faydaları ve uygulamaları
♦ Yüksek sürüş sıklığıyla en iyi nasıl başa çıkılır?
♦ Yüke bağlı hız azaltma

Enerji verimliliği ile ilgili küresel bir tartışmadan hareketle, bazı hidrolik tahrik sağlayıcıları, ürün yelpazesine değişken frekanslı tahrikleri getirerek bu sorunu çözmüştür. Bunlar, enerji bilincine sahip müşteriye mükemmel bir çözüm olarak sunulmaktadır. Daha yakından bakıldığında, teknik okuryazar ve eleştirel gözlemci, çeşitli teklifler arasında önemli farklılıklar olduğunu fark edecektir. Bu makale, ilgili okuyucunun çeşitli enerji verimli hidrolik tahrik türleri arasında ayrım yapmasına yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Değişken Frekanslı Sürücüler İhtiyacı

Çekiş veya hidrolik sistemlerde kullanımlarından bağımsız olarak, değişken voltajlı, değişken frekanslı (VVVF) asansör tahrikleri, sürüş sırasında enerji tüketimini azaltır. Dezavantajı, nispeten yüksek bir bekleme enerjisi kullanımıdır. Konvansiyonel hidrolik tahrikler, bekleme sırasında hiç enerji kullanmaz ve bu nedenle nadiren kullanılan asansörler için mükemmeldir (Kullanım Sınıfı 1). Bucher Hydraulics'in elektronik valfini kullanan bu sürücüler, 4707 yıldır VDI 30'ye göre B derecesine sahiptir. Asansör kontrol sistemlerinin ve VVVF sürücülerinin yeni tasarımları artık çok daha düşük bekleme kullanımına sahip; bu nedenle, VVVF sürücüleri daha geniş bir uygulama yelpazesinde uygulanabilir bir çözüm haline geldi.

Değişken Frekanslı Sürücü Türleri

Hidrolik asansörler için değişken frekanslı tahrikler, 1996'dan beri dünya çapında Bucher Hydraulics tarafından başarılı bir şekilde inşa edilmiş ve kurulmuş olduğundan yeni değildir. Interlift 2009'da bir dizi başka üretici, kendi değişken frekanslı tahrik tiplerini sundu. Aralarında belirgin farklılıklar vardır (Tablo 1).

Konvansiyonel Yukarı ve Aşağı Sürüş (Tip a)

Geleneksel bir hidrolik tahrikte, başlatma sinyalinden sonra, dalgıç motor sıfırdan maksimum devir sayısına (tipik olarak 2,800 rpm) kadar çalışır. Pompa, mümkün olan maksimum akışı sağlar. Başlangıç ​​seviyesinden çıkmak ve hedef seviyede durmak için hızın kontrol edilmesi gerekir. Bu, fazla yağın tanka geri akmasını sağlayan mekanik (iki hızlı) veya elektronik (değişken hızlı) kontrol valfi kullanılarak yapılır. Etkili olarak kullanılandan daha fazla yağ pompalanır. Bu uygulama sadece enerji verimliliği açısından kötü olmakla kalmaz, aynı zamanda yağı gereksiz yere ısıtır: Yağ akışı valfte yön değiştirdiğinde enerji ısıya dönüşür. Valfteki yağ sapması da belirli bir düzeyde gürültü üretir.

Aşağıda "geleneksel" ifadesi yalnızca elektronik olarak kontrol edilen bir valfi ifade edecektir. LRV-1, patentli bir dahili geri besleme döngüsü sayesinde sıcaklık veya basınç dalgalanmalarından bağımsız olarak çalışır. Sürüş eğrisi, tolerans veya mevsimsel sıfırlama gerekmeden yalnızca bir kez ayarlanabilir. Elektronik valf kullanan bir hidrolik asansör, mekanik valf kullanan aynı asansöre göre yaklaşık %30 daha az enerji kullanır.

EN 81-3 Ek 81'ün kabul edilmesiyle EN 2 standardına tabi alanlarda mekanik valfin kullanılmaması beklenmektedir. ±10 mm'lik gerekli tesviye hassasiyetini ve yedeklilik gereksinimlerini elde etmek çok zor olacaktır. (Karşılaştırmayla, Bucher Hydraulics'in LRV-1 seviyeleri ±3 mm'ye kadar.) iValve gibi elektronik valfler, entegre yedeklilik ve uzaktan erişim özelliğine sahiptir.

Frekans-Sürücü Kontrollü Yukarı Sürüş (Tüm b Tipleri)

Yukarı sürüş için değişken frekanslı bir tahrik kullanarak, yalnızca etkili bir şekilde gerekli olduğu kadar yağ pompalanır. Motor/pompa kombinasyonunun hızı doğrudan VVVF sürücüsü tarafından kontrol edilir ve elektronik valf ile aynı akış geri besleme sinyali kullanılır. VVVF sürücü kontrolünün daha hızlı başlatma avantajı vardır: motor, 2-3 s'ye ihtiyaç duymadan hemen başlar. Yıldız Delta geçişi için. Ancak gerçek motor değeri, VVVF sürücülerinde geleneksel sistemden farklı değildir.

VVVF sürücü kontrollü ve geleneksel sürücüler arasındaki enerji tüketimi farkı, başlatma ve yavaşlama sırasında fark edilir. Bu, tam hızda çalışma, tüm çalışma süresiyle karşılaştırıldığında (veya sürüşler ne kadar kısaysa) enerji tasarrufu potansiyelinin o kadar büyük olduğu anlamına gelir. Yağ soğutmasız maksimum sürüş sayısı da daha yüksektir.

Yüke Bağlı Hız Düşürme/Sınırlı Güç Bağlantısı (Tüm c Tipleri)

Çoğu kurulu yolcu asansörü nadiren tam yükte çalışır. Tipik çalışma daha çok şuna benzer: Müşteri boş asansörü arar ve ardından hedef kata çıkar. Ancak asansör, her sürüş sırasında maksimum yükü kaldıracak şekilde tasarlanmıştır. Bu, güç kaynağının buna göre boyutlandırılması gerektiği anlamına gelir. Modernizasyonlar sırasında genellikle binaya giden güç kaynağı sınırlıdır ve bunu artırmak karmaşık ve pahalı olabilir. Bir akım sınırlayıcı çözüm olabilir: Yük, tanımlanmış bir eşiğin üzerine çıkarsa (örneğin: boş kabin artı bir yolcu), sürüş hızı otomatik olarak düşürülür ve mevcut gereksinim eşiğin altında kalır. Bu şekilde, güç besleme gereksinimi, tam yük/tam hız gereksinimlerine kıyasla %40'a kadar azaltılabilir. Bu sistemin çalışması için bir VVVF sürücüsü bir ön koşuldur.

Frekans-Sürücü Kontrollü Aşağı Sürüş (b2 ve c2 Tipleri)

Aşağı sürüş sırasında, yağ, motoru bir jeneratör gibi çalıştırarak pompa aracılığıyla depoya geri gönderilir. Bu şekilde üretilen güç, standart bir değişken frekanslı sürücü tarafından kullanılamaz ve bu nedenle bir fren direnci veya benzer bir cihaz kullanılarak "yakılır". Geleneksel tahrik ile karşılaştırıldığında fark, ısının artık valfteki akış saptırma yoluyla yağa gitmemesi, ancak fren direnci aracılığıyla herhangi bir yere (örneğin kaldırma şaftında) dağıtılabilmesidir. Buradaki ana avantaj, yağ soğutması gerektirmeyen olası sürüş sayısının önemli ölçüde artmasıdır (tipik olarak saatte 120 sürüşe kadar).

Kurtarma ile Frekans-Sürücü Kontrollü Aşağı Sürüş (b3 ve c3 Tipleri)

Aşağı sürüş sırasında, potansiyel enerji elektrik enerjisine dönüştürülür. Bunu yapmak için pompa motoru bir jeneratör görevi görür. Bu şekilde üretilen güç, özel bir geri kazanım ünitesi tarafından dönüştürülür ve daha sonra elektrik şebekesine geri beslenebilir. Sonuç olarak, aksi takdirde kaybedilecek olan enerjinin %30'u geri kazanılabilir. Ayrı bir kurtarma birimi yerine, kurtarma biriminin aynı muhafazanın içine takıldığı değişken frekanslı bir sürücü artık sıklıkla kullanılmaktadır.

Hidrolik Geri Kazanımlı Frekans Tahrik Kontrollü Aşağı Sürüş (b4 ve c4 Tipleri)

Bu tip sistemde potansiyel enerjinin bir kısmı bir basınç akümülatöründe depolanır. Aşağı sürüş sırasında, ana pompa/motor kombinasyonu ile aynı eksene monte edilmiş bir yüksek basınç pompası, yağı bir akümülatöre pompalar ve burada yüksek basınçta depolanır. Yukarı sürüş için, ana motorun ana pompayı sürmesine yardımcı olmak için basınç serbest bırakılır. Bu sistem, standart VVVF sürücüsünün enerji kullanımına kıyasla %30 daha fazla enerji tasarrufu sağlar. Yalnızca yük ek güç gerektirir. Bu üst düzey sistem yalnızca hidrolik karşı ağırlık üzerinden enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda daha küçük bir motorla çalışır ve bu nedenle daha düşük güç besleme gereksinimine sahiptir.

Hidrolik Güç Üniteleri ile Değişken Frekanslı Sürücüleri Kullanma Nedenleri

Önceki bölümde, değişken frekanslı sürücüleri kullanmanın birçok farklı yolu olduğunu gördük. Her türün kendi özel uygulaması vardır ve aralarında farklı ağırlıklar ve gri alanlar bulunur. Şekil 2, müşterinin belirli uygulamalar için doğru sürücü tipini seçmesine yardımcı olur.

Seyahat Sayısı:

Yüksek Sürüş Frekansı

Yüksek sürüş frekansı birimleri, b2, b3, b4 ve c2, c3, c4 türlerini içerir. Uygulamaları havaalanları, tren istasyonları, alışveriş merkezleri, hastaneler, oteller vb. yerlerdedir. Değişken frekanslı tahrik, iki şekilde yüksek bir sürüş frekansına ulaşmaya yardımcı olur:

Yukarı sürüş: asansörün başlatılması ve yavaşlaması sırasında daha fazla yağ sapması yok

Aşağı sürüş: Üretilen ısı, motoru jeneratör olarak kullanarak yağa gitmez.

Daha önce bu tip uygulamalar için yağ soğutucuları kullanılıyordu. İlk bakışta, bu daha ucuz bir çözüm gibi görünüyor. Bununla birlikte, yağ soğutucularının düzgün çalışması için taze ve hatta soğutulmuş havaya ihtiyaç vardır. Bu nedenle kullanıcı, çevre koşullarına bağlı olarak makine dairesi havalandırması veya iklimlendirme sağlamalıdır. Yağ soğutucuları da gürültülüdür, alan gerektirir ve enerji kullanır. Bucher Hydraulics, değişken frekanslı bir tahrik kullanmanın uzun vadede daha uygun maliyetli bir çözüm olduğuna inanıyor.

Bu tür yüksek frekanslı uygulamalar için tek sorun yağ ısıtma değildir. Güç ünitesinin kendisi ve diğer tüm sistem bileşenleri, ekstra yük için doğru şekilde boyutlandırılmalıdır. Geleneksel bir sistem kullanmak ve basitçe bir VVVF sürücüsü eklemek sorumsuzluktur. Örneğin pompa, motoru bir jeneratör olarak çalıştırırken olduğu gibi yukarı doğru pompalarken çok farklı yüklere sahiptir; malzeme ve tasarım seçerken bu dikkate alınmalıdır. Piyasadaki çeşitli teklifler arasında önemli farklılıklar vardır, bu nedenle bireysel karşılaştırmalar yapılmalıdır.

Enerji verimliliği

Tüm b ve c tipleri dahil olmak üzere hidrolik tahriklere uygun tüm kurulumlarda enerji verimliliği sağlanabilir. Belirleyici bir faktör, yukarı sürüş sırasında, yalnızca gerçekte gerektiği kadar yağın pompalanmasıdır (valf baypası yok). Geleneksel bir mekanik valf sistemine kıyasla %60'a varan enerji tasarrufu gerçekleştirilebilir. Sürüş ne kadar kısa olursa, o kadar fazla enerji tasarrufu sağlanır.

Aşağı sürüş, yalnızca asansörün potansiyel enerjisi depolanırsa ve ardından sonraki yukarı sürüş için kısmen veya tamamen yeniden kullanılırsa enerji verimliliğine katkıda bulunabilir. Bu şu anda yalnızca c4 tipi kullanılarak mümkündür. Geleneksel bir mekanik valf sistemine kıyasla %80'e varan enerji tasarrufu gerçekleştirilebilir.

Aşağı sürüş (b3 ve c3 tipleri) sırasında enerjiyi şebekeye geri beslemek, dolaylı olarak da olsa enerji verimliliğini artırabilir, çünkü enerji bir sonraki yukarı sürüş için kullanılamaz. Enerji bina içinde diğer tüketiciler için kullanılabilir (aydınlatma, ısıtma, iklimlendirme, çalışan bilgisayarlar vb.). Şebeke operatörü sadece nadir durumlarda şebekenin kendisine güç geri beslemesine izin verir.

Yüke Bağlı Hız Düşürme/Akım Sınırlayıcı

Mevcut güç kaynağında, bir hidrolik karşı ağırlık (b4 veya c4 tipleri) veya yüke bağlı hız azaltma (tüm c tipleri) kullanılarak sınırlamalar varsa, kısmen yüklü bir kabin (veya orijinalde daha yüksek yükler) ile iyi hızlar elde edilebilir. hız). Hidrolik karşı ağırlık, sınırlı güç kaynağına rağmen yüksek sürüş frekansı gerektiğinde kullanılır; örneğin, tren istasyonları veya oteller için asansörleri modernize ederken. Sürüş frekansı bir sorun değilse, daha uygun maliyetli "yalnızca yukarı" değişken frekanslı c1 sürücü tipi kullanılabilir. Bu tür tesisler genellikle sınırlı güç kaynağına sahip modernizasyon projelerinde kullanılmaktadır.

ÖZET

Uygulamalar ne kadar çeşitli olursa olsun, farklı tipte hidrolik tahrikler gereklidir. “Optimum performans” gibi abartılı sözler dikkatinizi dağıtmayın; sürücü tipi dikkatli seçilmelidir.

Öğrenme-Takviye Soruları

Aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanarak çevrimiçi olarak mevcut olan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavı'na çalışabilirsiniz. www.elevatorbooks.com veya bu sayının 127. sayfasında.
♦ Frekans kontrolü, düşük kullanımlı bir konut asansörü için enerji tasarrufu sağlar mı? Hayır — burada, frekans kontrolü olmayan bir hidrolik tahrik kullanmak en iyisidir. Frekans invertörünün beklemedeki güç tüketimi, tipik olarak, tasarruf edilen sürücü enerjisinden daha yüksek olacaktır.
♦ Mekanik bir valf neden elektronik kontrollü bir valften daha düşüktür? Mekanik valfler, daha düşük seviyeleme doğruluğuna, yük ve sıcaklık dalgalanmalarına (özellikle sıcak yağ ile) göre değişen bir sürüş eğrisine sahiptir ve %30 daha fazla tahrik enerjisine ihtiyaç duyar.
♦ Yüke bağlı hız azaltmanın kullanımı nedir? Sınırlı güç kaynağıyla bile asansörü modern (hızlı) bir hidrolik tahrikle donatabilirsiniz. Tam yüke sahip nadir durumlarda sürüş sadece biraz daha yavaş olacaktır.
♦ Hidrolik asansörlerde frekans kontrolünün kullanılma sebepleri nelerdir? Saatte daha fazla sürüş mümkündür, daha yüksek enerji verimliliği olur ve güç kaynağı sınırlandırılabilir.
♦ Hidrolik asansörün aşağı çalışması sırasında “üretilen” enerji kullanılabilir mi? Evet, potansiyel enerji depolanabilir (bir akümülatörde) veya elektrik şebekesine geri beslenebilir.