Энергосберегательные технологии: Энергосбегающие технологии и способы энергосбережения. Справка

Выбрать для сравнения

По условиям фильтрации

Нет рейтинга ЕРЗ. Из-за отсутствия опыта ввода жилья

Энергосберегающие технологии — Журнал Кровли

«Берегите природу!» – этот лозунг хорошо известен каждому. Но многие считают, что просто бережного отношения уже недостаточно, настало время активных действий по сохранению окружающей среды. «Мы прожигаем гораздо больше того, что можем себе позволить в экологическом отношении, и влезаем в экологические долги перед природой», – говорит Эндрю Симмс, один из директоров международной организации «Новый экономический фонд». С ним согласен Матис Вакернагел, генеральный директор экологической организации «Сеть глобального следа», утверждающий, что человечество слишком активно использует природные ресурсы планеты.

Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу является увеличение эффективности использования энергии. В самом деле, современная энергетика, основанная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (нефть, газ, уголь), оказывает наиболее массивное воздействие на окружающую среду. Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии – все это весьма пагубно отражается на экологическом балансе планеты. Наконец, именно «ископаемая» энергетика ответственна за проблему изменения климата, связанную с увеличением концентрации парниковых газов, т.е. вопрос повышения энергоэффективности экономики сейчас является одним из самых животрепещущих для всех стран без исключения, даже для богатой природными ресурсами России.

Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. После энергетического кризиса 1970-х гг. именно они стали приоритетными в развитии экономики Западной Европы, а после начала рыночных реформ – и в нашей стране. При этом их внедрение, помимо очевидных экологических плюсов, несет вполне реальные выгоды – уменьшение расходов, связанных с энергетическими затратами.

Сэкономил – значит, заработал!

Энергосбережение сейчас становится одним из приоритетов политики любой компании, работающей в сфере производства или сервиса. И дело здесь даже не столько в экологических требованиях, сколько во вполне прагматическом экономическом факторе.
По данным специалистов, доля энергозатрат в себестоимости продукции в России достигает 30-40 %, что значительно выше, чем, например, в западноевропейских странах. Одной из основных причин такого положения являются устаревшие энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. Очевидно, что снижение таких издержек позволяет повысить конкурентоспособность бизнеса.
В России до 75 % всей потребляемой электроэнергии на производствах используется для приведения в действие всевозможных электроприводов. Как правило, на большинстве отечественных предприятий установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15-20 % общего времени его работы. В результате электродвигателям с постоянной скоростью вращения требуется значительно (до 60 %) больше энергии, чем это необходимо.

По данным европейских экспертов, стоимость электроэнергии, потребляемой ежегодно средним двигателем в промышленности, почти в пять раз превосходит его собственную стоимость. В связи с этим очевидна необходимость оптимизации оборудования с использованием электроприводов.

Комплексно подойти к решению этой проблемы предлагает, например, японский концерн Omron, специализирующийся на выпуске продукции для автоматизации технологических и производственных процессов.

В частности, хорошо себя зарекомендовали частотно-регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления. Суть заключается в гибком изменении частоты их вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет сэкономить до 30-50 % потребляемой электроэнергии. При этом зачастую не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств.

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой, – конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Кроме снижения расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотно-регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса работы электротехнического и механического оборудования, что становится дополнительным плюсом.

Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве промышленных предприятий и в сфере ЖКХ: от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации предприятий, где нерациональный расход электроэнергии связан с наличием морально и физически устаревшего оборудования. По различным источникам, в европейских странах до 80 % запускаемых в эксплуатацию электроприводов уже являются регулируемыми. В нашей стране пока их доля гораздо ниже.

Светлая сторона экономии

Существуют и другие пути рациональнее использовать электороэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Так, уже давно известны «умные» системы освещения, широко внедряемые в странах Западной Европы, в США и Японии. Интерес к ним не удивителен, учитывая, что, в зависимости от назначения помещений, на освещение может расходоваться до 60 % общего электропотребления жилых и офисных зданий. По расчетам специалистов российской компании «Светэк», разрабатывающей такие решения в нашей стране, энергосберегающие системы освещения позволяют снизить затраты на освещение до 8-10 раз!
Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен. Выключатель имеет оптический датчик и микрофон. Днем, при высоком уровне освещенности, освещение отключено. При наступлении сумерек происходит активация микрофона. Если в радиусе до 5 м возникает шум (например, шаги или звук открываемой двери), свет автоматически включается и горит, пока человек находится в помещении.

Разумеется, такие системы освещения были бы не полными без использования энергосберегающих ламп. Их можно разделить на две группы по сферам использования: мощные энергосберегающие лампы больших размеров, предназначенные для освещения офисов, торговых площадок, кафе, и компактные лампы со стандартными цоколями для использования в квартирах. Экономия электроэнергии с применением таких ламп достигает 80 %, не говоря уже о том, что по сравнению с обычными лампами их «время жизни» во много раз больше.

К числу наиболее «прожорливого» оборудования, используемого в жилых и офисных помещениях, относится практически вся климатическая техника, прежде всего, кондиционеры. Разумеется, борьба за энергоэффективность не могла пройти мимо этой категории бытовых устройств.

Признанными авторитетами в области снижения энергоемкости систем вентиляции и кондиционирования являются компании Hoval (Лихтенштейн) и Dantherm (Дания). В своей продукции они применяют новейшие технологии и конструкторские разработки, позволяющие уменьшить энергозатраты при сохранении высокой производительности.

Например, отличительной особенностью агрегатов производства Hoval является использование патентованного воздухораспределителя, обеспечивающего формирование приточной струи с дальнобойностью от 3,5 до 18 м за счет автоматически регулируемого положения лопаток, закручивающих воздушный поток. Основным преимуществом такой конструкции является высокая энергетическая эффективность благодаря улучшенным показателям организации воздухообмена, рециркуляции воздуха и рекуперации тепла.

Сбереженное тепло

По оценкам специалистов, в России более трети всех энергоресурсов страны расходуется на отопление жилых, офисных и производственных зданий. Поэтому все вышеперечисленные технологии и методы энергосбережения будут малоэффективны без борьбы с непродуктивными потерями тепла.

Какими же путями можно повысить энергоэффективность в коммунальной сфере? По мнению специалистов компании ROCKWOOL, мирового лидера в области производства негорючей теплоизоляции, следует выделить три основных направления энергосбережения.

Во-первых, это снижение потерь на этапе выработки и транспортировки тепла, т.е. повышение эффективности работы ТЭС, модернизация ЦТП с заменой неэкономичного оборудования, применение долговечных теплоизоляционных материалов при прокладке и модернизации тепловых сетей.

Во-вторых, повышение энергоэффективности зданий за счет комплексного применения теплоизоляционных решений для наружных ограждающих конструкций (в первую очередь, фасадов и кровель). В частности, штукатурные системы утепления фасадов ROCKFACADE позволяют сократить теплопотери через внешние стены не менее чем в два раза.

И, в-третьих, использование радиаторов отопления с автоматической регуляцией и систем вентиляции с функцией рекуперации тепла.
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствуют, что все эти меры позволяют сократить расход тепла на обогрев зданий не менее, чем на 40 %. А, в соответствии с проведенными расчетами, затраты на повышение энергоэффективности окупаются за 7-8 лет в новостройках и за 12-15 лет при реконструкции старых зданий.

В последние годы все энергоэффективные технологии объединяются в концепцию так называемого пассивного дома, т.е. жилища, максимально дружелюбного окружающей среде. В Западной Европе сейчас строятся пассивные дома с энергопотреблением не более 15 Квт•ч/м3 год, что более чем в 10 раз экономичнее типовой отечественной «хрущевки».

Можно сказать, что такие здания – это будущее мирового строительства, ведь они фактически отапливаются за счет тепла, выделяемого людьми и электроприборами.

Время отдавать кредит природе

По словам Игоря Юсуфова, главы Минэнерго России, потенциал энергосбережения составляет не менее 400 млн т условного топлива в год или 30-40 % всего энергопотребления страны. В экологическом исчислении это сотни миллионов тонн углекислого газа, которые не попадут в атмосферу.

Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач: сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и, с чего мы начинали нашу статью, уменьшить нагрузку на окружающую среду. Поэтому не приходится сомневаться, что их широкое внедрение – это только вопрос времени: настал момент, когда мы должны расплатиться с природой по кредиту.

Пресс-служба компании ROCKWOOL Russia

О компании EST — Energy Savings Technology Inc.

EST является разработка и продажа элегантных, современных и экономичных осветительных приборов и систем освещения для потребителей и коммерческих клиентов.

EST была основана в 2007 году генеральным директором Герхардом Хугом, инженером и разносторонним предпринимателем с более чем 25-летним опытом работы на высшем руководящем уровне в мировой индустрии полупроводников и твердотельного освещения.

В прошлом, давний интерес Герхарда к сложным подходам к освещению всегда встречался с препятствиями, такими как огромное потребление энергии обычными лампами накаливания, галогенными и люминесцентными лампами и их специфические технические ограничения в областях качества света, затемнения. или использование энергии.

Недавние положительные изменения в светодиодной технологии позволили Герхарду снова успешно работать над своим собственным видением освещения, и теперь он стал одним из первых экспертов на рынке твердотельного освещения.Вместе с его энтузиазмом и обширным знанием рынка его технические знания создают идеальную основу для объединения преимуществ новейшей технологии SSL в действительно инновационные осветительные приборы.

Герхард Хуг: «На мой взгляд, экономия должна идти рука об руку с качеством дизайна и изготовления. В частности, качество света действительно имеет значение. Вот почему мы сочетаем новейшие технологии с практические соображения, а затем создать разумный дизайн, предлагающий лучшее освещение.Фактически, энтузиазм и преданность всех нас в EST наконец-то материализовались в наших прекрасных осветительных приборах и профессиональных решениях ».

Недавно в Мюнхене, Германия, открылся первый зарубежный офис EST для обслуживания рынка Центральной Европы. Стефан Линк, руководитель филиала: «Рынок освещения здесь сложен и немного отличается от американского. Экономия энергии уже давно является здесь темой … … но светодиодное освещение рано или поздно повсюду вытеснит старые технологии. и EST прилагает все усилия, чтобы быть одним из первых, кто предлагает здесь самые интересные продукты.»

часто задаваемых вопросов — Energy Savings Technology Inc.

Что делает продукцию EST «экологичной»?

1. EST LED-лампы потребляют примерно на 85% меньше энергии, чем лампы накаливания, и примерно на 50% меньше, чем люминесцентные. Меньшее потребление энергии означает пропорциональное сокращение выбросов парниковых газов, выделяемых при традиционной выработке электроэнергии.
Светодиодные лампы
2. EST служат более 50 000 часов и сравнительно заменяют около 5 люминесцентных, 25 ламп накаливания и 33 галогенных лампы каждая, что значительно снижает количество отходов.
Светодиодные лампы
3. EST не содержат вредных веществ, таких как ртуть, используемая в люминесцентных лампах.
Светодиодные лампы
4. EST выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания или галогенные лампы, тем самым снижая потребление энергии устройствами контроля микроклимата в теплую погоду.

Как EST-продукты «экономят»?

1. Светодиодные лампы EST потребляют примерно на 50-85% меньше электроэнергии, чем обычные лампы.Вы экономите, используя меньше киловатт (кВт), и часто получаете лучшую цену за киловатт из-за снижения годового потребления.
Светодиодные лампы
2. EST заменяют от 5 до 33 обычных ламп. Каждый раз, заменяя перегоревшую лампочку, вы тратите время и деньги на покупку и установку новой.

Какие лампы нужно заменить на LED-лампы?

1. Интенсивность света современных светодиодных ламп / прожекторов достаточно велика, чтобы заменить лампы накаливания средней мощностью от 25 до 40 Вт / ч и галогенные лампы мощностью от 15 до 35 Вт
Лампы
2. PAR30 или PAR 38 мощностью от 65 до 75 Вт тоже можно легко заменить.

Почему светодиодные лампы EST имеют такое высокое качество света?

1. Светодиодные лампы EST обычно работают с гораздо более высоким индексом цветопередачи (CRI> 90), чем люминесцентные (CRI ~ 70). При освещении с высоким индексом цветопередачи все выглядит более естественным и ярким.
2. Для большинства наших продуктов вы можете выбирать между более теплым и естественным белым цветом света.

Что именно означает «срок службы 50 000 часов»?

1. Светодиодные лампы EST безотказны и служат более 22 лет при работе с ними 6 часов в день.
Светодиодные лампы
2. EST ударопрочные и нечувствительные к вибрациям.

Почему продукты EST намного безопаснее обычных лампочек?

1. Обычные лампы работают в атмосфере отжига инертных газов или в вакууме. Всегда существует потенциальная опасность взрыва или иного разрушения стеклянной колбы, а также возможность пораниться стеклобоем. Светодиодные лампы EST, напротив, взрывобезопасны, не содержат газов, не имеют вакуума и имеют прочную конструкцию.
2. Обычные лампы чувствительны к ударам и могут быть легко повреждены, даже если покупатель не заметит этого по дороге из магазина в свой дом или во время их установки. Лампы EST противоударные.

Зачем светодиодным лампам EST нужен «радиатор»?

1. Радиатор — это охлаждающее устройство с теплопроводником, выполненным в основном из алюминия. Хотя светодиодная лампа не поглощает тепло, как обычная лампа накаливания с горячей нитью накаливания, в процессе излучения света внутри полупроводника генерируется определенное количество тепла, и это тепло должно поглощаться и рассеиваться для обеспечения эффективности, качества света и долгий срок службы изделия.
Радиаторы
2. EST спроектированы так, чтобы сочетать технические характеристики с эстетикой.

Коммерческое HVAC: Пятнадцать энергосберегающих технологий | Блог

• На отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) приходится 51 процент энергопотребления в зданиях.
• Новые и существующие технологии HVAC могут сэкономить энергию и снизить эксплуатационные расходы.
• Правильный уход за системой и ухоженная ограждающая конструкция здания могут оптимизировать экономию.

Хотя системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) имеют решающее значение для комфорта пассажиров и производительности труда, они потребляют значительное количество энергии. Фактически, на системы HVAC приходится более половины общего потребления энергии в коммерческих зданиях, что делает их основными возможностями экономии. Следующие 15 технологий могут помочь снизить потребление энергии при одновременном повышении комфорта пассажиров и качества воздуха в помещении:

1. Вентиляция с регулируемой потребностью — объединяет датчики углекислого газа с экономайзерами для поддержания уровня воздуха в соответствующем диапазоне, избегая при этом чрезмерной вентиляции, которая тратит впустую энергия.
2. Специальные системы наружного воздуха —Улучшайте контроль влажности за счет кондиционирования наружного воздуха для подпитки отдельно от возвратного воздуха в помещении. Удаление влаги из наружного воздуха снижает нагрузку на систему охлаждения.
3. Вытесняющая вентиляция — использует низкоскоростной поток свежего холодного воздуха на уровне пола для вытеснения застоявшегося воздуха у потолка, улучшая качество воздуха в помещении. Потенциал энергосбережения зависит от конструкции здания и системы, а также от климата.
4. Электродвигатели с электронной коммутацией — содержат регулируемый компонент.Они экономят энергию за счет изменения скорости вентилятора HVAC в соответствии с потребностями.
5. Вентиляция с рекуперацией энергии (ERV) — улавливает энергию из отработанного воздуха и использует ее для предварительного кондиционирования входящего подпиточного воздуха. ERV экономят энергию за счет уменьшения потребности в системе отопления и охлаждения при поддержании комфортного уровня воздуха в помещении.
6. Тепловые насосы нулевого градуса — эффективно работают в холодном климате (до 0 ° F) и не ограничиваются одной технологией. Тепловые насосы обеспечивают более чем 100-процентную энергоэффективность, поскольку они перемещают тепло, а не создают его.
7. Уплотнение воздуховода — помогает устранить утечку, которая является значительным источником потерь энергии. Аэрозольные системы герметизируют существующие утечки, но не гарантируют от утечек в будущем. Сделайте герметизацию воздуховодов частью вашей регулярной программы технического обслуживания систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
8. Адаптивное управление с нечеткой логикой — улучшает традиционные подходы к управлению, обеспечивая большую гибкость при адаптации к системам HVAC с широким диапазоном рабочих состояний. Хотя адаптивное управление нечеткой логикой имеет большой потенциал, его фактическая экономия не была точно определена количественно.
9. Адсорбент-осушитель — поглощает влагу с помощью жидкого адсорбционного раствора, а затем испаряет ее с помощью тепла. Система экономит энергию, удаляя влажность и предварительно охлаждая подпиточный воздух, снижая нагрузку на систему кондиционирования.
10. Микроканальные теплообменники — получили ограниченное признание для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Препятствия для более широкого использования включают высокие начальные затраты и отсутствие точных долгосрочных данных о производительности.
11. Микросреды —создайте виртуальную зону для контроля среды обитания.Хотя возможна экономия энергии, микросреда также может повысить комфорт и производительность персонала. Высокая начальная стоимость и сопротивление отказу от централизованного управления препятствовали широкому распространению.
12. Накопитель тепловой энергии — обеспечивает охлаждающую способность за счет извлечения тепла из накопительного материала, такого как лед или охлажденная вода. Экономия достигается за счет перехода от использования электроэнергии к ночному времени, когда ставки ниже.
13. Охлаждение с охлаждающими балками — использует естественную конвекцию и лучистую теплопередачу.Доступные в настоящее время системы обычно требуют специального блока наружного воздуха и плотной оболочки здания для регулирования влажности. Системы с охлаждающими балками доставляют воздух прямо в помещения, снижая потребление энергии вентиляторами.
14. Приводы с регулируемой скоростью (ASD) — экономия энергии за счет снижения скорости двигателя, чтобы приспособиться к изменяющимся нагрузкам HVAC.
15. Системы с переменным расходом (VFV) — это бесканальные системы, которые очень гибки по производительности и конструкции. Эти системы используют несколько компрессоров и обеспечивают работу при частичной нагрузке и зональное регулирование температуры, экономя энергию и обеспечивая комфорт для пассажиров.

Хотя эти технологии могут обеспечить значительную экономию средств, они подходят не для каждой ситуации. Проконсультируйтесь с доверенным подрядчиком, подходят ли они для вашего приложения.

Практика технического обслуживания важна для оптимизации эффективности системы. Поручите квалифицированному специалисту регулярно чистить и проверять ваше оборудование HVAC. Чтобы уменьшить потери энергии, регулярно проверяйте отсутствие утечек воздуха и убедитесь, что ваше предприятие хорошо изолировано.

Объединив новые технологии со старомодным вниманием к деталям, вы можете сократить расходы и сделать свое предприятие более комфортным.

Энергосберегающие технологии и оптимизация массово-тепловой сети для декарбонизированной черной металлургии: обзор

Основные моменты

•

Представлены общие показатели энергопотребления в черной металлургии.

•

Рассмотрены различные усовершенствования для первичной энергии на сталелитейных заводах.

•

Обобщены различные формы технологий утилизации отходящего тепла.

•

Предлагаются идеи и рекомендации по методам массово-термической оптимизации.

Реферат

Черная металлургия в значительной степени зависит от первичной энергии и является одним из крупнейших потребителей энергии в производственном секторе. Одновременно с этим в процессе производства стали теряется большое количество отработанного тепла и сбрасывается непосредственно в окружающую среду. Таким образом, с учетом сохранения энергии повышение энергоэффективности должно быть комплексной задачей для черной металлургии.Пробел в исследованиях заключается в том, что почти все обзорные исследования сосредоточены на первичных мерах по энергосбережению в черной металлургии, тогда как в немногих работах обобщаются вторичные энергосберегающие технологии вместе с прежними методами. Целью данной статьи является разработка концепции оптимизации массово-тепловой сети в черной металлургии, которая раскрывает исчерпывающую карту для рассмотрения текущих технологий энергосбережения и низкопотенциальных технологий рекуперации тепла с учетом общей ситуации. Представляя общее потребление энергии в черной металлургии, представлены возможности энергосбережения для определения подходящих технологий с использованием оптимизации массово-тепловой сети.Также резюмируются тематические исследования и демонстрационные проекты по всему миру. Разработаны общие рекомендации по оптимизации энергопотребления в черной металлургии, а усовершенствованные математические модели рассматриваются как задача будущего.

Ключевые слова

Черная металлургия

Энергосбережение

Рекуперация низкопотенциального тепла

Массово-тепловая сеть

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2020 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Энергоэффективные технологии

Энергоэффективные технологии уже доступны! Многие автомобили, доступные в настоящее время, оснащены новыми технологиями повышения производительности и экономии топлива, которые помогут вам сэкономить деньги.

Глава 3 — Энергосберегающие технологии | Эскалаторы и движущиеся пешеходные дорожки в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения

Ниже приведен неисправленный машинно-читаемый текст этой главы, предназначенный для предоставления нашим собственным поисковым системам и внешним машинам богатого, репрезентативного текста каждой книги с возможностью поиска по главам. Поскольку это НЕПРАВИЛЬНЫЙ материал, пожалуйста, рассматривайте следующий текст как полезный, но недостаточный прокси для авторитетных страниц книги.

6C H A P T E R 3 В этой главе обсуждаются энергосберегающие технологии для эскалаторов и движущихся объектов. пешеходные дорожки. Обсуждение разделено на два раздела, в которых основное внимание уделяется (1) технологиям, включенным в финансовый инструмент и рекомендуемый к рассмотрению и (2) технологии, не включенные в финансовый инструмент и не рекомендуется к установке. Приводятся разные причины, по которым вторая группа технологий не может быть включен в финансовый инструмент.Технологии, не включенные в финансовый инструмент, могут привести к низкой экономия энергии и, как следствие, длительные сроки окупаемости; может быть больше не доступен для установки- lation; или может иметь ограниченные данные, что затрудняет оценку энергопотребления технология. Технологии, включенные в финансовый инструмент Все технологии, описанные в следующем разделе, должны быть рассмотрены и оценены для установки. перед выбором технологии. Краткое описание каждой технологии, а также краткое изложение преимущества и ограничения.В этом разделе обсуждаются как автономные технологии, так и пары технологий, которые включены в финансовом инструменте, прилагаемом к этому отчету. Технологии, описанные в следующем разделе- ции включают: • светодиодное освещение, • Конденсаторы, • Высокоэффективные двигатели, • Контроллеры КПД двигателя (MEC), • Прерывистые приводы, • Прерывистые погружения в сочетании с контроллерами КПД двигателя, • Прерывистые приводы, использующие приводы переменного напряжения — частотно-регулируемые приводы, и • Прерывистые приводы в паре с рекуперативными приводами.Светодиодное освещение Обзор — светодиодное или светодиодное освещение — это полупроводниковый источник света. Это доступно для освещения перил и посадочной площадки эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в качестве модернизации или замена существующей люминесцентной. Это простая замена / обновление для существующее линейное освещение. Все производители предлагают светодиоды в качестве апгрейда или с новой установкой. Светодиоды имеют преимущества более низкого энергопотребления, увеличенного времени наработки на отказ, и более долгая жизнь. Самый большой недостаток — стоимость.В то время как цены на светодиоды снижаются более Энергосберегающие технологии

Энергосберегающие технологии 7 По прошествии многих лет затраты на покупку светодиодов по-прежнему в несколько раз превышают затраты на люминесцентные лампы. Цены различаются так поиск вокруг поможет контролировать цены, а решения должны учитывать стоимость жизненного цикла. Преимущества — установка светодиодного освещения приведет к снижению энергопотребления, сокращению затрат на техническое обслуживание. время простоя и увеличенное время наработки на отказ. Ограничения — светодиоды чувствительны к теплу; Таким образом, работа в горячих зонах сокращает время между неудачи.Однако, как правило, это не проблема для эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек, так как движение вращающихся ступеней и поручней создает соответствующее движение воздуха. Конденсаторы Обзор — в системе распределения электроэнергии нагрузка с низким коэффициентом мощности7 потребляет больше энергии. тока, чем у эквивалентной нагрузки с высоким коэффициентом мощности, что приводит к тому же количеству полезной мощность. Эта потребность в более высоком токе увеличивает потери энергии в системе распределения, и требует более крупных проводов и другого электрооборудования.Из-за затрат на более крупное оборудование и впустую энергии, коммунальные предприятия могут взимать с клиентов более высокие расходы за низкий коэффициент мощности. Линейные нагрузки с низким коэффициентом мощности, такие как ненагруженный или слегка нагруженный двигатель эскалатора, можно добиться большей энергоэффективности за счет добавления конденсаторов. Конденсаторы (см. Рис. ure 3-1), используемый для коррекции коэффициента мощности в эскалаторах и движущихся пешеходных дорожках, следует быть установлен как можно ближе к двигателю для максимальной экономии энергии. Фактор силы корректирующие конденсаторы приближают коэффициент мощности цепи переменного тока (AC) к 1.0, что является идеальным коэффициентом мощности. Обычно нецелесообразно корректировать коэффициент мощности com. полностью к единице (1.0). При расчете дополнительных затрат выгода уменьшается. Добавление конденсаторов будет действовать, чтобы нейтрализовать индуктивные эффекты нагрузки, тем самым уменьшая потребность в реактивном токе генерироваться коммунальным предприятием и уменьшать ток, протекающий через распределительную систему, и, следовательно, с меньшими потерями мощности. 7 Коэффициент мощности (PF) — это показатель эффективности использования мощности или отношение рабочей мощности (кВт) к полной / полной мощности (кВА).Рисунок 3-1. Конденсаторы.

8 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Преимущества — установка конденсаторов может привести к снижению затрат на электроэнергию, если структура тарифов на коммунальные услуги включает штрафы за низкий коэффициент мощности. Типичный срок окупаемости менее 2 лет.8 Конденсаторы может увеличить пропускную способность системы (например, для генераторов, кабелей, трансформаторов и т. д.), повысить напряжение регулирование и снижение потерь в трансформаторах и кабелях.Установка конденсатора требует минимального капиталовложения или вложения в рабочую силу. Типичные потери в распределительной системе составляют от 1 до 4 процентов от общего количества потребляемых киловатт. Конденсаторы могут снизить потери при распределении в среднем на 1,5–2 процента9. Ограничения — установка конденсаторов может не привести к приемлемой экономической окупаемости, даже когда объекту выставляется счет за кВА при целевом коэффициенте мощности 1,0, самый дорогой штраф коэффициента мощности. Конденсаторы не следует устанавливать в распределительных сетях с высокими гармониками, так как мониторы могут привести к выходу конденсаторов из строя.Гармоники — это нелинейные ток или напряжение в электрическом системы распределения, увеличивающие тепловые потери в энергосистеме.10 Существует вероятность того, что распределительная система попадет в ситуацию с опережающим коэффициентом мощности. при небольшой нагрузке, если установлены пассивные конденсаторы. Некоторые коммунальные предприятия взимают плату за опережающий коэффициент мощности. Чтобы избежать этого, может потребоваться активная переключаемая конденсаторная батарея, которая в зависимости от сети сложность, может быть непомерно высокой стоимостью. Двигатели с высоким КПД Обзор — большая часть, если не вся, потребляемая мощность в эскалаторе / движущемся дорожка потребляется своим мотором.Типичный эскалатор оборудован мощностью от 7,5 до 15 киловатт. Индуктивный двигатель переменного тока (от 10 до 20 лошадиных сил) .11 Самый распространенный двигатель переменного тока, используемый в эскалаторах. асинхронный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (см. Рисунок 3-2), состоящий из внешнего сердечник статора и вращающийся ротор. 12a Потребляемая мощность двигателя обратно пропорциональна 8 «Решения по обеспечению качества электроэнергии и энергосбережение — что реально?» Отраслевое приложение Eaton 1A02704001E, март 2010 г., стр. Дэниел Дж. Карновале и Тимоти Дж. Хронек.9 Там же. 10 Там же. 11 «Обзор типичного двигателя», синусы мощности, http://www.powersines.com/SinuMEC_Market_need 12a Кристин Толедо, «Повышение эффективности двигателей в приложениях с постоянной скоростью», Elevator World, октябрь 2007 г., http: // www. elevator-world.com/files/oct07_copy.pdf Рисунок 3-2. Асинхронный асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором. Источник: Elevator World

Энергосберегающие технологии 9 КПД мотора; следовательно, потребление энергии эскалатором или пешеходной дорожкой может быть значительно снижается за счет установки высокоэффективного двигателя (см. Рисунок 3-3).Есть два основных класса двигателей: постоянного тока (DC) и переменного тока (AC). Двигатели переменного тока менее дорогие, более надежные и более эффективные для приложений, требующих длительное использование, например, на эскалаторах или движущихся дорожках. В пределах класса двигателей переменного тока Двигатели бывают двух основных типов: асинхронные и синхронные. Потери делают двигатель неэффективным. В асинхронном двигателе переменного тока есть пять основных типов потерь: потери мощности статора, потери мощности ротора, потери магнитного сердечника, потери на трение и ветер, и случайные потери.Эти потери можно свести к минимуму, сконструировав двигатель с превосходными магнитными характеристиками. материалы, большие магнитные цепи с более тонкими пластинами и большие медные или алюминиевые кресты секции в обмотках статора и ротора. Двигатели с высоким КПД обычно конструируются с эти особенности, а также более жесткие допуски, лучший контроль качества и оптимизированный дизайн. Эти В результате модификаций электродвигатели имеют более низкие потери, повышенный КПД, более низкую рабочую температуру. литературы и повышенной надежности.Кроме того, большинство двигателей в эскалаторах имеют увеличенный размер, поскольку они рассчитаны на максимальную нагрузку. мама вместимостью два человека на шаг. В типичном двигателе переменного тока пиковая эффективность достигается при 90%. процент нагрузки, и значительно падает, когда нагрузка составляет от 25 до 50 процентов. 12b Если двигатель слишком большой, работает с нагрузкой менее 50 процентов, он не будет работать эффективно и потребление энергии увеличится. Если известна фактическая требуемая пиковая нагрузка, установка меньшего двигатель, соответствующий требуемой нагрузке, также может значительно снизить энергопотребление эскалатора или движущаяся дорожка.Если двигатель меньшего размера не может быть установлен, можно использовать переменное напряжение — переменную частоту. привод (VVVF) может быть установлен для снижения потребления энергии при более низких нагрузках. (См. Эту главу- раздел ter о VVVF для получения дополнительной информации.) Типичный асинхронный двигатель со стандартным КПД имеет КПД примерно 84%. при полной загрузке в размерном диапазоне, обычно встречающемся в эскалаторах и движущихся дорожках. В Двигатели с самым высоким КПД, имеющиеся в продаже, обычно имеют номинальный КПД примерно Матэли 90.2% в диапазоне размеров, используемых для эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек.13 Потенциал экономия от установки высокоэффективного двигателя зависит от количества часов работы, мощность двигателя и типичная нагрузка. 12b Толедо, Кристина. «Повышение эффективности двигателя в приложениях с постоянной скоростью». Непрерывное образование: «Эффективность двигателя». Elevator World, октябрь 2007 г., Интернет. 30 апреля 2013 г. http://www.elevator-world.com/files/oct07_copy.pdf 13 «Улучшение характеристик двигателя и приводной системы», Министерство энергетики США, сентябрь 2008 г., https: // www1.eere.energy. правительство / производство / tech_assistance / pdfs / motor.pdf Рисунок 3-3. Кривая эффективности образца для стандарта Асинхронный двигатель переменного тока.

10 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Преимущества — установка высокоэффективного двигателя на эскалаторе или пешеходной дорожке может значительно снизить эксплуатационные расходы. Стоимость эксплуатации двигателя может составлять от 97 до 98 процентов срока службы. затрат.14 Для небольших двигателей с большим количеством часов эксплуатации срок окупаемости для высокоэффективного мотор может быть всего за 7 месяцев.Обычно, как размер мотора, так и время работы увеличиваются, срок окупаемости уменьшается. Кроме того, высокоэффективные двигатели часто более надежны, долговечны и тише стандартных. двигатели КПД. Ограничения — двигатели с высоким КПД стоят примерно на 15-25% дороже стандартных. двигатели в зависимости от размера, или на 8-40 долларов больше за каждую лошадиную силу14. Как и все обновления, требующие компонент, подлежащий замене, для установки высокоэффективного двигателя потребуется эскалатор или пешеходный переход, который будет отключен на время для установки и будет сопровождаться стоимость установки, если она установлена ​​сторонним подрядчиком.В зависимости от двигателя и системы могут потребоваться модификации системы привода. или управление двигателем, если установлен высокоэффективный двигатель. Если требуются модификации, установка стоимость размещения будет выше, а срок окупаемости увеличится. Кроме того, высокая эффективность двигатели часто имеют меньшее скольжение, что может привести к немного более высокой скорости вращения. Скольжение — это различие Связь между скоростью вращения статора и ротора. Изменение скорости вращения должно следует учитывать при рассмотрении установки двигателей с высоким КПД.Контроллер КПД двигателя Обзор — контроллер КПД двигателя (MEC) повышает КПД двигателя во время работы. в различных условиях нагружения. MEC — это твердотельные контроллеры, которые динамически оптимизируют КПД 3-х фазных двигателей переменного тока. MEC следует использовать только на трехфазных двигателях эскалатора и пешеходные дорожки. Использование MEC с однофазными двигателями требует замены проводки. и вызывает повышенные потери в линии, поэтому не рекомендуется для однофазных двигателей. Двигатели обычно работают наиболее эффективно при нагрузке до 75 процентов от их максимальной мощности. этоОднако эскалаторы и пешеходные дорожки обычно загружены от 0 до 50 процентов; как в результате двигатели не работают в наиболее эффективном состоянии. Определен полностью загруженный эскалатор как наличие двух человек на каждом шагу, ситуация, которая редко встречается на практике. MEC разработаны для решения этой проблемы с низкой загрузкой. Как указывалось ранее, шесть основных потерь в двигателе переменного тока: трение, ветер, мощность статора, ротор, магнитопровод и паразитные потери. Потери магнитного сердечника — это потери энергии из-за вихревых токи и гистерезисные эффекты в магнитных железных сердечниках статора и ротора; это функция напряжения на клеммах двигателя.Эта потеря не зависит от нагрузки. Мотор работает наиболее эффективно, когда нагрузка двигателя превышает 75 процентов от полной номинальной нагрузки. Когда нагрузка очень низка, потери в магнитном сердечнике преобладают, составляя большую часть потерь энергии. По нижнему Подавая напряжение, MEC снижает ток намагничивания и, следовательно, магнитные потери. Этот снижает общую мощность, передаваемую двигателю; и поскольку мощность, подаваемая на нагрузку, не изменилось, КПД увеличен. Кроме того, MEC снижает ток намагничивания, который является индуктивной составляющей полной мощности и полного тока, что приводит к увеличению фактор силы.MEC, также известные как синусоидальные контроллеры, изменяют форму стандартного переменного тока. волна для снижения напряжения и, таким образом, повышения эффективности и коэффициента мощности, как показано на Рисунке 3-4. 14 Лоу, Голини, Гереффи, США. Внедрение высокоэффективных двигателей и приводов: извлеченные уроки », Центр по глобализации Финансирование и конкурентоспособность, февраль 2010 г., http://www.cggc.duke.edu/pdfs/CGGC-Motor_and_Drives_Report_Feb_25_2010.pdf

Энергосберегающие технологии 11 Производители MEC используют несколько методов для достижения этой цели, но конечный результат остается прежним: пониженное напряжение для повышения эффективности и экономии энергии для двигателей при низкой нагрузке.Показанный здесь метод — это метод Нола, разработанный Национальным агентством по аэронавтике и исследованию космического пространства. Администрация (НАСА). Метод Нола назван в честь его изобретателя, инженера Фрэнка Нола. с Центром космических полетов им. Маршалла НАСА. Экономия энергии в результате установки MEC будет зависеть от эскалатора или движения. загрузка пешеходных дорожек, но ожидается, что она будет составлять примерно 10-25 процентов для малонагруженных эскалаторы. Экономия не будет достигнута, если коэффициент загрузки превышает 75 процентов, а потери незначительны. будут понесены из-за добавленной энергии, потребляемой MEC.15 Преимущества — MEC приносят и другие преимущества помимо экономии энергии. MEC — это двигатель с плавным пуском контроллеры, что приводит к экономии энергии во время запуска и когда эскалатор активно замедляется. У MEC есть возможность обрабатывать рекуперативную энергию на нижнем эскалаторе без любые дополнительные фильтры или байпасы. Когда пассажиров перевозят на спускающемся эскалаторе, двигатель действует как генератор (асинхронный двигатель), и вырабатывается энергия. В традиционном эскалатора с системой управления, эта энергия преобразуется в тепло с помощью динамического тормозного сопротивления. торс и рассеивается в виде тепла.MEC контролирует нагрузку на эскалатор при любых условиях и навесах. избыточная энергия за счет преобразования энергии в электричество и безопасного добавления ее обратно в источник питания сеть для использования в освещении зданий или других приложениях. Однако сопутствующие финансовые инструмент не учитывает восстановительную экономию. Другие потенциальные преимущества включают снижение рабочих температур двигателя, что, в свою очередь, снижает затраты на техническое обслуживание и продлевает срок службы двигателя (не оценивается в данном исследовании). Кроме того, MEC минимизируют кондуктивные потери аналогично конденсаторам.Ограничения — в областях с высокой загрузкой, превышающей примерно 75 процентов от полной загрузки. емкости, при использовании контроллера мотора будет небольшая экономия. Кроме того, мотор кон- троллеры могут вызывать значительные гармонические искажения, которые могут увеличить потери при распределении и киловатт, а также повредить оборудование и сократить срок службы двигателя. Двигатель, на котором установлен MEC, должен быть рассчитан на преобразователь. MEC совместимы только с инверторными двигателями. Если MEC запрограммирован на работу с рекуперативной энергией, электрическая трехкомпонентная распределительная система должна быть способна обрабатывать регенеративную энергию и полностью защищена от короткие замыкания и помехи.15 «MEC против VSD», Power Efficiency Corporation, май 2012 г. Рисунок 3-4. Стандартный ток двигателя переменного тока.

12 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Прерывистый привод Обзор технологии — эскалатор, оборудованный прерывистым приводом, позволяет выполнять две операции: скорость работы. При прерывистом движении скорость эскалатора может быть уменьшена до минимума. допустимая скорость или до полной остановки в зависимости от отклонения, полученного местными властями.Эскалаторы, использующие прерывистый режим движения, замедляются или останавливаются, когда эскалатор не используется и при появлении наездника разгонитесь до нормальных рабочих скоростей. Значительная экономия энергии за счет замедления вниз или остановке электродвигателя, приводящего эскалатор. Традиционная конструкция эскалатора с приводом от электродвигателя переменного тока предполагает наихудший сценарий, когда эскалатор полностью загружен двумя пассажирами на ступеньку. Однако эскалаторы обычно работают с большими затратами. меньше пассажиров, чем при полной загрузке, что приводит к частично загруженному эскалатору.Эта низкая нагрузка приводит к потери сопротивления в статоре и роторе, различные паразитные потери и низкий коэффициент мощности, влияя на эффективность и затраты на электроэнергию. Прерывистый привод обычно состоит из инвертора и датчика. Обычно переменная fre- Частотный привод (VFD), который также известен как привод с регулируемой скоростью (ASD), используется в качестве инвертора. ЧРП регулирует частоту, подаваемую на двигатель, которая напрямую влияет на скорость и вращение. сила мотора. Установив систему контроля входа и частотно-регулируемый привод, можно повернуть эскалатор. включается автоматически, когда пассажир активирует датчик или шлагбаум.Если входной контроль система не активируется в течение заранее определенного времени, эскалатор замедляется до допустимой скорости или останавливается полностью (см. Рисунок 3-5). При активации эскалатор набирает скорость в зависимости от настраиваемые кривые ускорения. Некоторые производители эскалаторов используют датчики движения для обнаружения приближающийся пассажир; другие используют световые барьеры или контактные коврики. Важно, чтобы используется метод обнаружения, он надежно гарантирует, что эскалатор не изменит скорость, пока находится пассажиры на борту.Самый последний Кодекс A17.1 Американского общества инженеров-механиков (ASME): Правила безопасности для лифтов и эскалаторов позволяет изменять скорость эскалатора или движущейся дорожки после запускать. Минимально допустимая скорость составляет 10 футов в минуту, а максимально допустимая скорость. составляет 100 футов в минуту; однако допускаются вариации, поэтому эскалатор может полная остановка. В соответствии с этим положением эскалаторы и движущиеся пешеходные дорожки должны иметь средства обнаружение пассажиров на обеих площадках эскалатора или пешеходной дорожки; дополнительно ускорение и скорость замедления не может превышать 0.3 м / с2. Как указано в главе 2, в разделе «Применимые стандарты» настоящего отчета до 2010 г. Код ASME A17.1 не разрешал использование прерывистого движения на эскалаторах или движущихся пешеходных дорожках. Изменения в разделах 6.1.4.1.2 и 6.2.4.1.2 кода позволяют изменять эскалатор и движение. Скорость пешеходного перехода после запуска. Еще не все штаты приняли ASME A17.1-2010 / CSA B44-10; однако некоторые заявляют, что еще не приняли код может делать исключения для установки прерывистых приводов на в индивидуальном порядке.Рисунок 3-5. Типичное автоматическое снижение скорости система.

Энергосберегающие технологии 13 Преимущества — установка прерывистого привода может привести к экономии энергии до 25 процентов. в зависимости от загрузки пассажиров.16 Фактическая экономия на данном эскалаторе или движущейся дорожке будет зависит от того, как часто устройство простаивает, но недавнее исследование, проведенное Португальским университетом Коим- бюстгальтер оценил, что установка прерывистого движения на эскалаторе или движущейся дорожке может уменьшить общее потребление электроэнергии примерно на 28 процентов.Ограничения — прерывистая работа эскалатора имеет ограниченную применимость. Нет подходит там, где эскалаторы используются постоянно, так как это практически не оставляет периодов перерыва в работе. получить разумную экономию. Он также не подходит для систем, в которых нет двигателей с преобразователем частоты. Модернизация эскалатора или движущейся дорожки для работы с перерывами или замена их новым Эскалатор с прерывистым режимом работы стоит дорого. По данным GSA 2006 г. и Национального института Исследование периодического эскалатора Building Sciences, проектирование, оборудование и строительство могут стоит от 15 000 до 30 000 долларов за эскалатор.17 Оборудование, необходимое для прерывистой работы, включает датчик встречного движения. и достаточно места для коридора (или ворот / турникета), чтобы пассажиры не могли ступить на эскалаторе, прежде чем он наберет полную скорость. В некоторых ситуациях не хватает места для установка или архитектурные изменения, необходимые для установки, непомерно высоки. Изменение скорости эскалатора может увеличить потенциальную ответственность производителей эскалаторов. и владельцев недвижимости, поскольку пассажиры могут потерять равновесие и упасть во время ускорение или замедление.Прерывистый привод с контроллером КПД двигателя Обзор — за счет соединения прерывистого привода с контроллером КПД двигателя энергия потребление эскалатора снижается не только за счет снижения скорости, когда пассажиры отсутствует, но также за счет снижения потребления энергии, когда эскалатор работает на полную мощность скорость и перевозка пассажиров. Как описано в предыдущем разделе, посвященном проверке КПД двигателя. троллеры (MEC), MEC динамически оптимизирует эффективность трехфазного переменного тока (AC) асинхронный двигатель.MEC снижает напряжение, подаваемое на двигатель при низкой нагрузке. (например, менее 50 процентов). Это снижает магнитные потери в двигателе, которые являются наиболее значительными. значительные потери и увеличивает общий КПД двигателя. Технология прерывистого привода — это твердотельный контроллер, который принимает данные от датчиков для определения мой, если кто-то находится на эскалаторе. Датчики расположены на обоих концах эскалатора / пешеходной дорожки. и связаться с двухскоростным двигателем, чтобы остановить или запустить агрегат. Экономия энергии в диапазоне от 30 до 35 процентов можно достичь как за счет замедления эскалатора, когда он не используется, так и за счет за счет снижения потребления энергии за счет снижения напряжения в присутствии пассажиров.15 Преимущества — при совместном использовании прерывистый привод и MEC могут привести к значительному более высокая экономия. MEC снижает потребление энергии на полной скорости, но при низкой пассажирской нагрузке. ция, а прерывистый привод снижает потребление энергии, когда пассажиры отсутствуют. Как указывалось ранее, у MEC есть возможность обрабатывать рекуперативную энергию на нижнем эскалаторе. без дополнительных фильтров и байпасов. Помимо экономии энергии и затрат, шансы количество отказов двигателя уменьшается, поскольку рабочая температура двигателя снижается с помощью MEC.По Снижение рабочей температуры двигателя также увеличивает срок службы двигателя и увеличивает токопроводимость. уменьшатся потери в ЛЭП. 16 ISR — Университет Коимбры (Португалия), Энергоэффективные лифты и эскалаторы. «E4. Intelligent Energy Europeâ € N.p. Март 2010. Интернет. 30 апреля 2013 г. 17 GSA США и Национальный институт строительных наук, исследование периодических эскалаторов, 2006 г., в соответствии с требованиями Энергетической политики. Закон 2005 г.

14 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Ограничения — прерывистый привод в паре с MEC может привести к большей экономии, чем любая технология будет работать, если будет установлена ​​отдельно.Однако ограничения для обеих технологий Гиес все еще применимы, даже когда они спарены вместе. Модернизация эскалатора для работы с перерывами или замена его на новый эскалатор периодического действия стоит дорого. Стоимость оборудования для датчики и коридор / ворота могут иметь значение. Кроме того, двигатель в системе должен быть инверторный, чтобы можно было установить прерывистый привод и MEC. Недавние изменения ASME в коде A17.1 разрешают скорость эскалатора или движущегося тротуара. изменить после запуска.Однако кодекс еще не принят во всех штатах. Если установить- рассматривается в состоянии, в котором кодекс не принят, объект владелец может подать заявку на изменение скорости эскалатора, несмотря на отсутствие принятие кода. Прерывистый привод, использующий переменную Напряжение — частотно-регулируемый привод Обзор — средства управления двигателями, такие как приводы с регулируемым напряжением, приводы с регулируемой частотой и регулируемые приводы. Приводы с регулируемым напряжением могут привести к значительной экономии энергии для эскалаторов и пешеходные дорожки.Привод переменного напряжения (VVD) увеличивает и уменьшает напряжение, подаваемое на мотор, напрямую влияющий на энергопотребление мотора. Аналогично переменная частота привод (VFD) изменяет передаваемую частоту, что напрямую влияет на скорость эскалатора. Вари- Приводы с регулируемым напряжением и частотой (VVVF) позволяют управлять как напряжением, так и частота, подаваемая на двигатель. На Рис. 3-6 показана стандартная конфигурация привода VVVF. Входящий переменный ток Рента преобразуется в постоянный ток до того, как попадает в фильтр.Затем выходной ток преобразуется до желаемой частоты и напряжения в инверторе постоянного / переменного тока перед подачей на двигатель. Наиболее распространенным приводом VVVF является инвертор источника напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). ШИМ делит синусоидальную выходную волну на серию узких импульсов напряжения путем чередования между положительным напряжением, отсутствием напряжения и отрицательным напряжением. Основное преимущество использования ШИМ заключается в том, что потери мощности в коммутационных устройствах очень низкие. Кроме того, с ШИМ более низкое напряжение гармоники могут быть значительно уменьшены, что приводит к плавному вращению двигателя и комфортному едет по эскалаторам и пешеходным дорожкам.Приводы VVVF часто используются в сочетании с другими технологиями для снижения энергопотребления. эскалатора или движущейся дорожки. Например, в паре с датчиком можно использовать VVVF. для системы прерывистого привода. Датчик заметит, когда эскалатор не используется, и упадет. подаваемое напряжение и частота. Это, в свою очередь, снижает скорость и энергию, потребляемую мотор. Наибольшая потенциальная экономия для VVVF видна, когда он соединен с датчиком для формирования прерывистый привод. В одиночку VVVF не может определить отсутствие пассажиров, чтобы отрегулировать скорость движения. эскалатор соответственно.В сочетании с датчиком VVVF снижает потребление энергии при запуске и на малой скорости в отсутствие пассажиров. Однако никакой дополнительной экономии Это происходит во время запуска-остановки работы. Рисунок 3-6. Общая конфигурация привода ВВВФ.

Энергосберегающие технологии 15 Преимущества — VVVF может снизить энергопотребление эскалатора до 30 процентов. Кроме того, VVVF могут увеличить срок службы двигателя. Согласно прерывистому эскалатору Учтите, что управление скоростью двигателя может снизить затраты на техническое обслуживание до 2 процентов в год.19 Помимо экономии энергии и затрат, VVVF позволяют наиболее точно управлять эскалатором. скорость по сравнению с другими средствами контроля. Раньше было сложно точно контролировать скорости ускорения и замедления эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек. Однако технология Огромные достижения за последние 15 лет привели к способности точно контролировать скорость Электродвигатели переменного тока, используемые для эскалаторов и движущихся дорожек. Контроллеры двигателей VVVF доступны сегодня Обеспечьте такой контроль для эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек, чтобы желаемая скорость изменения скорости никогда не превышается, даже на долю секунды.VVVF также обеспечивает низкие пусковые токи по сравнению с двухскоростным двигателем переменного тока или двигатель переменного тока с регулятором переменного напряжения. На рис. 3-7 показано сравнение текущего 18 «Решения KONE и BREEAM». KONE: Посвящается People Flow. KONE Great Brittain, n.d. Интернет. 30 апреля 2013 г. http: // www.kone.com/countries/en_GB/environment/BREEAM/Pages/default.aspx 19 GSA США и Национальный институт строительных наук, исследование прерывистого эскалатора: в соответствии с требованиями Закона об энергетической политике 2005 г., https: // крепость.wa.gov/ga/apps/sbcc/File.ashx?cid=719 Рисунок 3-7. Сравнение двигателя переменного тока, Двигатель переменного тока с VV и двигатель переменного тока с VVVF.

16 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения с течением времени для двухскоростного двигателя переменного тока, двигателя переменного тока с регулятором переменного напряжения и двигателя переменного тока мотор с ВВВФ. Увеличение тока для двигателя с приводом VVVF более постепенное. чем увеличение для двухскоростного двигателя или двигателя с базовым регулятором напряжения.Это обеспечивает плавность хода для пассажиров и более высокий коэффициент мощности. Кроме того, низкий пусковые токи помогают продлить срок службы двигателя, обслуживающего эскалатор или дорожку. Ограничения — преобразователи частоты — преобразователи напряжения работают не для всех приложений. Как и в случае с любой эскалаторной технологией, которая автоматически изменяет скорость эскалатора или пешеходной дорожки. Таким образом, увеличивается вероятность несчастного случая или травмы. Однако достижения в области технологий за последние 15 лет значительно снизили вероятность несчастных случаев, вызванных оборудованием неисправности.Исследования, проведенные Power Efficiency Corporation, показали, что энергопотребление эскалатор может увеличиваться на целых 15 процентов, если установлен VVVF, и эскалатор работает постоянно на полной скорости. Следовательно, VVVF может не подходить для всех ситуаций, например, в местах, где пассажиропоток относительно постоянен. Прерывистый привод с рекуперативным приводом Обзор — эскалаторы с прерывистым приводом могут использоваться вместе с рекуперативные приводы для значительной экономии энергии.Прерывистый эскалатор останавливается или замедляет эскалатор, когда пассажиры отсутствуют, и увеличивает скорость эскалатора до нормальная рабочая скорость при приближении пассажиров к подъезду. В паре с регенератором привод, энергия восстанавливается, когда эскалатор движется вниз с пассажиры присутствуют. Рекуперативные приводы — одна из последних разработок эскалаторной техники, ориентированная на по рекуперации энергии эскалатора и преобразованию этой энергии в электричество.Когда пассажиры при транспортировке на движущемся эскалаторе приводной двигатель действует как генератор (асинхронный двигатель) и вырабатывается энергия. В традиционном эскалаторе эта энергия преобразуется в тепло. с использованием резисторов динамического торможения. Рекуперативный привод контролирует нагрузку на эскалатор при всех кондиционирует и сбрасывает лишнюю энергию, преобразуя ее в электричество и безопасно снабжая ее обратно в сеть питания для использования в освещении зданий или других приложениях. Эта технология может использоваться в сочетании с приводами плавного пуска или прерывистого пуска-останова.Устройство плавного пуска — это устройство, которое временно снижает крутящий момент и скачок тока двигателя во время запуска. Этот снижает механическую и электрическую нагрузку на двигатель, тем самым продлевая срок службы система. Основные требования плавного пуска и прерывистого пуска-останова могут быть запрограммированы. в регенеративный привод. При использовании регенеративной системы необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы гарантировать, что регенерированная мощность имеет достаточное качество, чтобы ее можно было принять в сеть, и чтобы сеть была полностью защищена от короткие замыкания и помехи.Стандартные инверторные приводы имеют входную секцию, силовой резервуар и выходную секцию. В как правило, они работают с энергией, свободно протекающей в обоих направлениях через выход (инвертор). секции, но входная секция представляет собой диодный мост, который позволяет энергии течь только в одном направлении. Регенеративные приводы поддерживают эти три секции, позволяя потоку энергии течь в обоих направлениях. через входную, а также выходную секцию. Это достигается путем объединения двух инверторов обратно в назад. Дополнительный входной инвертор позволяет потоку мощности от системы распределения электроэнергии к резервуар мощности, когда это необходимо, и обеспечивает беспрепятственный обратный поток в распределительное устройство мощности. системы, когда резервуар выше нормального рабочего уровня.Когда двигатель эскалатора находится под нагрузкой, автоматически включается схема входного инвертора. чтобы позволить источнику питания проходить и поддерживать резервуар мощности на оптимальном уровне

Энергосберегающие технологии 17 условие. Когда пассажирский груз достигает достаточной массы, чтобы спустить эскалатор с при помощи двигателя электродвигатель действует как генератор, и энергия передается обратно через секцию выходного инвертора и подает в силовой резервуар.Под этими условий, рекуперативный привод переключает избыточную мощность, используя действие входного инвертора, чтобы вернуть лишнюю энергию в систему распределения электроэнергии. Важная функция ввода инвертор должен синхронизировать регенерированную мощность с чередованием фаз входящей мощности распределительная система. См. Рисунок 3-8 для типичной конфигурации рекуперативного привода на эскалаторе. Преимущества — по словам одного производителя эскалаторов, эскалатор оснащен рекуперативным привод, который улавливает энергию, генерируемую эскалатором, и доставляет эту энергию обратно в здание для использования в других системах может снизить потребление энергии до 50 процентов по сравнению к традиционному эскалатору.20 Сочетание прерывистого привода с регенеративными технологиями приводит к большей экономии, чем при использовании каждой технологии по отдельности. Кроме того, регенеративная Привод производит чистую и безопасную энергию, которая увеличивает экологические показатели и снижает выбросы углекислого газа. Ограничения — экономия энергии в результате рекуперативного привода не будет достигнута на движущаяся дорожка. Кроме того, как указывалось ранее, прерывистая работа эскалатора ограниченная применимость. Он не подходит там, где эскалаторы используются постоянно, так как это оставляет мало нет возможности разумной экономии.Кроме того, система распределения электроэнергии в здании не всегда может принять регенерацию. потребляемая электрическая энергия. Если нет постоянной потребности в регенерированной энергии, окупаемость установки рекуперативного привода может оказаться чрезмерным. Кроме того, тормозные резисторы по-прежнему будут требуется для рассеивания тепла от энергии, которую нельзя использовать повторно. Из-за значительных дополнительных затрат на установку рекуперативные приводы не всегда экономичны, особенно в районах с ограниченным движением транспорта.Кроме того, переоборудование эскалатора для работы с перебоями или замена его на новый эскалатор периодического действия стоит дорого. Как указывалось ранее, в некоторых ситуациях может быть недостаточно места для установки или архитектурных изменений, необходимых для предоставление необходимого места может быть непомерно дорогостоящим. Рисунок 3-8. Общая конфигурация рекуперативного привода эскалатора. 20 «Устойчивые продукты: приводные системы,» ThyssenKrupp Elevators, http://sustainability.thyssenkrupp-elevator.com/en/products/ приводные системы /

18 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Технологии, не включенные в финансовый инструмент Хотя следующие технологии часто рекомендуются в качестве вариантов энергосбережения для эскалаторов и движущихся переходов, авторы отчета исключили эти технологии из финансовый инструмент по одной из следующих причин: • Технология может привести к низкой экономии энергии и, как следствие, к длительным срокам окупаемости; • Возможно, он больше не доступен для установки; или • Могут быть доступны ограниченные данные, которые не позволяют провести анализ для определения затрат и преимущества технологии.Технологии, исключенные из финансового инструмента и обсуждаемые в следующем разделе, включают: • Регенеративные двигатели, • Двигатели с конфигурацией звезда-треугольник, • Прямые приводы и • Прерывистые приводы с регулятором КПД двигателя и регулируемым напряжением — переменной частотой привод. Регенеративные приводы Обзор — рекуперативные приводы, как обсуждалось ранее, восстанавливают энергию эскалатора и преобразуют энергия в электричество. Когда эскалатор загружен, приводной двигатель действует как генератор и энергия добавляется обратно в сеть.В традиционном эскалаторе эта энергия преобразуется в тепло. с использованием резисторов динамического торможения. Рекуперативный привод преобразует избыточную энергию в электрическую. и безопасно подает его обратно в сеть для использования на предприятии. Регенеративные приводы как единая технология не включены в сопутствующий финансовый инструмент. поскольку данных об энергии для подтверждения экономии не было. Однако регенеративные двигатели предлагаются многими производителями эскалаторов и являются рекомендуемой технологией для рассмотрения на нижних эскалаторах и, в некоторых случаях, на верхних эскалаторах, в зависимости от средней нагрузки на эскалатор.Преимущества — как указывалось ранее, рекуперативные приводы могут снизить потребление энергии эскалатором. до 50 процентов по сравнению с традиционным эскалатором.21 Рекуперативные приводы также снижают выделение тепла от эскалатора, что, в свою очередь, означает снижение требований к охлаждению вокруг агрегата. Ограничения — рекуперативные приводы приводят только к экономии энергии на эскалаторах и не рекомендуются. рекомендуется для движущихся дорожек. Кроме того, электрическое распределение в здании может не всегда можно принимать регенерированную электроэнергию.Рекуперативные приводы могут быть дорогими в установке и, следовательно, имеют очень длительные периоды окупаемости. в приложениях без постоянной потребности в регенерированной энергии. Кроме того, тормозные резисторы по-прежнему потребуется для отвода тепла от энергии, которую нельзя использовать повторно. Двигатели с конфигурацией звезда-треугольник Обзор — двигатели звезда-треугольник могут работать по схеме звезды при низкой эскалации. тор трафик. Когда двигатель переключается на работу звездой, на него подается более низкое напряжение, в результате с меньшим крутящим моментом.Когда в эскалатор входит несколько пассажиров (обычно 5 пассажиров), мотор переключается на работу в треугольник, и напряжение двигателя возвращается в норму. 21 «Устойчивые продукты: приводные системы,» ThyssenKrupp Elevators, http://sustainability.thyssenkrupp-elevator.com/en/products/ приводные системы /

Энергосберегающие технологии 19 Трехфазные двигатели имеют три обмотки. На некоторых двигателях используются все шесть концов (два конца на обмотку). На этих двигателях можно соединить три обмотки таким образом, чтобы они образовывали треугольная форма (дельта-конфигурация) или радиальная форма, напоминающая букву Y (звезда или звезда) фигурация).Затем один соединяет три провода питания от 3-фазного источника с тремя точками в те конфигурации. См. Рисунок 3-9. Значительная экономия энергии (до 25 процентов в зависимости от загрузки пассажиров) может быть получена в ситуации с низкой нагрузкой на пассажира, когда двигатель работает по схеме звезды. Датчик обнаружит когда на эскалаторе находится примерно пять и более человек. На этой точке, устройство переключается на контактор треугольника, чтобы учесть добавленную нагрузку. Внешний электромагнитный контакторы используются для переключения обмоток двигателя между двумя конфигурациями.Когда обмотки трехфазного двигателя соединены звездой, напряжение и ток, подаваемый на каждую обмотку, уменьшается примерно на 57 процентов (1/3) от напряжения применяется к обмотке при ее соединении треугольником. Однако в результате общий выходной крутящий момент когда в звездообразной конфигурации — это только треть общего крутящего момента, который он может создать при работе в треугольнике. Преимущества — установка двигателя с конфигурацией звезда-треугольник может привести к экономии энергии до 25 на каждый. цент в зависимости от пассажирской загрузки.Фактическая экономия на данном эскалаторе будет зависеть от того, как часто установка работает в звездообразной конфигурации. Ограничения — работа эскалатора по схеме звезда-треугольник имеет ограниченную применимость. Это не подходит- возможность там, где эскалаторы постоянно сильно загружены (5 или более пассажиров), так как это оставляет мало нет возможности в течение достаточно продолжительных периодов перерыва для получения разумной экономии. Эта технология не была включена в финансовый инструмент из-за ограниченного числа примеров и доступных данные для двигателей со звездой-треугольником, устанавливаемых на эскалаторах или движущихся тротуарах.Прямые диски Обзор — Прямой привод — это безременный и безцепной привод, подключенный непосредственно к главному валу. мотора. Прямой привод забирает мощность от двигателя без каких-либо сокращений, таких как в качестве коробки передач, таким образом поддерживая КПД двигателя. Отсутствие ремня и цепи исключает риск проскальзывания, отказа ремня или цепи, а также потребности в масле. Прямой привод потребляет меньше электроэнергии относительно других стандартных приводов, представленных на рынке. Прямой привод имеет повышенный КПД, поскольку мощность не тратится на трение ремней, цепи и редукторы.Прямые приводы работают с пониженным уровнем шума, поскольку в них меньше деталей склонные к вибрации. Меньшее количество деталей приводит к повышению надежности и, следовательно, к снижению потенциала. на время простоя эскалатора. Преимущества — безцепной привод исключает риск отказа цепи и необходимость в масле. Меньше запчасти необходимы из-за простой конфигурации и бесцепной конструкции. Потому что мотор напрямую соединен с главным валом, эффективность увеличивается, а мощность, необходимая для работы эскалатор понижен.Рисунок 3-9. Конфигурация двигателя звезда (звезда) в сравнении с конфигурацией двигателя треугольником.

20 эскалаторов и движущихся пешеходных дорожек в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Ограничения — эта технология не была включена в финансовый инструмент, так как она больше не поставляются производителями эскалаторов или движущихся дорожек. Модернизация невозможна без значительные изменения пространства, что делает эту технологию недоступной по стоимости. Прерывистый привод с контроллером КПД двигателя и частотно-регулируемый привод переменного напряжения Обзор — периодически работающий эскалатор или движущаяся дорожка замедляется или останавливается, когда пассажиры отсутствуют, и при появлении всадника ускоряется до нормальной рабочей скорости.По замедляя или останавливая электродвигатель, приводящий в движение эскалатор, значительно экономится энергия. В сочетании с MEC и VVVF можно добиться дополнительной экономии энергии. При подключении к нижнему эскалатору MEC снижает напряжение и ток по мере того, как каждый пассажир доски. Двигатель, естественно, будет потреблять меньше тока, но MEC снизит этот ток даже более. Этот процесс продолжается до тех пор, пока ток двигателя, контролируемый MEC, не достигнет значения выше нуля. В этот момент MEC перейдет в режим энергосбережения и включит кремний- управляемые выпрямители (SCR), позволяющие проводить полное напряжение и ток обратно в здание система распределения электроэнергии.По мере увеличения нагрузки двигатель начинает работать с частотой контакта. быстрота. В этот момент двигатель фактически перестает использовать энергию и начинает производить энергию, аналогично к рекуперативному приводу. Напряжение и ток имеют те же характеристики, что и напряжение в здании. Система распределения, поэтому в распределительной системе здания не возникает гармонических помех. Прерывистый привод, работающий при той же нагрузке на нисходящем эскалаторе, будет не уменьшать ток двигателя. Двигатель под нагрузкой на эскалаторе естественным образом потреблять меньше тока, хотя напряжение двигателя останется прежним.Это приведет к более высокому потребление энергии по сравнению с MEC, когда эскалатор загружен. Когда нагрузка достигает ниже нулевой ток и двигатель начинает вырабатывать энергию, эта мощность отправляется обратно на инвертор. К контролировать номинальную скорость нисходящего эскалатора, инвертор забирает эту избыточную мощность и отводит это к резисторам динамического торможения. Эта избыточная мощность двигателя превращается в тепло в этих резисторы и никогда не возвращается в распределительную систему здания. Следовательно, эта избыточная мощность равна недоступен для использования где-либо еще в здании.Для этой технологии потребуются датчики движения для обнаружения приближающегося пассажира. Некоторые эска- Производители лифтов используют световые барьеры или контактные коврики для обнаружения пассажиров. Важно что независимо от используемого метода обнаружения, надежно гарантировать, что эскалатор не изменится скорость, пока на движущихся ступенях находятся пассажиры. Преимущества — контроллер КПД двигателя может сэкономить в среднем 20 процентов на эскалаторах, когда эскалатор движется с большой скоростью. Прерывистый привод экономит дополнительную энергию в зависимости от от количества времени, которое эскалатор работает в медленном режиме.При мониторинге как вверх и вниз эскалатор, обычно можно увидеть, что экономия на нисходящем эскалаторе выше, чем на эскалаторе. Это связано с регенеративной природой нисходящего эскалатора. Теоретически, если оба установлены на эскалаторе, MEC предотвратит потребление энергии. эскалатора или движущейся дорожки от увеличения на полной скорости из-за установки ВВВФ. Если обе технологии установлены на эскалаторе или движущемся переходе, преимущества каждой из них технология будет отчетливо очевидна; однако ограничения для каждой технологии по-прежнему будут применяться.Ограничения — из производителей, с которыми связались по этому проекту, ни один в настоящее время не предлагает это группировка. Кроме того, ограниченные примеры конфигурации технологии были доступны на сайте время исследования. Поскольку для этой технологической конфигурации были доступны ограниченные данные, методоло- методы для расчета потенциальной экономии не могут быть разработаны или проверены, а конфигурация цию нельзя было включить в сопутствующий финансовый инструмент. Большинство ограничений, которые применяются к прерывистому режиму работы, MEC и VVVF, все еще применяются, когда технологии используются вместе.Прерывистая работа эскалатора не подходит

Энергосберегающие технологии 21 там, где эскалаторы используются постоянно, так как это практически не оставляет возможности для достаточно длительного меж- смягчающие периоды для получения разумной экономии. Модернизация эскалатора для работы с перерывами или замена его новым эскалатором периодического действия также может быть дорогостоящей. Резюме технологий В таблице 3-1 приводится сводка технологий, включая их преимущества и ограничения.Обзор технологий Преимущества Ограничения Светодиодное освещение Светодиодное или светоизлучающее. диод, полупроводниковый свет источник, который потребляет значительно меньше энергии, чем обычно используемые источники света например, лампы накаливания. Светодиодное освещение может уменьшить потребление освещения на до 38 процентов и последний намного дольше, чем другие виды освещения. Может появиться светодиодное освещение немного тусклее по сравнению с Освещение Т8 и Т12. Конденсаторы Конденсатор — это пассивный двухкомпонентный конденсатор. оконечный электрический компонент используется для хранения энергии и улучшить коэффициент мощности электрическая линия.Конденсаторы помогают избежать потери из-за малой мощности факторные и штрафные сборы взимается коммунальными предприятиями из-за плохой коэффициент мощности. Если коэффициент мощности на эскалатор / движущаяся дорожка справедливо для начала, окупаемость период для конденсаторов может быть высокая. Конденсаторы тоже не должны быть установленным на раздаче системы с высокими гармониками поскольку гармоники могут вызвать конденсаторы выйти из строя. Высокая эффективность Двигатели Двигатели с высоким КПД двигатели от 1 процента до 10 на процент выше КПД, чем стандартные двигатели из-за меньше внутренних потерь в двигателе из-за потерь мощности и потери в магнитопроводе.От корки до корки нагруженный КПД типичного двигатель с высоким КПД 90,2 процентов. Значительная энергия можно добиться экономии и срок полезного использования мотор можно удлинить. Двигатели с высоким КПД не совместим со всеми Приложения. Модификации может потребоваться сделать система привода или управление двигателем если двигатель с высоким КПД установлен. Кроме того, высоко- двигатели с КПД часто стоят 15 на 25 процентов больше, чем стандартные моторы. КПД двигателя Контроллеры (MEC) Контроллер КПД двигателя (MEC), также известный как синусоидальный привод, является твердотельным государственный контролер, который динамически оптимизирует КПД 3-х фазного переменный ток (AC) Индукционный двигатель.Экономия от 10 до 25 процент может быть достигнут в зависимости от нагрузки фактор и эскалатор направление. MEC также уменьшить операционные температура мотора, тем самым уменьшая расходы на техническое обслуживание и продление срока его полезного использования. Небольшая экономия видна на системы, которые более 75 процентов загружен. Прерывистый Приводы Прерывистые приводы уменьшают скорость эскалатора, когда нет пассажиры присутствуют. А датчик ставится на входе и выход из движущегося дорожка или эскалатор.Когда датчик обнаруживает, что нет пассажиры присутствуют, контроллер мотора снижает скорость эскалатора или движущаяся дорожка к минимально допустимая скорость. Прерывистые приводы могут привести к значительным экономия. С прерывистые движения сокращают скорость эскалатор / движущийся дорожка, когда пассажиры не в настоящее время они также увеличиваются срок полезного использования мотор и уменьшить затраты на техническое обслуживание. Можно добиться небольшой экономии на эскалаторах / движущихся дорожках на котором пассажиры всегда настоящее время.Установка прерывистый привод может быть дорогостоящим и может потребоваться доработка в прилегающую территорию, чтобы позволить достаточно места для датчиков. В Кроме того, не во всех штатах принял ASME 17.1 2010 г. код, который позволяет эскалатор / движущаяся дорожка скорости должны быть переменными. Прерывистый Диски (Пуск — Стоп) с MEC Прерывистые приводы могут быть в паре с MEC. Если в паре вместе, чтобы максимизировать экономию потенциал, рекомендуется чтобы эскалатор был доставлен в полная остановка, когда нет пассажиры присутствуют.В паре экономия за эскалатор / движущийся дорожка выше, чем когда только один технология установлена. Ограничения, применимые к прерывистый привод и MEC по-прежнему применяются, когда технологии в паре. Таблица 3-1. Краткое изложение технологий, включенных в финансовый инструмент. (продолжение на следующей странице)

22 Эскалаторы и движущиеся дорожки в аэропортах — технологии экономии и энергосбережения Обзор технологий Преимущества Ограничения Прерывистый Диски с Переменное напряжение — Переменная Частотные приводы (ВВВФ) VVVF — это контроллер двигателя. который регулирует напряжение и частота, подаваемая на двигатель в зависимости от загрузки.При сопряжении с датчиком ВВВФ может действовать как прерывистый привод. Когда пассажиров не обнаруживают датчик, эскалатор / движущаяся дорожка может либо замедлиться до минимума допустимая скорость или доведена до полная остановка, когда нет пассажиры присутствуют. Если эскалатор часто встречающийся бегущий когда пассажиров нет настоящий, значительный можно добиться экономии с ВВВФ, а срок службы мотора можно удлинить. Ограничения, применимые к прерывистый привод все еще применяется когда технология сопряжена с ВВВФ.Из-за установка ВВВФ, потребление энергии эскалатор / движущаяся дорожка май увеличиваться, когда единица полностью загруженный. Прерывистый Диски (Пуск — Стоп) с Регенеративный Диски Прерывистые приводы могут быть в паре с регенеративным привод. В паре с рекуперативный привод, двигатель действует как генератор (асинхронный двигатель) и энергия производится, когда эскалатор движется вниз и, в некоторых случаях, в направление. Это сочетание технологий не только снижает потребление энергии блок, но может поставить энергия в электрическую сетка.Стоимость установки для этого спаривание — высшее из всех обсуждались сочетания технологий в этом отчете. Ограничения которые относятся к прерывистому диск все еще применяется, когда технология сочетается с рекуперативный привод. Кроме того, электрическая электросеть не всегда может быть возможность принять эскалатор- регенерированная электрическая энергия. Таблица 3-1. (Продолжение). Технологии против потенциальной экономии Возможная экономия различных технологий представлена ​​в Таблице 3-2. Технология (и) Средний потенциал Экономия Светодиодное освещение От 30 до 40 процентов * Конденсаторы 0.От 5 до 2 процентов Двигатели с высоким КПД От 2 до 18 процентов ** Контроллеры КПД двигателей (MEC) от 10 до 25 процентов Прерывистые приводы от 15 до 25 процентов Прерывистые приводы (старт-стоп) с MEC от 30 до 35 процентов Прерывистые приводы (замедление) с переменным напряжением — переменным Частотные приводы (VVVF) От -15 до 57 процентов Прерывистые приводы (старт-стоп) с регенеративными приводами От 30 до 50 процентов (без учета переезда пешеходные дорожки) * Только по потреблению энергии на освещение. ** Зависит от нагрузки и мощности двигателя.Таблица 3-2. Возможная экономия энергии.

Открытие энергосберегающих технологий в ИТ-секторе: управление ферримагнетиками напряжением

Быстрый рост энергопотребления, связанный с цифровыми технологиями, является серьезной глобальной проблемой. Одна из ключевых проблем — снижение энергопотребления магнитных устройств хранения данных, которые используются, например, в крупных центрах обработки данных.

Международная исследовательская группа под руководством Массачусетского технологического института (MIT) при участии профессора Карин Лейстнер и доктора Йонаса Зенера из профессуры электрохимических датчиков и накопления энергии в Институте химии Технологического университета Хемниц (ранее руководитель исследовательской группы «Магнитоионика и наноэлектроосаждение» в Институте исследования твердого тела и материалов им. Лейбница (IFW) в Дрездене) теперь демонстрирует перемагничивание на 180 ° за счет индуцированной напряжением загрузки водорода в ферримагнетики.

Этот результат имеет исключительную актуальность, поскольку перемагничивание на 180 ° чисто электрическими полями по своей сути сложно из фундаментальных принципов, но обещает резкое снижение энергопотребления для переключения намагничивания. Для приложений хранения и обработки данных переключение намагничивания на 180 ° имеет решающее значение, поскольку намагничивание в отдельных битах обычно имеет противоположное значение на 180 °. Таким образом, результат исследования может открыть путь к значительному снижению глобального энергопотребления хранилища данных.

Помимо участников из Массачусетского технологического института и Технологического университета Хемница, в исследовательскую группу вошли ученые из Университета Миннесоты, Корейского института науки и технологий и синхротрона ALBA в Барселоне. На первое место возглавили учёные-материаловеды доктор Мантао Хуанг и профессор Джеффри Бич из Массачусетского технологического института, эксперты по водородным магнито-ионным устройствам и спинтронике.

Результаты опубликованы в известном журнале Nature Nanotechnology .

Новый подход

На магнитных носителях данных, таких как жесткие диски или MRAM (магнитные запоминающие устройства с произвольным доступом), информация сохраняется посредством определенного выравнивания намагниченности в микроскопических областях. Направление намагничивания обычно регулируется электрическими токами или местными магнитными полями — эти магнитные поля также генерируются электрическими токами в микрокатушках. В обоих случаях электрический ток приводит к потере энергии из-за джоулева нагрева. Следовательно, управление намагничиванием электрическими полями является многообещающим подходом к снижению энергопотребления технологий магнитных данных.Однако до сих пор управление намагничиванием электрическим полем требует высоких напряжений или ограничивается низкими температурами.

В качестве нового подхода к переключению намагниченности, индуцированному напряжением, группа исследователей использовала особые свойства ферримагнетиков. Ферримагнетики предлагают конфигурацию из нескольких подрешеток с намагниченностями подрешеток разной величины, противостоящими друг другу.Суммарная намагниченность возникает за счет добавления вкладов подрешетки. Ферримагнетики также имеют технологические преимущества перед обычно используемыми ферромагнетиками, поскольку они позволяют, например, обеспечивать быструю спиновую динамику.

Для ферримагнитного гадолиния-кобальта (GdCo) исследователи смогли продемонстрировать, что относительные намагниченности подрешеток могут быть обратимо переключены посредством индуцированной напряжением загрузки / разгрузки водорода. Для этого GdCo был объединен со слоем оксида гадолиния (GdOx) в качестве твердотельного электролита и промежуточным слоем палладия (Pd).При приложении напряжения затвора к структуре протоны перемещаются к нижнему электроду и приводят к гидрированию слоя Pd / GdCo. Введение водорода в решетку GdCo приводит к более сильному снижению намагниченности подрешетки Gd, чем у Со. Этот так называемый магнитоионный эффект стабилен более чем на 10 000 циклов. Это может быть подтверждено спектроскопией рентгеновского магнитного кругового дихроизма (XMCD) для конкретных элементов и является основой продемонстрированного переключения намагниченности.

Чтобы добиться перемагничивания на 180 ° без внешних магнитных полей, исследователи функционализировали структуру слоя GdCo / Pd / GdOx с дополнительным слоем антиферромагнитного оксида никеля (NiO). Здесь они извлекают выгоду из так называемого эффекта «биржевой предвзятости». Этот эффект возникает, когда ферри- или ферромагнитные слои контактируют с антиферромагнитным слоем. Он основан на взаимодействии межфазных магнитных спинов и приводит к закреплению направления намагниченности ферро / ферримагнетика.Эффект обменного смещения используется, например, в магнитных датчиках в считывающих головках жестких дисков для фиксации направления намагничивания опорного слоя. Для ферромагнетика GdCo контакт с антиферромагнетиком NiO приводит к закреплению направления намагниченностей подрешетки. В этом случае во время магнито-ионного переключения суммарная намагниченность переключается на 180 °. Это впервые означает перемагничивание, управляемое исключительно электрическим полем, без помощи магнитного поля.

Проф. Карин Лейстнер и доктор Йонас Зенер поделились своим опытом по передаче магнито-ионного управления в системы обменного смещения. «Моя группа интенсивно изучает сочетание магнито-ионных систем с аниферромагнитными слоями, и теперь мы являемся экспертами в области магнито-ионного контроля обменного смещения», — поясняет профессор Карин Лайстнер. Во время его доктора философии Побывав в исследовательской группе Карин Лайстнер в IFW в Дрездене, Йонас Зенер воспользовался возможностью шестимесячного исследовательского пребывания в группе проф.Пляж в Массачусетском технологическом институте. Во время этого исследовательского пребывания вместе с профессором Карин Лейстнер и профессором Джеффри Бич Йонас Зенер инициировал и оптимизировал структуру слоя обменного смещения, необходимую для перемагничивания на 180 °. Для этого он впервые объединил магнито-ионную модельную систему Co / GdOx с антиферромагнетиком NiO. Он подготовил тонкопленочные системы с помощью магнетронного распыления и проанализировал влияние толщины, состава и последовательности слоев на результирующее обменное смещение и магнитоионный контроль. Магнитные свойства при загрузке водородом измерялись с помощью самодельной магнитооптической установки на эффекте Керра.С помощью этих экспериментов он обнаружил, что ультратонкий слой Pd между GdCo и NiO имеет решающее значение для стабилизации эффекта обменного смещения.

Предоставлено Хемницкий технологический университет

Ссылка : Открытие энергосберегающих технологий в ИТ-секторе: управление ферримагнетиками по напряжению (30 июля 2021 г.) получено 12 августа 2021 г. с https: // физ.org / новости / 2021-07-энергетические-технологии-сектор-ферримагнетики-Voltage.html

Этот документ защищен авторским правом.