1. Основні принципи роботи
1.1 Тягові ліфти
Тягові ліфти використовують сталеві дротяні троси або ремені для підвішування кабіни та противаги на тяговому шківі, що приводиться в рух електродвигуном. Основним принципом є тертя: канати стискають рифлену поверхню тягового шкива, і коли шків обертається, канати рухаються, піднімаючи або опускаючи автомобіль. Противага, яка зазвичай дорівнює вазі автомобіля плюс 40-50% номінальної потужності, врівноважує систему та мінімізує крутний момент двигуна, необхідний для роботи.
Сучасні тягові ліфти використовують приводи зі змінною напругою та частотою (VVVF) для керування швидкістю та крутним моментом двигуна. Привід випрямляє мережеве живлення змінного струму на постійний, а потім повертає його на змінну-частоту змінного струму, забезпечуючи точне керування швидкістю від нуля до номінальної швидкості з високою ефективністю. Регенеративні приводи можуть повертати енергію в мережу будівлі під час спуску або уповільнення, ще більше підвищуючи ефективність.
1.2 Гідравлічні ліфти
Гідравлічні ліфти працюють за принципом Паскаля: гідравлічний насос з електричним приводом нагнітає масло в циліндр, штовхаючи поршень, який піднімає автомобіль. Для спуску контрольний клапан випускає масло з циліндра назад у резервуар, і автомобіль опускається під дією сили тяжіння. На відміну від тягових систем, гідравлічні ліфти не використовують канати - поршень безпосередньо підтримує вантаж кабіни.
Є дві основні конфігурації. В -системах (прямої-дії) циліндр розміщують у свердловині під ямою ліфта, а поршень висувається вгору, щоб підтримувати кабіну. У системах-без отворів використовуються бічні-телескопічні поршні, які висуваються вздовж автомобіля, усуваючи потребу в глибокому свердлінні. Конструкції без-отворів є особливо вигідними в районах з високим рівнем грунтових вод або корінними породами біля поверхні.
2. Порівняння продуктивності
| Параметр | Тяговий ліфт | Гідравлічний ліфт |
|---|---|---|
| Діапазон швидкості | 0.5 – 10+ m/s | 0.15 – 1.0 m/s |
| Висота подорожі | Необмежений (практичний: 600+ м) | Зазвичай менше або дорівнює 21 м (6-7 поверхів) |
| Вантажопідйомність | 320 – 5,000+ кг | До 20,000+ кг (спеціальний вантаж) |
| Енергоефективність | Високий (регенерація доступна) | Помірний (без противаги) |
| Плавність їзди | Чудово | Добре (температура масла впливає на продуктивність) |
| Машинне приміщення | Обов’язково (або опція MRL) | Необхідний для насосного агрегату |
| Час встановлення | 2-4 тижні | 1-2 тижні |
| Початкова вартість (типова) | Вища | Нижче для низького-зросту |
| Вартість технічного обслуговування | Нижчий довгостроковий-термін | Вища (обслуговування масляної системи) |
| Рівень шуму | Дуже низький (ізольоване машинне відділення) | Вище (шум у насосній кімнаті) |
3. Аналіз енергоефективності
Споживання енергії – це те, де дві технології розходяться найбільше. Тягові ліфти з противагами за своєю суттю є ефективними, оскільки двигуну потрібно лише подолати дисбаланс між навантаженням кабіни та противаги, а також силами тертя та прискорення. Сучасний тяговий ліфт ВВВФ може досягти енергоспоживання 0,3-0,6 кВт/год на 1000 кг-м транспортної роботи.
Гідравлічні ліфти не мають противаги, тобто двигун-насос має забезпечувати повний гідравлічний тиск, щоб підняти кабіну незалежно від навантаження. Під час спуску енергія розсіюється через регулюючий клапан у вигляді тепла, а не рекуперується. Типове споживання гідравлічним ліфтом коливається від 1,0-2,5 кВт-год на 1000 кг-м — приблизно в 3-4 рази більше, ніж у еквівалентах тяги.
Переваги регенеративного приводу:Сучасні регенеративні тягові приводи можуть відновлювати 20-40% енергії, використаної під час спуску, повертаючи її в електричну мережу будівлі. Протягом 20-річного терміну служби в будівлі з інтенсивним рухом людей це відновлення може компенсувати значну частину премії початкових витрат.
Для будівель, які потребують сертифікації LEED або працюють у юрисдикціях із суворими енергетичними кодексами, тягові ліфти все частіше стають єдиним життєздатним варіантом. Однак для невисоких-будинків із мінімальним щоденним використанням розрив ефективності може бути надто малим, щоб виправдати більші початкові інвестиції.
4. Вимоги до встановлення та простору
4.1 Вимоги до шахти та ями
Тягові ліфти вимагають значної верхньої конструкції для підтримки машинного відділення (або верхньої тягової машини в конструкціях MRL). Мінімальний висотний розмір (відстань від верхньої посадкової площадки до стелі шахти) коливається від 3,8 метра для стандартних ліфтів машинного-приміщення до 3,2 метра для конфігурацій MRL. Глибина котловану зазвичай становить 1,2-1,8 метра залежно від швидкості та буферів.
Гідравлічні ліфти мають більш гнучкі вимоги до висоти - часто лише 3,0 метри -, оскільки машинне відділення розташоване поруч із шахтою, а не над нею. Однак для -свердловинних гідравлічних систем потрібно бурити глибоку свердловину під котлованом, яка може натрапити на такі перешкоди, як корінні породи, грунтові води або підземні комунікації. Вартість буріння може додати до проекту 5 000-20 000 доларів США, залежно від ґрунтових умов.
4.2 Зауваження щодо машинного приміщення
Машинні відділення тяги повинні бути розташовані безпосередньо над шахтою або зміщено в межах визначеної максимальної відстані (зазвичай 15-20 метрів по горизонталі відповідно до EN 81-20). Приміщення повинно витримувати статичні та динамічні навантаження тягової машини, які для установок великої потужності можуть перевищувати 5000 кг. Віброізоляція між машинним відділенням і конструкцією будівлі має вирішальне значення для запобігання передачі шуму.
Гідравлічні машинні відділення (насосні) можуть розташовуватися на відстані до 15 метрів від шахти й потребують опори лише на-рівні підлоги. Однак вони повинні вміщувати гідравлічний силовий агрегат, масляний резервуар і шафу керування з мінімальними розмірами приміщення приблизно 2,5 м × 2,0 м × 2,2 м у висоту. Управління шумом і температурою масла потребує вентиляції, а заходи щодо стримування масла (піддони для розливу) є обов’язковими в багатьох юрисдикціях.
5. Загальна вартість володіння
Загальна вартість володіння (TCO) протягом 25-річного терміну служби зазвичай надає перевагу тяговим ліфтам для середніх-і високих-приміщень, тоді як гідравлічні системи можуть запропонувати нижчу загальну вартість володіння в конкретних сценаріях малоповерхівки.
| Компонент витрат (25 років, 6 зупинок) | тяга | Гідравлічний |
|---|---|---|
| Початкове обладнання та встановлення | $75,000 – $120,000 | $45,000 – $75,000 |
| Енергія (кумулятивна) | $18,000 – $28,000 | $55,000 – $85,000 |
| Контракти на технічне обслуговування та обслуговування | $45,000 – $65,000 | $55,000 – $80,000 |
| Капітальний ремонт (1-2 за життєвий цикл) | $12,000 – $20,000 | $15,000 – $25,000 |
| 25-річна TCO (типовий діапазон) | $150,000 – $233,000 | $170,000 – $265,000 |
Примітки. Вартість є орієнтовною для пасажирського ліфта вагою 630 кг із 6-зупинками в комерційній будівлі із середньою інтенсивністю руху. Фактичні витрати значно відрізняються залежно від регіону, структури трафіку та умов контракту на обслуговування.
6. Інструкції із застосування
Виходячи з технічних характеристик, застосовуються наступні рекомендації щодо вибору:
Виберіть Traction для: Buildings with more than 5-6 floors; high-speed requirements (>1.0 m/s); heavy traffic (>300 поїздок/добу); енергетичні-проекти; програми, що вимагають регенеративних приводів; висотні-житлові чи комерційні вежі.
Виберіть Гідравлічний для:Мало-поверхові будинки (2-4 поверхи); важкі вантажні програми (особливо асиметричні навантаження); модернізація, де висота валу сильно обмежена; тимчасові або модульні установки; малобюджетні проекти з малою відвідуваністю.
7. Нова технологія:-приміщення-з меншою тягою (MRL)
Тягові ліфти без машинного-приміщення (MRL) представляють собою конвергенцію технологій, що забезпечує ефективність і швидкість тягових систем без обмеження простору традиційного машинного відділення. Тягова машина встановлюється всередині шахти або на напрямних рейках автомобіля, або в верхньому просторі. Зараз на ліфти MRL припадає понад 60% нових тягових установок у Європі та вони завойовують частку світового ринку.
Конструкції MRL вимагають ретельного теплового керування компактним двигуном і приводом, а доступ до машини для обслуговування є складнішим, ніж у традиційних конструкціях. Однак для забудовників ліквідація машинного приміщення може відновити 10-15 м² корисної площі на ліфт — цінну нерухомість у міській забудові.
