Повышение энергосбережения становится все более и более серьезной задачей современности. Не только из соображений защиты окружающей среды, но и по экономическим причинам важность энергосбережения возрастает с каждым годом.
Хотя энергопотребление лифтов составляет лишь незначительную часть общего энергопотребления здания, было бы опрометчиво не рассмотреть возможность снижения затрат при их проектировании и эксплуатации.
Конечно, наибольшей экономии энергии можно было бы добиться, если бы мы все ходили по лестнице, а не перемещались на лифте. Кстати, это улучшит и физическое состояние каждого из нас. Но конечно, если нужно перевозить грузы, гораздо проще воспользоваться техникой, чем таскать все в руках.
Сравнение переключения скоростей переключением полюсов с частотным преобразователем
В течение многих лет типичная конструкция лифтовой машины представляла собой комбинацию червячной передачи с двухскоростным асинхронным двигателем с переключением полюсов.
Но по мере того, как электроника становилась дешевле и доступнее за последние 20 лет или около того, стандартное решение с тех пор стало заменяться гораздо более удобным решением, а именно односкоростным двигателем в сочетании с частотным преобразователем.
Благодаря оптимизированной конструкции односкоростных двигателей КПД при номинальной мощности принципиально лучше, чем у двухскоростных двигателей.
Для двигателей с переключением полюсов большая часть потерь создается при прямом подключении к сети и именно при переключении между двумя скоростями по сравнению с работой с преобразователем частоты.
Управление частотой вращения двигателя не только повышает комфорт при движении лифта, но и снижает пусковые токи и, прежде всего, уменьшает энергию, необходимую для перемещения грузов.
При дооснащении старого двухскоростного червячного мотор-редуктора доступны следующие возможности для снижения энергопотребления этих приводов:
-
Добавьте преобразователь частоты к оригинальному старому двигателю, чтобы уменьшить пусковые и стопорные потери.
-
Замените двигатель на односкоростной, чтобы повысить эффективность двигателя. Конечно, также необходимо добавить частотный преобразователь.
Необходимо отметить, что частотный преобразователь (инвертор) потребляет пропорциональную часть энергии даже в режиме ожидания. Если лифтом пользуются очень редко, вносить эти изменения нет смысла.
Сравнение редукторной машины и безредукторной
Коробка передач не имеет постоянного КПД. При снижении нагрузки его КПД также снижается (в большей или меньшей степени) в зависимости от конструкции.
Стандартный редуктор лифта, червячная передача, имеет КПД около 60%-85%. Существенным фактором, влияющим на КПД коробки передач, является передаточное число. Чем выше передаточное отношение, тем ниже КПД.
Благодаря конструктивным усовершенствованиям редукторов (заполнение маслом более высокого качества) их КПД можно повысить на несколько единиц процента.
Типовой двигатель, используемый в сочетании с редуктором, является асинхронным двигателем, имеет практически постоянный КПД в диапазоне 50-90%. Ниже и выше этого диапазона эффективность снижается.
С синхронными двигателями это поведение отличается. С увеличением нагрузки (крутящего момента) повышается и КПД синхронных безредукторных приводов. Это делает синхронные двигатели особенно эффективными при частичной нагрузке.
Редукторный привод может иметь лучшую эффективность, чем безредукторный, при полной нагрузке. Но на практике для лифта более характерна частичная нагрузка, и в этом случае синхронный безредукторный привод предпочтительнее редукторного асинхронного.
Причины различий между расчетным и измеренным потреблением электроэнергии
Акцент при оценке энергоэффективности делается на эффективность привода и механики лифта (= КПД вала).
Возможными причинами различий между потреблением энергии (предварительно рассчитанным) и потреблением энергии (измеренным) могут быть: КПД вала и качество монтажа, баланс противовесов, КПД машины (привода), а также потребление электроэнергии энергии другими компонентами лифта.
Дополнительное потребление электроэнергии создается всеми другими установленными в лифте компонентами, которым для работы требуется электричество.
Электромагнитный тормоз должен быть разомкнут, клапаны переключены. Сюда же относятся освещение кабины, привод дверей и т. д. Но в большинстве случаев значения потребляемой электроэнергии относительно невелики по сравнению с электроэнергией потребляемой приводом лифта.
Возможный широкий диапазон вышеуказанных значений (например, КПД трансмиссии в холодном и теплом состоянии) может быть значительным, и в некоторых случаях можно ожидать относительно больших различий между требуемым потреблением и фактическим потреблением.
Значение КПД нельзя напрямую использовать для определения потребления электроэнергии за некоторый период времени (почти невозможно заранее точно определить потребление энергии, так что это не является реальным недостатком).
Если лифт эксплуатируется нечасто, то КПД привода влияет незначительно, поскольку большая часть потребляемой энергии будет потеряна в состоянии простоя.
Заключение
Благодаря постоянному развитию в последние годы потребление электроэнергии лифтами сократилось. Любой современный привод, тщательно спроектированный, является наиболее эффективным шагом на пути к созданию эффективной лифтовой системы, и в будущем вариантов их усовершенствования не так уж и много. Но есть еще сотни тысяч старых лифтов, ожидающих модернизации.
Яков Кузнецов
