Giriş: Enerji Yeterli Dikey Ulaşım için Büyüye İhtiyacı
Kentsel popülasyonlar yüksek binalarda yoğunlaşmaya devam ettikçe, asansörler ve asansörler dolaşım sistemi haline geldi.Onlar bir binanın toplam enerji tüketiminin yaklaşık% 2-5'i ve bazı yoğun ticari kulelerde payının 10'a tırmanmasını sağlarlar ve net enerji çizimleri için zorlamak (örneğin LEED ve BREEAM) tabloların fiziksel olarak asansörürsaları ve yüksek çözünürlükleri kontrol eder.
Bu makale, ısı transferinin, sıvı akışı ve kütle transferinin asansör sistemlerinde nasıl etkileşimlendiğini ve modern yeniliklerin bu fenomenleri olağanüstü enerji tasarruflarına ulaşmak için nasıl kullandıklarını araştırıyor. Bir bina hizmetleri mühendisi, asansör tasarımcısı veya bir tesisleri yöneticisi olsanız da, bu temelleri anlamak, işletmenize yardımcı olacaktır.
Ulaşım Phenomena ve onların Asansörlere Karşı İlişkisi
[FONT:0)Transport fenomenleri), doğanın enerji ve maddedeki üç mekanizma için şemsiye terimidir: ısı transferi, sıvı dinamikleri (momentum transfer), ve toplu transfer.Bir asansör sisteminde, bu fenomenler birden çok ölçeklerde meydana gelir - bir hoist otoyolun içindeki makroskobik hava hareketine kadar.
Heat Transfer: Görünmez Enerji
Elektrik enerjisini hareket etmeye çeviren her asansör bileşeni, atık ısısı üretir. Motors, sürücüler, frenler ve kontrol panelleri tüm ayrıştırılmalıdır veya ekipman aşırı ısıtılır ve başarısız olacaktır.The three mod of Heat transfer –)
- [FONT:0]Condüksiyon[[DÜDÜT:1) Motor rüzgarları, ısı batakları ve araba yönlendiren metal raylar, yüksek termal iletkenlik (örneğin, bakır veya alüminyum) ile malzeme seçerler, hassas bileşenlerden hızlı bir şekilde ısınır.
- [FONT=0]Convection[Dönetici:0) Çoğu asansör makineleri için en baskın soğutma mekanizmasıdır. Fans güç havaları aşırı ısı değiştiricileri veya daha büyük kurulumlarda sıvı soğutma döngüleri uzaktan radyatöre yol açıyor.
- [FONT:0]Radiation[[DÜDÜT:1) sadece yüksek sıcaklıklarda önemli hale gelir, ancak yüzeylerin izin verilen boyalarla veya yansıtıcı engellerle kaplı olup olmadığını kontrol kabinlerinde ısı kazanılabilir.
Sık sık sık sık sık kullanılan ısı transfer meydan okuması, bina ızgaraya geri dönülemez (örneğin, aşırı enerji ısıtılır ve bu dirençli bankaların yerleştirilmesi makine odası veya hoistway'e kadar önlemek için kritiktir.
Akış: Lubricants'dan Air Currents'a
Bir asansör sisteminde akış her ikisine de sahiptir:0)liquid[Döneticiler, hidrolik sıvılar) ve [[Döneticiler:2)gas[Döneticiler) Asansörler, hidrolik asansörler içinde ısınabilir.Demirler, hidrolik sıvıların vizektomilerini optimize ederek azaltılabilir; çok ince ve iç sızıntı kayıpları arttırırlar; çok kalın ve basınç azalır.
Hava akışı, özellikle yüksek hızlı asansörlerde, 10 m /s'te hareket eden bir araba önemli hava direnci yaratır ve hava yerinden edilmiş hava gürültülerini ve aşırı sürüklemeyi önlemek için sorunsuz bir şekilde kanalize edilmelidir. Akışkan araba şekilleri, aerodinamik adillemeler ve basınç-relief ve ilaçlar, motor yüklerini azaltır.
Mass Transfer: Gürültüyü ve Yükleme
Asansör tasarımındaki toplu transfer çoğunlukla hava yoluyla kirleticilerin hareketini ve hava ile hava değişimi ile ilgili hava durumu ile ilgili olarak, inşaatın yüksek binalarda (Düzücük) hava durumu ile hava durumu arasındaki hava değişiminin daha fazla ısıtılmasına izin verir.
Modern Asansör Sistemlerinde ısı Transferi Yönetimi
Enerji verimliliği termal yönetimle başlar. zorla soğutma ile kaldırılacak olan her bir ısı, hareket için kullanılmış olabilecek bir wattdır. Aşağıda, mühendislerin en büyük ısı kaynaklarını nasıl ele aldığını inceleyeceğiz.
Motor ve Drive Soğutma
Kalıcı mıknatıs senkronizasyonlu motorlar (PMSM) mevcut endüstri standardı, dişli olmayan traksiyon asansörleri için daha az ısı üretiyor, ancak yine de aktif soğutma gerektirir.Birçok PMSM'nin puanlı gücü ile inşa edilir:0)Uygun soğutma finleri[Döneticileri ve eksileri (1) yüksek frekanslarda çalışan değişken frekanslı sürücülerle eşleştirilir.
Rejeneratif Drives ve Heat Recovery
Rejeneratif sürücüler son yıllarda en etkili ısı yönetimi inovasyonudur.Rejeneratif sürücüler, bina AC şebekesine geri dönerek, toplam asansör enerji tüketimini 25-45% azaltabilirler, sonsuz bir lavaboya bağlı olarak, yani rejener ısıtmanın gerekli olmadığı anlamına gelir.
Aydınlatmanın ısıtılması
Soğuk iklimlerde, ısıtmalı bir asansör makinesi odası, tek bir izolasyonlu otoyol ile büyük bir enerji anlaşmasını kaybedebilir. Tersine, sıcak iklimlerde, serin makine odaları bile milisli duvarlar yoluyla kazanmaktadır.
Akış ve Kurun: Mekanik Kayıpları Yeniden Üretin
Mekanik sürtünme hesapları, bir traksiyon asansörü tarafından tüketilen toplam enerjinin yaklaşık% 15-20'si için. Bu sürtünmenin çoğu kılavuz ayakkabı, oave yataklar ve - mevcutsa - şanzımanlar.In applications the Principles of fluid dynamic to oil, üreticiler has made dramatik strides.
LowViscosity Lubricants ve Katkılar
Sif yağlar, yüksek çözünürlükte (VI) sabit bir film kalınlığını tam hızlı bir operasyona kadar korur.Sesastohidrolik eklemeleri gibi ekler (EHL) bir sıvı film oluşturmak için sınır sürtünmesini azaltabilir; bu rejim doğru yağı seçmek için gerekli.
Yüksek Hızlı Asansörler için Aerodinamik Tasarım
4 m /s üzerinde seyahat eden asansörlerde, aerodinamik sürüklenme büyük bir enerji tüketicisi haline gelir. C ⁇ sıvı dinamikleri (CFD) şimdi araba şeklini optimize etmek için kullanılır, araba ve hoistway duvarları arasındaki boşluk ve karşıtlığı profili. Sonuç, bazı modern tasarımlarda yaklaşık 0,7 ila 0.3 arasında bir azalmadır.
Hidrolik Asansörler: Petrol Akışı optimizasyonu
Hidrolik asansörleri, daha az enerji verimli olmasına rağmen, hala düşük katlı ve yük uygulamaları hakimdir. Verimliliği hidrolik sıvının akış özelliklerine bağlı olarak enerjiye bağlıdır.Ürünler artık hidrolik hidrolik hidrolik sıvı yağları kullanır:0) Değişkenler pompalar ), bir valf boyunca aşırı akışa doğru akırıklama sağlar, ki bu da ısıyı kullanarak enerji harcarlar.
Mass Transfer ve Air-Tightness: Gizli Enerji Tasarrufları
Sıcaklık ve sürtünme manşetleri kapsalarken, hava ve nezmin hareket ve hoistway'in dışına bir bina genel enerji bütçesi üzerinde şaşırtıcı derecede büyük bir etkiye sahip olabilir.
Stack Etkisini Kontrol Etmek
Yüksek binalarda, yığın etkisi, hoistway boyunca havalanıyor, düşük katlarda düşük basınç yaratıyor ve üst katlara yakın yüksek baskı yaratıyor.Bu baskı farkı güçleri her iniş kapısında binadan hava durumuyla bir araya geldi. Bazı gelişmiş sistemler,FLT:2.
Hava Kalitesi ve Filtreleme
Yolcu asansörleri için modern kodlar, araba içinde CO2 inşa etmekten kaçınmak için minimum taze hava değişimi görevi görür. aurFLT:0) isteğe bağlı havalandırma) sistemi - sadece sensörler ccupancy tespit ettiğinde hava akışını artırır - hem fan enerji hem de asansörün başka bir yere taşınması gerekir.
Taşıt Transport Phenomena
Son asansör teknolojileri bu fiziksel süreçlerin derin bir anlayış etrafında giderek tasarlanmıştır. Üç alan öne çıkıyor:
Manyetik Levitation (Maglev) Asansör
Linear motorlar ve manyetik kullanım, araba ile eğim arasındaki fiziksel temas ortadan kaldırır, kablolarla ilişkili tüm mekanik sürtünmeyi ortadan kaldırır.Sence ki, motordan gelen ısı değiştiricileri [Dönemli veya zorlanmış havaleleri kullanarak düzgün bir şekilde soğutulmalıdır.Döneticileri ortadan kaldırır ve çekyatlar ayrıca kablolarla ilişkili 30-50% tasarruf eder.
Akıllı Kontrol Sistemleri ve IoT Sensörleri
Makine öğrenme algoritmaları trafik modellerini tahmin edebilir ve hız ayarlayabilir ve kapı açma süreleri enerji kullanımını minimeliyor.In addition, IoT sensörleri, ısıyı, vibrasyonunu ve petrol kalitesini gerçek zamanlı olarak, sistemin yaşamının tamamındaki tahmin edilebilir bakım sağlar. Örneğin,FLT:0Schindler PORT teknolojisi) yolcunun gezi sayısını azaltmak için yolcu-tarafını kullanır.
Enerji Depolama Entegrasyonu
Ultra kapasiteliler ve lityum-iyon pilleri, rejeneratif frenleme sırasında yakalanan enerjiyi depolayabilir ve hızlandırıcı olarak serbest bırakabilirler, bu nedenle genellikle makine odasındaki üst düzey bölmeleri azaltırlar.Bu aynı zamanda asansörün sınırlı sayıda geziler için çalışmasını sağlar.Bu depolama cihazlarının termal yönetimi kritiktir: ultra kapasiteliler bataryalardan daha dar bir sıcaklık penceresine sahiptir, bu yüzden genellikle makine odasındaki bölmelere yerleştirilirler.
Vaka Çalışmaları ve Endüstri Uygulamaları
Yukarıda açıklanan ilkeler, dünyadaki gerçek binalarda zaten uygulanır.
- [FONT=0)Otis Gen2® ReGen® sürücüsü ile:[Dönetici:0) Bu sistem, yenidenjeneratif frenleme ile birlikte düz etiketli bir sürücüyü birleştirir, geleneksel hidrolik asansörlerle kıyasla% 50 tasarruf sağlar.
- [FOONE MonoSpace® 500 DX: KONE'nin dişlisiz çekiş asansörü, makine odası dışında monte edilebilir kalıcı bir mıknatıslı motor kullanıyor, mekanik soğutma ihtiyacını azaltır. Sistem ayrıca aydınlatma ve hayranlara gücü kesmenin boş zamanlarını verir:2|Explore KONE MonoSpace).
- [FONT:0]Thyssenkrupp MULTI sistemi: [DFLT:1] Bu ipsiz, lineer motor asansörü manyetik kullanım gerektirir ve aynı mildeki prototipini Rottweil, Almanya, kabloları ortadan kaldıran ve ağırlıkları ortadan kaldıran kabloların % 60 oranında azaltılabileceğini gösterdi.
Bu örnekler, ultra verimli dikey ulaşım yolunun, ulaşım fenomenlerinin düşünülmüş uygulanmasında yalan söylediğini gösteriyor - motor rüzgarlarında gelişmiş akışlarda, havadan en az sürüklenen gelişmiş akışkan dinamik şekillerine yol açıyor.
Sonuç: Net-Zero Binasına Doğru
Asansörler artık sadece bir kolaylık değildir; bir binanın enerji performansına merkezi bir bileşenidir.Bu fenomenlerin yarısı veya daha fazla, sıvı akış ve toplu transfer) bir asansörün enerji tüketiminin her yönünü belirler - hava sızıntısının kapılarının içine.
Geleceğin tüm dijital ikizlere doğru, gerçek zamanlı olarak, her mildeki ulaşım fenomenlerine bağlı olarak, operatörlerin yapısal mühendislik olarak inşa etmelerine ve yenidenjeneratif hale getirme oranlarına uygun şekilde optimize edilmesine izin verecek. Kentleşme devam ettikçe, yarınki asansörler enerji ve madde hareket eden fiziğin anlayışına bağlı olacaktır - yapısal mühendislik olarak tasarım yapmak için gerekli olan nakliye fenomenleri inşa etmek.