استفاده از درایو کنترل فرکانس در آسانسور های هیدرولیک

در یک جمله می توان از آسانسور های هیدرولیک به عنوان آسانسورهای منعطف نام برد. تقریبا انواع و اقسام مدل های نصب آسانسور و طراحی های کابین امکان اجرا شدن را دارند نکته ای که مشخصا تا حدی تولید  انبوه آسانسورهای کششی MRL را محدود کرده است. بحث تغییرات آب و هوایی باعث تمرکز بیشتر مشتریان در بهره وری انرژی شده است. حتی برخی کاهش استفاده از آسانسورهای هیدرولیک را ادعا کردند . البته هم اکنون مشخص شده است که با استفاده از سیستم درایو مناسب کاهش مصرف انرژی کاملا قابل حصول است. پس از مطرح شدن بحث استفاده از درایو در سیستم های هیدرولیک برخی از تولیدکنندگان درایوهای هیدرولیک این موضوع را مورد هدف قرار داده بودن و درایو را در سبد محصولات خود قرار دادند . این شرکت ها درایوهای تولیدی خود را به عنوان راهکاری مناسب جهت کاهش مصرف انرژی ارائه نمودند . با نگاهی دقیق تر نظرات کارشناسان و متخصصین که باعث ایجاد تفاوت های قابل توجهی بین پیشنهاد های اراده شده گردیده است بررسی خواهند شد مقاله پیش رو به منظور آگاه ساختن علاقمندان در راستای تشخیص تفاوت بین انواع مختلف سیستم های هیدرولیک درایودار ارائه میگردد.

آیا واقعا نیازی به درایو در سیستم های هیدرولیک احساس میشود؟

درایوهای فرکانس متغیر در طول حرکت آسانسور به کاهش مصرف انرژی کمک میکنند البته صرف نظر از هیدرولیک یا کششی بودن در وضعیت STANDBY مصرف نسبتا بالایی دارند. سیستم های هیدرولیک متداول هیچ گونه انرژی را دروضعیت STANDBY مصرف نمی کنند و از این نظر برای کاربرد های با استفاده کم ایده آل می باشند . با استفاده از شیر الکترونیکی  سیستم های مذکور به کلاس B بر اساس استاندارد VD14707 انتقال می یابند که در کاهش مصرف انرژی ایده نسبتا جدیدی می باشد. در طراحی های جدید سیستم های کنترل آسانسور و درایوها مصرف انرژی در وضعیت STANDBY بسیار کاهش یافته است. بنابراین هم اکنون درایوها به راهکارهای ارزشمند در سطح وسیعی از کاربرد ها مبدل شده اند.

1. انواع مختلف درایو های کنترل فرکانس

احتمالا از خواندن عنوان فوق کمی تعجب نمایید درایوهای کنترل فرکانس در آسانسور های هیدرولیک بحث جدیدی نبوده و از سال 1996 در کل دنیا  مورد استفاده قرار گرفته اند.

 1-2-حرکت در جهت بالا و پایین به روش متداول ( نوع A)

در این نوع سیستم ها پس از آمدن فرمان استارت در جهت بالا موتورهای مستغرق در روغن از سرعت صفر به سرعت حداکثر می رسند(معمولا 2800RPM) پمپ فشار حداکثر را پمپ میکند به منظور حرکت به بالا از تراز طبقه به توقف بعدی سرعت باید کنترل شود. این موضوع توسط شیر کنترل مکانیکی (دوسرعته) یا الکترونیکی ( سرعت متغیر ) که امکان تخلیه روغن اضافی به تانک را میدهد انجام میشود. طبیعتا روغن بیشتری نسبت به مقدار مورد نیاز پمپ میشود. این عمل نه تنها بحث کاهش مصرف انرژی را نقص می کند بلکه روغن را بدون هیچ دلیلی کاملا داغ می نماید هنگامی که روغن در شیر جریان دارد انرژی به گرما تبدیل می گردد. همچنین جریان یافتن روغن در شیر باعث تولید صدای اضافی نیز می شود.

عبارت متداول تنها یک شیر کنترل الکتریکی اطلاق می شود و می تواند مستقل از دما یا نوسانات فشار عملکرد داشته باشد که این امر با استفاده از فیدبک داخلی میسر می شود.

لازم بذکر است با  استفاده از شیر الکترونیکی مصرف انرژی به کمتر از 30 درصد نسبت به مدل مشابه مکانیکی می رسد. استفاده از شیر مکانیکی منسوخ خواهد شد. در آینده شیرهای کنترلی هیدرولیک به شیرهای هوشمند ی تعلق خواهد داشت که قابلیت دسترسی از راه دور را نیز خواهند داشت.

2-2-استفاده از درایو در جهت بالا (تمام انواع B)

در این روش روغن تنها به مقدار مورد نیاز پمپ میشود . سرعت موتور – پمپ بطور مشترک توسط درایو و فیدبک دریافت شده از شیر الکترونیکی کنترل می شود . تفاوت این روش با روش قبل در کاهش مصرف انرژی در طول حرکت و هنگام دوراندازی می باشد. این بدان معناست که حرکت با سرعت حداکثر در کل مسیر کوتاه تر میشود که خود گویای کاهش مصرف انرژی است . در ضمن امکان طی شدن مسیرهای بیشتر بدون استفاده از خنک کننده روغن نیز وجود دارد. مزیت مهم دیگری که سیستم های درایودار دارند عدم اتلاف زمانی درحدود 2 تا 3 ثانیه جهت عملکرد ستاره مثلث می باشد. با این وجود تفاوتی در انتخاب رنج موتور بین دوروش فوق وجود ندارند.

3-2-کاهش سرعت بدون در نظر گرفتن بار/ محدودیت در تامین توان (تمام انواع C)

اغلب آسانسورهای مسافربرنصب شده به ندرت دربار کامل حرکت و معمولا به روش زیر کار میکنند: احضار بین کانال خالی توسط یک نفر و سپس رفتن به طبقه مقصد. بدلیل اینکه آسانسور مذکور برای عملکرد در حداکثر بار طراحی شده است در نتیجه توان مطابق با حداکثر بار در نظر گرفته شده است. اغلب هنگام بازسازی یا نوسازی محدودیت در تامین توان مورد استفاده ساختمان وجود دارد و با اضافه شدن آسانسور نیز شرایط پیچیده تر میشود و قطعا هزینه ها افزایش می  یابند که می توان از یک محدود کننده جریان استفاده کرد. در صورت افزایش بار به بیش از مقدار آستانه به عنوان مثال اگر بار اضافه شده به کابین یک نفر باشد سرعت حرکت بطور خودکار کاهش می یابد و جریان مورد نیاز کمتر از مقدار آستانه باقی می ماند . با این روش توان مورد نیاز به بیش از 40 درصد در مقایسه با مقدار مورد نیاز بار کامل در سرعت حداکثر کاهش می بابد.

4-2-استفاده  از درایو در جهت پایین (B2,C2)

در جه پایین روغن توسط پمپ به تانک بر می گردد عملکرد موتور در این وضعیت ژنراتوری می باشد. و بنابراین انرژی تولید شده می باید به حرارت تبدیل شده در مقاومت ترمز تخلیه شود. تفاوت این روش با روش متداول در عدم انتقال گرما به روغن از طریق شیر می باشد و در هر کجا میتواند از طریق مقاومت ترمز تلف شود( بعنوان مثال در چاه ) مزیت مهم این روش در افزایش قابل توجه تعداد کورس های حرکتی ممکن بدون استفاده از خنک کننده روغن می باشد. ( عموما بیش از 120 استارت در ساعت)

5-2-درایو کنترل فرکانس با استفاده از Regeneration (c3.b3)

انرژی پتانسیل در طول حرکت به سمت پایین به انرژی الکتریکی تبدیل می شود بدین منظور موتور پمپ مانند یک ژنراتور عمل میکند. انرژی مذکور را میتوان با استفاده از یونیت بازیافت انرژی با رعایت تمهیدات خاصی به شبکه برگرداند. با این روش می توان 30درصد انرژی را بازیافت کرد(همان انرژی  ای که می بایست تلف میشد. ) در برخی سیستم ها از تلفیق و یونیت بازیافت انرژی در یک محفظه استفاده شده است.

6-2-درایو کنترل فرکانس با استفاده از اکومولاتور فشار در جهت پایین (c4,b4)

در این سیستم بخشی از انرژی پتانسیل در یک انباره فشار ذخیره می گردد . در طول جهت پایین یک پمپ فشار در راستای موتور – پمپ روغن جایی که فشار حداکثر ذخیره می شود نصب می گردد . در جهت بالا فشار ذخیره شده به موتور اصلی کمک میکند تا پمپ اصلی را به حرکت درآورد . این سیستم 30درصد دیگر انرژی را در مقایسه با سیستم های دارای درایو معمول بهبود میبخشد. تنها بار نیازمند انرژی اضافی می باشد . سیستم جدید و با کیفیت مذکور نه تنها انرژی را ذخیره میکند بلکه با موتوری کوچکتر نیز کار میکند . که در نتیجه نیاز به تغذیه کمتری دارد.

2- نتیجه گیری:

در بخش قبل دیدیم که روش های زیادی برای استفاده از درایوهای مختلف وجود دارد. هر سیستم ویژگی های خاص خود را داراست .در زیر جدولی به منظور انتخاب درست تنوعات عنوان شده آورده شده است.

1-2-تعداد کورس های حرکتی

کاربرد: فرودگاه ، ایستگاه قطار، مراکز خرید، بیمارستان ، هتل و …

پیشنهاد : انواع c2,c3,c4,b2,b3,b4

درایو به دو روش رسیدن به سرعت بالاتر را ممکن میسازد :

جهت بالا: عدم اتلاف روغن در هنگام شروع حرکت و دوراندازی

جهت پایین: عدم انتقال گرما به روغن با توجه به ژنراتور شدن موتور در جهت پایین در گذشته از خنک کننده جهت خنک کردن روغن استفاده می شد در نگاه اول با توجه به حذف آن کاهش هزینه را شاهد هستیم . ضمن اینکه خنک کننده های روغن جهت عملکرد صحیح نیاز به تهویه هوا دارند بنابراین بسته به شرایط محیط نیاز به کولر یا تهویه مناسب دارند T همچنین خنک کننده های روغن تولید صداکرده و مصرف کننده های انرژی هستند. بعلاوه نیاز به فضای کافی جهت نصب دارند. پس این ضمانت وجود خواهد داشت که در بلند مدت استفاده از درایو کاملا به صرفه خواهد بود. گرمای روغن تنها مساله در کاربردهای مذکور نیست . پاوریونیت و تمامی اجزا سیستم می باید به نحو صحیح جهت بار اضافی محاسبه شوند. استفاده از یک سیستم متداول و اضافه کردن درایو در کاربردهای فوق عملی غیر منطقی محسوب می شود. برای مثال پمپ در حرکت به سمت بالا نسبت به حالت ژنراتوری با بارهای مختلف عملکرد متفاوتی دارد بنابراین انتخاب تجهیزات و طراحی باید با دقت انجام شود.

2-2-بهره وری انرژی

کاربرد : تمام کاربردها

پیشنهاد : انواع C و  B

درواقع به منظور کاهش مصرف انرژی در جهت بالا باید به این نکته توجه داشت که تنها مقداری از روغن پمپ شده مورد نیاز است (بدون شیر بای پس ) در مقایسه با یک سیستم متداول با شیر مکانیکی این سیستم تا 60 درصد بهره و ری انرژی خواهد داشت که بسیار مورد توجه می باشد. در جهت پایین در صورتی میتوان مصرف انرژی را کاهش داد که انرژی پتانسیل آسانسور ذخیره شده و سپس مجددا استفاده گردد. در حال حاضر این خواسته توسط مدل C4 ویا بالاتر امکان پذیر خواهد بود. در مقایسه با یک سیستم متداول با شیر مکانیکی این سیستم تا 80 درصد بهره وری انرژی خواهد داشت. با ا ستفاده از برگرداندن انرژی به شبکه در جهت پایین (انواعB3,C3) میتوان بهره وری انرژی را افزایش داد . این انرژی میتواند در داخل ساختمان جهت دیگر مصرف کننده ها استفاده گردد ( روشنایی ، گرمایش ، تهویه مطبوع ، کامپیوترها و … ) در موارد محدودی امکان بازگرداندن انرژی به شبکه وجود دارد.

3-2-کاهش سرعت و عدم وابستگی به بار

کاربرد : بازسازی و نوسازی آسانسور های موجود  با توان محدود

پیشنهاد: انواع B4 و تمامی انواع C

در صورت داشتن محدودیت در تامین برق مورد نیاز ، استفاده از وزنه تعادل (انواع B4 و C4) یا کاهش سرعت و وابسته نبودن به بار(تمامی انواعC) استفاده نمود. از وزنه تعادل هنگامی استفاده می شود که فرکانس های بالا علیرغم محدودیت تامین تغذیه نیاز هستند. به عنوان مثال در نوسازی آسانسورهای هتل ها یا ایستگاه های مترو و قطار.