مصرف انرژی این آسانسور ساختمانی در مقایسه با بالابرهای ساختمانی مبتنی بر هیدرولیک چگونه است؟

هنگام مقایسه مصرف انرژی، رک و پینیون ساخت آسانسور ساختمان مصرف انرژی بسیار کمتری نسبت به بالابرهای ساختمانی مبتنی بر هیدرولیک - معمولاً با استفاده از 30 تا 50 درصد برق کمتر بیش از چرخه های کاری معادل این تفاوت حاشیه ای نیست. در یک پروژه در مقیاس بزرگ که دو بالابر ساختمانی را به طور همزمان در طول 18 ماه اجرا می کند، صرفه جویی در هزینه انرژی قابل انتساب به انتخاب آسانسور ساختمانی ساختمانی نسبت به جایگزین هیدرولیک می تواند بیشتر باشد. 20000 یورو . دلیل این امر در تفاوت های اساسی در نحوه تبدیل ورودی الکتریکی به حرکت عمودی هر سیستم و چگونگی بازیابی یا اتلاف موثر انرژی در حین کار نهفته است.

نحوه استفاده هر سیستم از انرژی: تفاوت مکانیکی اصلی

یک آسانسور ساختمانی که توسط مکانیزم قفسه و پینیون هدایت می شود، انرژی الکتریکی را مستقیماً از طریق یک موتور الکتریکی به حرکت چرخشی تبدیل می کند، که چرخ دنده پینیون را در امتداد یک قفسه دکل ثابت به حرکت در می آورد. مسیر انرژی کوتاه و بسیار کارآمد است: موتور → گیربکس → پینیون → بالابر عمودی. آسانسورهای ساختمانی مدرن مجهز به درایوهای مبدل فرکانس (VFD) به راندمان موتور دست می یابند. 90% تا 95% تحت شرایط بار معمولی

بالابرهای ساختمانی هیدرولیک بر اساس اصول اساسی متفاوت عمل می کنند. یک موتور الکتریکی یک پمپ هیدرولیک را به حرکت در می آورد، که سیال را تحت فشار قرار می دهد تا سیلندر یا موتور هیدرولیک را که قفس را حرکت می دهد، به حرکت درآورد. این تبدیل انرژی دو مرحله ای - الکتریکی به هیدرولیکی به مکانیکی - باعث تلفات ترکیبی در هر مرحله می شود. بازده سیستم هیدرولیک معمولاً از 60% تا 75% ، به این معنی که به ازای هر 100 کیلووات ساعت کشیده شده از شبکه، تنها 60 تا 75 کیلووات ساعت کار بالابری مفید انجام می دهد. انرژی باقیمانده به عنوان گرما در سیال هیدرولیک، اصطکاک پمپ، دریچه گاز و مقاومت لوله از دست می رود.

مقایسه قرعه کشی نیرو: آسانسور ساختمانی در مقابل بالابر هیدرولیک

برای بیان شکاف راندمان از نظر بتن، دو سیستم بالابر قابل مقایسه - یک بالابر ساختمانی SC200 و یک بالابر ساختمانی هیدرولیک متوسط - هر دو برای بار 2000 کیلوگرمی با سرعت بالابر تقریباً 36 متر در دقیقه در نظر گرفته شده اند. SC200، به عنوان یک آسانسور ساخت و ساز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، به عنوان یک معیار قابل اعتماد برای این دسته از تجهیزات عمل می کند:

شکاف قدرت آماده به کار سزاوار توجه ویژه است. بالابرهای ساختمانی هیدرولیک باید به طور مداوم سیال تحت فشار را حتی در زمانی که قفس ثابت است حفظ کنند و مصرف کنند. 3 تا 6 کیلو وات در دوره های بیکاری . در یک سایت ساخت و ساز معمولی با 30٪ زمان بیکاری، این به تنهایی صدها یورو در هزینه برق غیر ضروری در ماه اضافه می کند.

ترمز احیا کننده: مزیتی منحصر به فرد برای آسانسور ساختمانی

یکی از مهمترین مزایای انرژی آسانسور ساختمانی مدرن، توانایی آن در بازیابی انرژی در هنگام فرود از طریق ترمز احیا کننده است. هنگامی که یک قفس بارگذاری شده به سمت پایین حرکت می کند، موتورهای الکتریکی به عنوان ژنراتور عمل می کنند و انرژی جنبشی و پتانسیل را به برق تبدیل می کنند که به منبع برق ساختمان تغذیه می شود یا برای جبران انرژی دیگر تجهیزات سایت استفاده می شود.

در عمل، ترمز احیا کننده در آسانسور ساختمانی مجهز به VFD می تواند بهبود یابد 15 تا 25 درصد از کل انرژی مصرفی در طول یک روز عملیاتی کامل، بسته به نسبت فرودهای بارگذاری شده به صعودهای بارگذاری شده. در یک پروژه بلند بالای 150 متر که در آن قفس‌های خالی مرتباً بالا می‌روند و قفس‌های بارگیری شده با مواد یا تجهیزات حذف شده پایین می‌آیند، نرخ بازیافت انرژی در انتهای بالاتر این محدوده به طور معمول به دست می‌آید.

بالابرهای ساختمانی هیدرولیک مکانیزم مشابهی ارائه نمی دهند. بارهای نزولی با مهار کردن جریان هیدرولیک از طریق شیرهای فشار شکن کنترل می شوند و تمام انرژی پتانسیل را مستقیماً به گرما در سیال هیدرولیک تبدیل می کنند. سپس این گرما باید به طور فعال از طریق سیستم های خنک کننده مدیریت شود - که خود برق اضافی مصرف می کنند و شکاف انرژی بین یک بالابر ساختمانی از این نوع و همتای قفسه و پینیون برقی آن را بیشتر می کنند.

عملکرد هوای سرد و هزینه های انرژی پنهان بالابرهای هیدرولیک

در آب و هوای سرد - از جمله بسیاری از اروپای شمالی، کانادا و سایت‌های مرتفع - بالابرهای ساختمانی هیدرولیک هزینه‌های انرژی پنهان اضافی را به همراه دارند که به ندرت در تصمیم‌گیری‌های اولیه در نظر گرفته می‌شوند:

• پیش گرمایش سیال: روغن هیدرولیک باید به حداقل ویسکوزیته عملیاتی برسد تا بالابر بتواند ایمن کار کند. در دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد، پیش گرم کردن سیال ممکن است طول بکشد 20 تا 45 دقیقه و 3 تا 8 کیلو وات را به طور مداوم در آن مدت بکشید.
• از دست دادن بازده مربوط به ویسکوزیته: سیال هیدرولیک سرد و غلیظ مقاومت پمپ را افزایش می دهد و راندمان سیستم را به میزان بیشتری کاهش می دهد 5% تا 15% در مقایسه با عملکرد در دمای بهینه سیال.
• چرخه های جایگزینی مایعات: چرخه حرارتی سیال هیدرولیک را سریعتر تجزیه می کند و معمولاً هر بار نیاز به تعویض کامل سیال دارد 2000 تا 3000 ساعت کار - هزینه غیرمستقیم که همچنین زباله های خطرناکی را تولید می کند که نیاز به دفع مناسب دارد.

بالابر ساخت و ساز قفسه و پینیون مبتنی بر محرک الکتریکی به همان شیوه تحت تأثیر دمای محیط قرار نمی گیرد. موتورهای الکتریکی و کنترلرهای VFD به طور موثر در محدوده دمایی وسیعی کار می کنند و نیازی به پیش گرمایش سیال نیست. به عنوان مثال، آسانسور ساختمانی SC200 برای عملکرد مداوم در دماهای از درجه بندی شده است -20 تا 40 درجه سانتی گراد بدون جریمه انرژی گرم کردن - یک مزیت عملیاتی واضح در سایت های ساخت و ساز زمستانی که سیستم های هیدرولیک به طور معمول 30 تا 60 دقیقه از زمان تولید خود را هر روز صبح از دست می دهند.

ردپای کربن و رعایت ساختمان سبز

تفاوت‌های مصرف انرژی مستقیماً به انتشار کربن تبدیل می‌شود که به طور فزاینده‌ای به انطباق پروژه با استانداردهای ساختمان سبز مانند الزامات مدیریت زیست محیطی LEED، BREEAM و ISO 14001 مرتبط است.

با استفاده از میانگین ضریب انتشار شبکه اروپا از 0.233 کیلوگرم CO₂ در هر کیلووات ساعت (Eurostat 2023)، اختلاف کربن سالانه بین یک آسانسور ساختمانی ساختمانی و یک بالابر ساختمانی هیدرولیک معادل - بر اساس ارقام انرژی در جدول 1 - تقریباً برابر است. 800 تا 1400 کیلوگرم CO2 در هر بالابر در سال . در پروژه ای که از چهار بالابر در یک برنامه ساخت دو ساله استفاده می کند، اختلاف تجمعی بیشتر است 6 تن CO2 - رقمی که برای امتیازدهی گواهینامه سبز و گزارش ESG پیمانکار مهم است.

علاوه بر این، سیستم های هیدرولیک خطرات زیست محیطی ناشی از نشت مایعات را به همراه دارند. یک خرابی شیلنگ هیدرولیک می تواند 20 تا 50 لیتر روغن را در یک سایت آزاد کند، که هم خطر آلودگی و هم یک حادثه نظارتی ایجاد می کند - هزینه ها و تعهداتی که برای آسانسور ساختمانی برقی مانند SC200 اعمال نمی شود.

جایی که بالابرهای هیدرولیک هنوز دارای مزیت هستند

بالابرهای ساختمانی هیدرولیک علیرغم راندمان انرژی کمتری که دارند، دارای مزایای استفاده خاصی هستند که آنها را در سناریوهای خاص به انتخاب ارجح تبدیل می کند:

• کاربردهای کم ارتفاع (زیر 20 متر): برای آسانسورهای کوتاه مدت در سازه‌های یک طبقه یا دو طبقه، بالابرهای هیدرولیک هزینه‌های نصب اولیه پایین‌تری دارند و راه‌اندازی ساده‌تری دارند که تا حدی ضرر انرژی عملیاتی را جبران می‌کند.
• استفاده موقت یا کم فرکانس: هنگامی که یک بالابر ساختمانی فقط 2 تا 3 ساعت در روز کار می کند، شکاف هزینه انرژی تجمعی تا جایی کاهش می یابد که ممکن است حق بیمه هزینه سرمایه یک سیستم آسانسور کامل ساخت و ساز را توجیه نکند.
• سایت های بدون برق سه فاز قابل اعتماد: بالابرهای هیدرولیک را می توان به گونه ای پیکربندی کرد که بر روی پک های هیدرولیک برق تک فاز یا دیزلی کار کنند، و آنها را در مکان های دورافتاده ای که برق شبکه در دسترس یا محدود است قابل اجرا می کند.
• بارهای تک چرخه بسیار سنگین: سیستم‌های هیدرولیک می‌توانند نیروهای بالابری بسیار بالا را با پیکربندی‌های مکانیکی ساده‌تر ارائه دهند، که می‌تواند برای کارهای تخصصی بلند کردن سنگین‌ها که در آن اوج نیرو بیشتر از بهره‌وری انرژی اهمیت دارد، سودمند باشد.

هزینه کل مالکیت: انرژی به عنوان یک عامل تعیین کننده

هنگامی که تیم های تدارکات تجهیزات حمل و نقل عمودی را صرفاً بر اساس قیمت خرید یا اجاره ارزیابی می کنند، بالابرهای هیدرولیک اغلب رقابتی به نظر می رسند. با این حال، تجزیه و تحلیل هزینه کل مالکیت (TCO) - که شامل انرژی، تعمیر و نگهداری، جایگزینی سیال و زمان خرابی می شود - به طور مداوم آسانسور ساخت و ساز را نسبت به بالابرهای هیدرولیک ساختمانی برای پروژه های با مدت متوسط ​​تا طولانی ترجیح می دهد.

راهنمای عملی برای انتخاب تجهیزات انرژی-آگاهی

برای تیم‌های پروژه که کارایی انرژی را در انتخاب بالابر اولویت می‌دهند، معیارهای زیر باید تصمیم‌گیری را هدایت کنند:

1. الف را مشخص کنید آسانسور ساختمانی مجهز به VFD - SC200 یک نمونه اثبات شده از این دسته است - برای هر پروژه ای با ارتفاع بیش از 30 متر یا مدت زمان 6 ماه، که در آن صرفه جویی در انرژی هزینه تجهیزات را نسبت به بالابرهای ساختمانی هیدرولیک جبران می کند.
2. از سازنده درخواست کنید رقم مصرف انرژی خاص (کیلووات ساعت در هر تن متر بلند شده) تا امکان مقایسه سیب به سیب بین بالابر ساختمانی و جایگزین های هیدرولیک را فراهم کند.
3. فاکتور در مصرف برق آماده به کار هنگام محاسبه بودجه انرژی - اینجاست که بالابرهای هیدرولیک به طور مداوم عملکرد ضعیفی دارند و تفاوت هزینه روزانه بیشتر قابل مشاهده است.
4. برای مکان های با آب و هوای سرد، a 10 تا 20 درصد جریمه انرژی به تخمین مصرف بالابر هیدرولیک برای محاسبه پیش گرمایش سیال و تلفات ویسکوزیته.
5. اگر گواهی ساختمان سبز یک الزام پروژه است، تفاوت مصرف انرژی و صرفه جویی CO2 مرتبط با استفاده از آسانسور ساختمانی بر روی بالابر هیدرولیک را به عنوان بخشی از گزارش پایداری پروژه مستند کنید.

مزیت مصرف انرژی آسانسور ساختمانی نسبت به بالابر ساختمانی هیدرولیک قابل توجه، ثابت و به خوبی مستند شده است. با 30 تا 50 درصد مصرف برق کمتر در هر چرخه کار آسانسور ساخت و ساز قفسه و پینیون - که نمونه آن بالابر ساختمانی SC200 است - انتخابی به وضوح کارآمدتر انرژی برای اکثر برنامه های حمل و نقل عمودی در محل است. برای تیم‌های پروژه‌ای که در بازارهای حساس به قیمت انرژی کار می‌کنند، به دنبال گواهینامه‌های سبز یا مدیریت برنامه‌های ساخت چند ساله هستند، انتخاب آسانسور ساختمانی به جای بالابر هیدرولیک فقط یک تصمیم زیست‌محیطی نیست، بلکه یک تصمیم مالی مناسب است.