1. اصول عملیاتی اساسی
1.1 آسانسورهای کششی
آسانسورهای کششی از طناب ها یا تسمه های فولادی برای تعلیق کابین و وزنه تعادل از یک نوار کششی که توسط یک موتور الکتریکی هدایت می شود استفاده می کنند. اصل اساسی اصطکاک است: طناب‌ها سطح شیاردار نوار کششی را می‌گیرند و با چرخش شیار، طناب‌ها حرکت می‌کنند و ماشین را بالا یا پایین می‌آورند. وزنه تعادل، معمولاً برابر با وزن خودرو به اضافه 40 تا 50 درصد ظرفیت نامی، سیستم را متعادل می کند و گشتاور موتور مورد نیاز برای کار را به حداقل می رساند.
آسانسورهای کششی مدرن از درایوهای فرکانس متغیر ولتاژ متغیر (VVVF) برای کنترل سرعت و گشتاور موتور استفاده می کنند. درایو برق شبکه AC را به DC اصلاح می کند، سپس آن را به فرکانس AC متغیر برمی گرداند و امکان کنترل دقیق سرعت از صفر تا سرعت نامی با راندمان بالا را فراهم می کند. درایوهای احیا کننده می توانند انرژی را در هنگام فرود یا کاهش سرعت به شبکه ساختمان برگردانند و کارایی را بیشتر بهبود بخشند.
1.2 آسانسور هیدرولیک
آسانسورهای هیدرولیک بر اساس اصل پاسکال کار می‌کنند: یک پمپ هیدرولیک الکتریکی که روغن را به داخل سیلندر می‌برد و پیستونی را فشار می‌دهد که کابین را بالا می‌برد. برای فرود، یک سوپاپ کنترل روغن را از سیلندر به مخزن آزاد می کند و خودرو تحت نیروی گرانش پایین می آید. بر خلاف سیستم های کششی، آسانسورهای هیدرولیک از طناب استفاده نمی کنند - پیستون مستقیماً بار کابین را پشتیبانی می کند.
دو پیکربندی اولیه وجود دارد. در سیستم‌های-سوراخ (مستقیم-) سیلندر را در یک گمانه در زیر چاله آسانسور قرار دهید، در حالی که پیستون برای حمایت از کابین به سمت بالا کشیده می‌شود. سیستم‌های کمتر سوراخ-از پیستون‌های تلسکوپی جانبی-استفاده می‌کنند که در کنار خودرو امتداد می‌یابند و نیازی به سوراخ‌کاری عمیق را از بین می‌برند. طرح‌های کمتر حفره{7}}به‌ویژه در مناطقی با سطح آب بالا یا سنگ بستر در نزدیکی سطح مفید هستند.
2. مقایسه عملکرد
| پارامتر | آسانسور کششی | آسانسور هیدرولیک |
|---|---|---|
| محدوده سرعت | 0.5 – 10+ m/s | 0.15 – 1.0 m/s |
| ارتفاع سفر | نامحدود (عملی: 600+ متر) | معمولاً کمتر یا مساوی 21 متر (6-7 طبقه) |
| ظرفیت بار | 320 - 5،000+ کیلوگرم | تا 20،000+ کیلوگرم (تخصص حمل و نقل) |
| بهره وری انرژی | بالا (موجود احیا کننده) | متوسط (بدون وزنه تعادل) |
| صافی سواری | عالی | خوب (دمای روغن بر عملکرد تأثیر می گذارد) |
| اتاق ماشین | مورد نیاز (یا گزینه MRL) | برای واحد پمپ مورد نیاز است |
| زمان نصب | 2-4 هفته | 1-2 هفته |
| هزینه اولیه (معمولی) | بالاتر | برای افزایش{0}کم پایین تر |
| هزینه تعمیر و نگهداری | بلندمدت-کمتر | بالاتر (تعمیر و نگهداری سیستم روغن) |
| سطح نویز | بسیار کم (اتاق ماشین جدا شده) | بالاتر (صدای اتاق پمپ) |
3. تجزیه و تحلیل بهره وری انرژی
مصرف انرژی جایی است که این دو فناوری بیشترین تفاوت را دارند. آسانسورهای کششی با وزنه تعادل ذاتا کارآمد هستند زیرا موتور فقط باید بر عدم تعادل بین بارهای کابین و وزنه تعادل، به علاوه نیروهای اصطکاک و شتاب غلبه کند. یک آسانسور کششی مدرن VVVF می تواند به مصرف انرژی 0.3-0.6 کیلووات ساعت در هر 1000 کیلوگرم در متر کار حمل و نقل دست یابد.
آسانسورهای هیدرولیک فاقد وزنه تعادل هستند، به این معنی که واحد پمپ موتور باید فشار هیدرولیک کامل را برای بالا بردن کابین بدون توجه به بار تامین کند. در هنگام فرود، انرژی از طریق شیر کنترل به عنوان گرما به جای بازیابی تلف می شود. مصرف آسانسور هیدرولیک معمولی از 1.0-2.5 کیلووات ساعت در هر 1000 کیلوگرم- متر متغیر است - تقریباً 3-4 برابر بیشتر از معادل های کششی.
مزیت درایو احیا کننده:درایوهای کششی احیا کننده مدرن می توانند 20-40% انرژی مصرف شده در هنگام فرود را بازیابی کنند و آن را به شبکه برق ساختمان برگردانند. در طول عمر 20 ساله در یک ساختمان پر رفت و آمد، این بازیابی می تواند بخش قابل توجهی از هزینه اولیه را جبران کند.
برای ساختمان هایی که به دنبال گواهینامه LEED هستند یا در حوزه های قضایی با قوانین سختگیرانه انرژی کار می کنند، آسانسورهای کششی به طور فزاینده ای تنها گزینه مناسب هستند. با این حال، برای ساختمانهای کم‌مرتبه با حداقل استفاده روزانه، شکاف راندمان ممکن است برای توجیه سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر بسیار کوچک باشد.
4. نصب و فضای مورد نیاز
4.1 الزامات شفت و گودال
آسانسورهای کششی برای پشتیبانی از اتاق ماشین (یا ماشین کششی بالای سر در طرح های MRL) به یک ساختار بالای سر قابل توجهی نیاز دارند. حداقل ابعاد بالای سر (فاصله از طبقه بالا تا سقف شفت) از 3.8 متر برای آسانسورهای اتاق استاندارد ماشین- تا 3.2 متر برای پیکربندی های MRL متغیر است. عمق گودال معمولاً 1.2-1.8 متر بسته به سرعت و بافرها است.
آسانسورهای هیدرولیک نیازهای سربار انعطاف پذیرتری دارند - اغلب به اندازه 3 متر - زیرا اتاق ماشین در مجاورت چاهک است نه بالای آن. با این حال، در سیستم‌های هیدرولیک در{4}}چاله نیاز به حفاری یک گمانه عمیق در زیر گودال است که می‌تواند با موانعی مانند سنگ بستر، آب‌های زیرزمینی یا تاسیسات زیرزمینی مواجه شود. هزینه حفاری بسته به شرایط زمین می تواند 5000 تا 20000 دلار به پروژه اضافه کند.
4.2 ملاحظات اتاق ماشین
اتاق‌های ماشین‌های کششی باید مستقیماً بالای شفت یا افست در حداکثر فاصله مشخص قرار گیرند (معمولاً 15{5}}20 متر به صورت افقی در هر EN 81-20). اتاق باید بارهای استاتیکی و دینامیکی ماشین کششی را تحمل کند که برای نصب با ظرفیت بالا می تواند از 5000 کیلوگرم فراتر رود. جداسازی ارتعاش بین اتاق ماشین و ساختار ساختمان برای جلوگیری از انتقال سر و صدا بسیار مهم است.
اتاق‌های ماشین‌های هیدرولیک (اتاق‌های پمپ) می‌توانند تا فاصله 15 متری از شفت قرار داشته باشند و فقط نیاز به پشتیبانی سطح{1}} دارند. با این حال، آنها باید واحد قدرت هیدرولیک، مخزن روغن و کابینت کنترل را با حداقل ابعاد اتاق تقریباً 2.5 متر × 2.0 متر × 2.2 متر ارتفاع داشته باشند. مدیریت نویز و دمای روغن نیاز به تهویه دارد و اقدامات مهار روغن (سینی های نشت) در بسیاری از حوزه های قضایی اجباری است.
5. کل هزینه مالکیت
هزینه کل مالکیت (TCO) در طول عمر مفید 25-ساله معمولاً به نفع آسانسورهای کششی برای کاربردهای-در ارتفاع متوسط و بلند{3}}می‌باشد، در حالی که سیستم‌های هیدرولیک ممکن است TCO کمتری را در سناریوهای خاص با ارتفاع پایین ارائه دهند.
| مولفه هزینه (ساختمان 25 ساله، 6 توقفه) | کشش | هیدرولیک |
|---|---|---|
| تجهیزات و نصب اولیه | $75,000 – $120,000 | $45,000 – $75,000 |
| انرژی (انباشته) | $18,000 – $28,000 | $55,000 – $85,000 |
| قراردادهای نگهداری و خدمات | $45,000 – $65,000 | $55,000 – $80,000 |
| تعمیرات اساسی (1-2 در هر چرخه عمر) | $12,000 – $20,000 | $15,000 – $25,000 |
| TCO 25 ساله (محدوده معمولی) | $150,000 – $233,000 | $170,000 – $265,000 |
یادداشت ها: هزینه ها برای آسانسور مسافری 6{2}}630 کیلوگرمی در یک ساختمان تجاری با ترافیک متوسط نشان می دهد. هزینه های واقعی بسته به منطقه، الگوهای ترافیک و شرایط قرارداد خدمات به طور قابل توجهی متفاوت است.
6. دستورالعمل های کاربردی
بر اساس مشخصات فنی، دستورالعمل های انتخاب زیر اعمال می شود:
کشش را برای: Buildings with more than 5-6 floors; high-speed requirements (>1.0 m/s); heavy traffic (>300 سفر در روز)؛ پروژه های حساس انرژی-. برنامه های کاربردی که نیاز به درایوهای احیا کننده دارند. برج های مسکونی یا تجاری بلند-.
هیدرولیک را برای موارد زیر انتخاب کنید:ساختمانهای کم-(2-4 طبقه)؛ کاربردهای حمل و نقل سنگین (به ویژه بارهای نامتقارن)؛ مقاوم سازی هایی که فضای سر شفت به شدت محدود است. تاسیسات موقت یا مدولار؛ پروژه های با بودجه محدود با ترافیک کم
7. فناوری در حال ظهور: ماشین-اتاق-کشش کمتر (MRL)
آسانسورهای کششی کمتر-اتاق-ماشین (MRL) همگرایی فناوری‌ها را نشان می‌دهد و کارایی و سرعت سیستم‌های کششی را بدون جریمه فضایی ماشین‌آلات سنتی ارائه می‌دهد. ماشین کششی در داخل شفت، یا روی ریل های راهنمای خودرو یا در فضای بالای سر نصب می شود. آسانسورهای MRL اکنون بیش از 60 درصد از تاسیسات کششی جدید در اروپا را تشکیل می دهند و در حال به دست آوردن سهم بازار در سطح جهانی هستند.
طرح‌های MRL نیازمند مدیریت حرارتی دقیق موتور فشرده و درایو هستند و دسترسی تعمیر و نگهداری به دستگاه پیچیده‌تر از طرح‌های سنتی است. با این حال، برای توسعه دهندگان ساختمان، حذف اتاق ماشین می تواند 10-15 متر مربع از سطح زیربنای قابل استفاده در هر آسانسور را بازیابی کند - املاک و مستغلات ارزشمند در توسعه های شهری.
