سارا آزادی، کابین نیوز – آسانسورها و پله‌برقی‌ها عنصری حیاتی هستند که زندگی و کار در چندین طبقه بالاتر از زمین را عملی می‌کنند. در اتحادیه اروپا، بیش از ۴.۸ میلیون آسانسور و ۷۵ هزار پله‌برقی و پیاده‌روی متحرک وجود دارد. آسانسورها حدود ۴ درصد از برق را در ساختمان‌های بخش سوم مصرف می‌کنند. این مقاله یک تجزیه‌وتحلیل فنی به نتایج نهایی ممیزی‌های انجام‌شده در محدوده پروژه E4 IEE ارائه می‌دهد که هدف کلی آن بهبود عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در بخش سوم و در ساختمان‌های مسکونی چندخانواده است.
بهینه‌سازی مصرف انرژی آسانسور در ساختمان‌های مسکونی اروپا
در مجموع ۸۲ تجهیز اندازه‌گیری شده است و مجموعه‌ای از منحنی‌های بار، از جمله مشخصه مصرف آماده به کار، نیز ارائه شده است. عملکرد انرژی آسانسور و پله‌برقی در این تجهیزات نشان‌دهنده پتانسیل قابل‌توجهی برای بهینه‌سازی است. پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی با توجه به فناوری‌های کارآمد انرژی، تصمیمات سرمایه‌گذاری و رویکردهای رفتاری در این بخش‌ها وجود دارد. پروژه E4 بر اساس یک روش رایج توسعه‌یافته، مصرف برق مردمی را در بخش سوم و در ساختمان‌های مسکونی در اتحادیه اروپا مشخص کرد.
مصرف آماده به کار آسانسور می‌تواند تا ۸۰ درصد از کل انرژی مصرف‌شده در سال را نشان دهد و با کاهش مصرف آماده به کار و استفاده از فناوری‌های کارآمدتر انرژی، می‌توان این میزان را به شدت کاهش داد (بیش از ۶۵ درصد ممکن است).
بهبود عملکرد انرژی آسانسورها در ساختمان‌ها
امروزه حدود ۴.۸ میلیون آسانسور و همچنین حدود ۷۵,۰۰۰ پله‌برقی و پیاده‌روی متحرک در اتحادیه اروپا (EU-27) نصب شده است. با در نظر گرفتن روندهای جمعیتی و همچنین نیاز روزافزون به راحتی، انتظار می‌رود که تعداد آسانسورها و پله‌برقی‌ها در سراسر جهان و همچنین در اروپا افزایش یابد. شهرنشینی بیشتر در کشورهای در حال توسعه و آگاهی روزافزون در مورد مسائل دسترسی به دلیل پیری جمعیت در اروپا، نیاز به این تجهیزات را افزایش می‌دهد.
مصرف انرژی آنها در حال حاضر ۳ تا ۵ درصد از مصرف کلی یک ساختمان تخمین زده می‌شود (ساکس ۲۰۰۵، پروژه E4، ۲۰۰۹). حدود یک‌سوم مصرف نهایی انرژی در جامعه در بخش سوم و مسکونی، بیشتر در ساختمان‌ها استفاده می‌شود. با توجه به افزایش نیازهای آسایش، مصرف انرژی در ساختمان‌ها اخیراً افزایش قابل‌توجهی را تجربه کرده است که یکی از دلایل اصلی افزایش میزان انتشار CO2 است.
پتانسیل‌های صرفه‌جویی استفاده‌نشده بالایی با توجه به تجهیزات کارآمد انرژی، تصمیمات سرمایه‌گذاری و رویکردهای رفتاری در این بخش‌ها وجود دارد.
پروژه E4 بهبود عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در ساختمان‌های بخش سوم و در ساختمان‌های مسکونی چندخانواده را هدف قرار داده است. هدف این مقاله ارائه نتایج اصلی پروژه با تمرکز ویژه بر ساختمان‌های بخش سوم است.
ﺑﺎزار آﺳﺎﻧﺴﻮر و ﭘﻠﻪ ﺑﺮﻗﯽ اروﭘﺎ
یک نظرسنجی با همکاری انجمن‌های ملی آسانسور و پله برقی عضو انجمن آسانسور اروپایی (ELA) در ۱۹ کشور اروپایی – آلمان، اتریش، بلژیک، جمهوری چک، دانمارک، فنلاند، فرانسه، یونان، مجارستان، ایتالیا، لوکزامبورگ، هلند، لهستان، پرتغال، اسپانیا، سوئد، انگلستان، نروژ و سوئیس انجام شد. هدف از این بررسی، کمک به شناسایی پایه نصب‌شده با توجه به نوع ساختمان و ویژگی‌های اساسی واحدهای نصب‌شده بود.
این مطالعه همچنین نشان‌دهنده اهمیت عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی این تجهیزات است.
طبق بررسی‌ها، حدود ۴.۵ میلیون آسانسور در ۱۹ کشور مورد بررسی نصب شده است. شکل ۱ توزیع آسانسورهای نصب‌شده در هر یک از کشورهای مورد بررسی را بر اساس بخش نشان می‌دهد. شکل ۱ توزیع آسانسور بر اساس بخش را نشان می‌دهد.
شکل ۲ توزیع آسانسورهای نصب‌شده را بر اساس نوع ساختمان نشان می‌دهد.
آسانسورهای مسکونی بزرگ‌ترین گروه را با کمتر از ۲.۹ میلیون آسانسور در حال استفاده نشان می‌دهند. بخش سوم با حدود ۱.۴ میلیون بالابر نصب‌شده در رتبه بعدی قرار دارد و بخش صنعتی تنها ۱۸۰٬۰۰۰ آسانسور دارد.
ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی آﺳﺎﻧﺴﻮر و ﭘﻠﻪ ﺑﺮﻗﯽ در ﺑﺨﺶ ﺳﻮم
کمپین‌های نظارتی به‌عنوان کمکی برای بهبود درک مصرف انرژی و بهره‌وری انرژی آسانسورها و پله‌برقی‌ها در اروپا انجام شد. هدف این کمپین گسترش پایه تجربی مصرف انرژی آسانسورها و پله‌های برقی، ارائه داده‌های نظارتی در دسترس عموم و یافتن نکاتی در مورد پیکربندی سیستم‌های با راندمان بالا است. عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در این کمپین به‌طور ویژه مورد بررسی قرار گرفت.
در ابتدا، ۵۰ تأسیسات برای نظارت در این پروژه برنامه‌ریزی شده بود. در نهایت، ۷۴ بالابر و ۷ پله‌برقی یعنی در مجموع ۸۱ تأسیسات در چهار کشور آلمان، ایتالیا، لهستان و پرتغال مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفت. شکل ۳ آسانسورهای نظارت شده را بر اساس طبقه‌بندی ساختمان و کشور برای همه کشورهایی که در پروژه اندازه‌گیری می‌کنند، نشان می‌دهد.
تلاش شد تا آسانسورهایی برای این مطالعه از سال‌های مختلف و با استفاده از فناوری‌های مختلف انتخاب شود تا بتوان عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی را در طیف وسیعی از بالابرها با ویژگی‌های متفاوت مقایسه کرد. شکل ۴ تقسیم‌بندی واحدهای نظارت شده بر اساس نوع فناوری را نشان می‌دهد.
یک روش مشترک توسط همه شرکا برای اطمینان از تکرارپذیری اندازه‌گیری‌ها استفاده شد. این روش اندازه‌گیری انرژی مربوط به عملکرد عادی آسانسور، پله برقی و پیاده‌روی متحرک را در نظر می‌گیرد، از جمله:
- انرژی اصلی – تجهیزات پیاده‌روی بالابر/بالابر/متحرک مانند: موتور، مبدل فرکانس، کنترل‌ها، سیستم ترمز و درب.
- انرژی جانبی – تجهیزات کمکی خودرو مانند: چراغ، پنکه، سیستم دزدگیر و غیره.
چرخه اندازه‌گیری مرجع برای آسانسورها که از پایین فرود شروع می‌شود شامل می‌شود: بستن درب، رانندگی ماشین از فرود پایین تا فرود بالا، باز کردن درب و بالعکس. شکل ۵ مصرف چرخه سفر آسانسورهای حسابرسی شده در بخش سوم را نشان می‌دهد.
تفاوت‌های مصرف انرژی آسانسورها و پله‌های برقی
واضح است که تفاوت‌های زیادی بین مصرف انرژی آسانسورهای مختلف تحلیل شده وجود دارد. حتی اگر این مصرف با آسانسورهایی با همان ارتفاع خیز، سرعت یکسان یا بار اسمی یکسان مقایسه شود، نتیجه‌گیری در مورد اینکه چه فناوری کارآمدتر است، مشخص نیست زیرا عوامل بسیار بیشتری باید در تحلیل‌ها گنجانده شوند، مانند روشنایی یا نوع کنترل. در این بخش، عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی و تفاوت‌های ناشی از روشنایی، نمایشگرهای کف و کنترل‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت.
قدرت آماده به کار اندازه‌گیری شده نیز بسیار متفاوت است (شکل ۶). این مصرف آماده به کار به دلیل وجود سیستم‌های کنترلی، روشنایی، نمایشگرهای کف و کنسول‌های عامل در هر طبقه و داخل کابین آسانسور است. در آسانسورهای مورد تجزیه و تحلیل، توان آماده به کار از ۶۰ وات تا ۴۹۰ وات در آسانسورهای حسابرسی شده در بخش سوم متغیر است. شکل ۶ قدرت آماده به کار اندازه‌گیری شده در آسانسورهای حسابرسی شده در بخش سوم را نشان می‌دهد.
عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی نیز از عوامل تأثیرگذار بر مصرف کلی انرژی محسوب می‌شود و نتایج نشان‌دهنده سهم بالای این تجهیزات در مصرف انرژی ساختمان است.
تحلیل مصرف برق آسانسور و پله برقی در حالت‌های مختلف
شکل ۷ سهم آسانسور در حال اجرا و مصرف برق سالانه آماده به کار. در مدت ۵ دقیقه در هنگام اجرا با سرعت اسمی، در حالت توقف و در نهایت، در صورت بروز مشکل، عملکرد شامل اندازه‌گیری‌های مختلف انجام شد. برای در نظر گرفتن بار مسافر همانطور که در سیستم‌ها فقط برای پل‌های موجود در حالت سرعت پایین است، اندازه‌گیری‌ها انجام شد.
برای سیستم‌های واقعی یافت می‌شود، مقادیر مصرف سالانه با ضرب مصرف در حال اجرا با یک ضریب بار معمولی محاسبه شد. برآورد مصرف برق سالانه پله برقی‌های ممیزی شده در شکل ۸ نشان داده شده است. برای پله برقی‌ها، توان مصرفی در حالت‌های مختلف کار تعیین شد. شکل ۷ مصرف آماده به کار و مصرف حالت در حال اجرا را به نسبت مصرف کلی آسانسورهای بررسی شده در بخش سوم نشان می‌دهد.
مصرف آماده به کار به ویژه از الگوهای استفاده متفاوت (هر چه تعداد سفرها بیشتر باشد، مصرف دویدن بیشتر است) و از سوی دیگر از مقادیر مختلف از ۱۱ درصد تا ۹۵ درصد متغیر است. این تفاوت به دلیل مصرف متفاوت در حین دویدن و آماده به کار سرچشمه می‌گیرد.
بررسی عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در حالت‌های مختلف
برای پله‌برقی‌ها، توان مصرفی در حالت‌های مختلف کار تعیین شد. این حالت‌های عملکرد شامل اندازه‌گیری‌هایی در مدت ۵ دقیقه در هنگام اجرا با سرعت اسمی، در حالت توقف و در نهایت، در صورت وجود، در حالت سرعت پایین است. اندازه‌گیری‌ها فقط برای پله‌های برقی خالی انجام شد. برای در نظر گرفتن بار مسافر، همانطور که در سیستم‌های واقعی یافت می‌شود، مقادیر مصرف سالانه با ضرب مصرف در حال اجرا با یک ضریب بار معمولی محاسبه شد. برآورد مصرف برق سالانه پله‌برقی‌های ممیزی‌شده در شکل ۸ نشان داده شده است.
تحلیل مصرف انرژی آسانسور و پله‌برقی در اروپا
مصرف بیشتر حالت آماده‌به‌کار پله‌برقی‌های 3 PT_Esc، 1 PT_Esc و 4 PT_Esc که مجهز به درایو با سرعت متغیر هستند و در نتیجه حالت سرعت کاهش‌یافته دارند، مشاهده شد. مصرف در این حالت “کاهش سرعت” تقریباً نصف مصرف در حالت عملکرد عادی است. با توجه به روش توسعه‌یافته، مصرف آماده‌به‌کار به‌عنوان مجموع مصرف حالت کم‌سرعت و مصرف حالت توقف در نظر گرفته می‌شود.
اعداد به‌دست‌آمده از بررسی بازار مربوط به ۱۹ کشور اتحادیه اروپا (EU-27) به‌علاوه سوئیس و نروژ (جدول ۱) تعدیل شدند. با استفاده از روشی که قبلاً توضیح داده شد، کل برق مصرفی بالابرها ۱۸.۴ تراوات‌ساعت تخمین زده می‌شود که ۶.۷ تراوات‌ساعت آن در بخش مسکونی، ۱۰.۹ تراوات‌ساعت در بخش سوم و تنها ۸۱۰ گیگاوات‌ساعت در بخش صنعتی است.
|
نوع آسانسور |
مسکونی | دوره سوم | صنعتی | مجموع |
|
Traction |
۱۲۶,۳۹۷ | ۹۴۶,۲۰۸ | ۲,۲۵۴,۱۱۲ | ۳,۳۲۶,۷۱۸ |
|
Gearless |
۷۴۳,۹۷۹ |
۱,۵۴۹,۸۰۱ | ۳,۰۹۸,۴۲۱ | ۴,۸۲۴,۱۵۷ |
|
Hydraulic |
۱۷۵,۹۳۶ |
۳۳۳,۲۴۸ | ۳۷۰,۹۰۱ | ۸۷۹,۸۵۹ |
جدول ۱ تعداد آسانسورهای نصب‌شده در سال ۲۰۰۹ (منبع: Almeida)
شکل ۹ مصرف انرژی تخمینی در حالت اجرا و آماده‌به‌کار را در آسانسورهای اروپایی در بخش مسکونی و سوم نشان می‌دهد. اگرچه تعداد کمتری آسانسور نصب‌شده در بخش سوم وجود دارد، مصرف انرژی آنها به دلیل استفاده فشرده‌تر بسیار بیشتر از بخش مسکونی است.
مصرف برق آسانسور و پله‌های برقی
مصرف برق آماده به کار سهم مهمی از مصرف کل برق را به خود اختصاص می‌دهد، به ویژه در آسانسورهای نصب شده در بخش مسکونی که زمان صرف‌شده در حالت آماده به کار بیشتر است. شکل ۱۰ مصرف آماده به کار و مصرف حالت در حال اجرا را به تناسب مصرف کل در بخش‌های مسکونی و سوم نشان می‌دهد.
عملکرد انرژی آسانسور و پله برقی در اتحادیه اروپا
طبق آمار ۷۵۰۰۰ پله برقی و پیاده‌روی متحرک در EU-۲۷ نصب شده است. بر اساس بررسی‌های انجام شده در WP۲، دو فرض ایجاد شده است:
۷۵ درصد از پله برقی‌ها در ساختمان‌های تجاری نصب شده‌اند و ۲۵ درصد باقی‌مانده در وسایل حمل و نقل عمومی نصب شده‌اند.
عمومی نصب شده‌اند. ۳۰ درصد مجهز به درایو با سرعت متغیر (VSD) هستند.
تخمین زده می‌شود که پله برقی‌ها و پیاده‌روی‌های متحرک سالانه حدود ۹۰۰ گیگاوات ساعت برق مصرف می‌کنند.
تخمین پس انداز بالقوه
تخمین صرفه‌جویی بالقوه در آسانسورها بر اساس روشی که قبلاً شرح داده شد با فرض دو سناریو انجام می‌شود: “۱. بهترین فناوری‌های موجود” (BAT) استفاده می‌شود، ۲. که از “بهترین فناوری‌های هنوز در دسترس” (BNAT) استفاده می‌شود. بهترین فناوری‌های موجود بهترین اجزای موجود هستند که در حال حاضر تجاری می‌شوند و “بهترین فناوری‌های موجود” فناوری‌های پیشرفته‌ای هستند که در حال حاضر در حال توسعه هستند، اما هنوز به صورت تجاری در دسترس نیستند.
پیشنهاد مشاهده:
- توسعه فناوری‌های جدید برای افزایش ایمنی آسانسور
- روتس بلوئر، کارآمدترین دستگاه برای مدیریت فشار و جریان هوا
- آسانسور ال گلنس؛ معرفی مدل جدید شرکت فوجیتک با ویژگی‌های پیشرفته
تخمین مصرف انرژی آسانسور و پله برقی در سناریوهای مختلف
با توجه به مقادیر به دست آمده پس انداز بالقوه، ذکر این نکته ضروری است که:
هزینه اولیه فناوری‌های مورد استفاده، در عین حال که موضوع مهمی در مورد کاربرد آنهاست، در نظر گرفته نشده است.
- بنابراین، هیچ نشانه‌ای در مورد مقرون به صرفه بودن استفاده از آن فناوری‌ها ارائه نشده است. هزینه‌های تعمیر و نگهداری مانند نیروی کار و قطعات یدکی در محاسبات لحاظ نشده است، حتی اگر برخی از قطعات الکترونیکی در این اینورترها (مانند فن‌های خنک‌کننده، خازن‌ها، رله‌های داخلی) باید به طور دوره‌ای سرویس شوند تا از تخریب عملکرد این اینورتر جلوگیری شود.
- برخی از فناوری‌ها ممکن است مصرف آماده به کار را افزایش دهند و در عین حال مصرف را در مرحله اجرا کاهش دهند.
بنابراین، کاربرد آنها باید بر اساس یک مورد خاص به دقت ارزیابی شود.
برای مصرف حالت در حال اجرا، مفروضات زیر انجام شد:
- راندمان موتور: ۱۵% تللفات کمتر از IE۳ در Premium (Super IEC۶۰۰۳۴-۳۰) یا موتورهای سنکرون آهنربای دائمی ۶۰۰۳۴-۳۰ (IEC)
- راندمان چرخ دنده مارپیچ ۹۶%
- تللفات اصطکاک (۵%)
- VSD (۹۵%) (Almeida ۲۰۰۵) کارایی
برای مصرف حالت آماده به کار دو سناریو در نظر گرفته شد:
۱. BAT: بهترین فناوری‌های موجود برای هر یک از اجزای کمک به مصرف انرژی در حالت آماده به کار:
- روشنایی LED از ۱۲ وات برای بالا بر ۳۲۰ کیلوگرم تا ۱۸ وات برای بالا بر ۱۰۰۰ کیلوگرم بار متغیر است.
- کنترلرهای الکترونیکی (۲۵ وات)
- اینورتر (۲۰ وات)
- اپراتورهای درب (۵ وات)
۲. BNAT: همان سناریوی BAT است اما:
- خاموش کردن تمام اجزای غیر ضروری که در حالت آماده به کار نقش دارند را در نظر بگیرید.
- مصرف انرژی در زمانی که آسانسور در حال استفاده نیست.
شکل‌های بعدی برآورد مصرف برق در بخش سوم و کل (همه بخش‌ها) مصرف برق آسانسور را با توجه به سناریوهای مختلف پیشنهادی نشان می‌دهند.
کاهش مصرف انرژی در آسانسور و پله برقی
نتایج نشان می‌دهد که صرفه‌جویی کلی بیش از ۶۵ درصد امکان‌پذیر است. کاهش ۱۰ ترابایت ساعت با استفاده از بهترین فناوری‌های موجود و ۱۲ ترابایت ساعت در زمانی که فناوری‌هایی که در حال حاضر در حال توسعه هستند استفاده می‌شود که به ترتیب به کاهش حدود ۴.۴ میلیون تن CO2eq و ۵.۲ میلیون تن CO2eq منجر می‌شوند.
صرفه‌جویی در مصرف انرژی در حالت آماده به کار حتی در سناریوی BAT که در آن اگرچه تجهیزات کم توان استفاده می‌شود، همیشه روشن نگه داشته می‌شود، حتی زمانی که استفاده نمی‌شود، همانطور که در حال حاضر رایج است. کاهش بیش از ۸۰ درصدی توان آماده به کار با فناوری‌های تولیدی امکان‌پذیر است. به ویژه استفاده از نور ال ای دی می‌تواند نقش عمده‌ای در این کاهش داشته باشد.
برای تخمین صرفه‌جویی انرژی در نظر گرفته شده است که تمامی پله‌های برقی نصب شده مجهز به VSD باشند. علاوه بر این، در نظر گرفته شده است که در زمان توقف، کنترلر و اینورتر هر کدام فقط یک وات مصرف می‌کنند. کاهش بالقوه در مصرف برق حدود ۲۵۵ گیگاوات ساعت (۲۸ درصد) ممکن است به کاهش انتشار CO2eq به میزان ۱۰۰۰۰۰ تن در سال منجر شود.
ﻧﺘﯿﺠﻪ ﮔﯿﺮی
به طور خلاصه، این مقاله به نتایج زیر منتهی می‌شود: به طور مشخص، کاهش بالقوه مصرف انرژی در حالت آماده به کار فرصتی برای بهره‌وری انرژی است که نباید نادیده گرفته شود: اگر بهترین فناوری موجود بود، نیاز انرژی به حالت آماده به کار می‌توانست تا ۸۰ درصد کاهش یابد. استفاده می‌شود. با این حال، سهم حالت آماده به کار در آسانسورها بین ۵ تا ۹۵ درصد از مصرف کلی را تشکیل می‌دهد که محدوده وسیعی است.
این محدوده وسیع از یک طرف به دلیل الگوریتم‌های استفاده است – تعداد سفرهای بیشتر معمولاً انرژی لازم برای دویدن را افزایش می‌دهد. از طرفی مصرف انرژی در حین اجرا و آماده به کار با توجه به تکنولوژی مورد استفاده و کارایی انرژی آن تعیین می‌شود.
بر اساس محاسبات برای برآورد پس‌انداز برای اتحادیه اروپا ۷۲-، نتایج نشان می‌دهد که صرفه‌جویی کلی بیش از ۶۵ درصد امکان‌پذیر است. کاهش ۱۰ ترابایت ساعت در سناریوی BAT و ۱۲ ترابایت ساعت در سناریوی BNAT به دست آمده است که به ترتیب به کاهش حدود ۴.۴ میلیون تن CO2eq و ۵.۲ میلیون تن CO2eq تخمین زده شده بر اساس تولید برق فعلی، تبدیل می‌شود.
ﻣﺮاﺟﻊ
برای مطالعه متن زبان اصلی این مقاله نیز، می‌توانید به فایل زیر مراجعه کنید:
