1. Alapvető működési elvek
1.1 Vonófelvonók
A vontatási felvonók acél drótkötelekkel vagy hevederekkel függesztik fel az autót és az ellensúlyt az elektromos motor által hajtott vonótárcsára. Az alapelv a súrlódás: a kötelek a vontatótárcsa hornyolt felületét fogják meg, és ahogy a tárcsa forog, a kötelek mozognak, felemelve vagy lesüllyesztve az autót. Az ellensúly, amely általában megegyezik az autó tömegével plusz a névleges kapacitás 40-50%-ával, kiegyensúlyozza a rendszert és minimalizálja a működéshez szükséges motornyomatékot.
A modern vontatási felvonók változó feszültségű változó frekvenciájú (VVVF) hajtásokat alkalmaznak a motor fordulatszámának és nyomatékának szabályozására. A hajtás egyenirányítja a váltakozó áramú hálózati tápellátást egyenárammá, majd visszafordítja azt változtatható-frekvenciás váltakozó áramra, lehetővé téve a precíz fordulatszám-szabályozást nullától a névleges fordulatszámig, nagy hatékonysággal. A regeneratív hajtások ereszkedés vagy lassítás során visszavezethetik az energiát az épület hálózatába, tovább javítva a hatékonyságot.
1.2 Hidraulikus felvonók
A hidraulikus felvonók Pascal elvén működnek: az elektromos meghajtású hidraulikus szivattyú az olajat egy hengerbe kényszeríti, megnyomva egy dugattyút, ami felemeli az autót. Süllyedéskor egy vezérlőszelep visszaengedi az olajat a hengerből a tartályba, és az autó a gravitáció hatására leereszkedik. A vontatási rendszerekkel ellentétben a hidraulikus felvonók nem használnak kötelet - a dugattyú közvetlenül megtámasztja a kocsi terhét.
Két elsődleges konfiguráció létezik. A lyukas (közvetlen működésű) rendszerek a hengert a felvonógödör alatti furatba helyezik úgy, hogy a dugattyú felfelé nyúlik, hogy megtámassza a kocsit. A lyuk-kevesebb rendszerek oldalsó-teleszkópos dugattyúkat használnak, amelyek az autó mellett húzódnak, így nincs szükség mélyfúrásra. A lyuk{7}}kevesebb kialakítás különösen előnyös olyan területeken, ahol magas a talajvízszint vagy a felszín közelében lévő alapkőzet.
2. Teljesítmény-összehasonlítás
| Paraméter | Traction lift | Hidraulikus felvonó |
|---|---|---|
| Sebesség tartomány | 0.5 – 10+ m/s | 0.15 – 1.0 m/s |
| Utazási magasság | Korlátlan (gyakorlatilag: 600+ m) | Általában kevesebb, mint 21 m (6-7 emelet) |
| Terhelhetőség | 320 – 5,000+ kg | Akár 20,000+ kg (fuvarozási speciális) |
| Energiahatékonyság | Magas (regeneratív) | Mérsékelt (nincs ellensúly) |
| Ride sima | Kiváló | Jó (az olaj hőmérséklete befolyásolja a teljesítményt) |
| Gépterem | Kötelező (vagy MRL opció) | Szivattyúegységhez szükséges |
| Telepítési idő | 2-4 hét | 1-2 hét |
| Kezdeti költség (tipikus) | Magasabb | Alacsonyabb az alacsony{0}}emelkedéshez |
| Karbantartási költség | Alacsonyabb hosszú távú- | Magasabb (olajrendszer karbantartása) |
| Zajszint | Nagyon alacsony (gépszoba elszigetelt) | Magasabb (szivattyúházi zaj) |
3. Energiahatékonysági elemzés
Az energiafogyasztás az, ahol a két technológia a legjelentősebben eltér egymástól. Az ellensúllyal ellátott vontatási felvonók eredendően hatékonyak, mert a motornak csak az autó és az ellensúly terhei, valamint a súrlódási és gyorsulási erők közötti egyensúlyhiányt kell leküzdenie. Egy modern VVVF vontatási felvonó 0,3-0,6 kWh energiafogyasztást képes elérni 1000 kg-m szállítási munkánként.
A hidraulikus felvonóknak nincs ellensúlya, ami azt jelenti, hogy a motoros{0}}szivattyúegységnek biztosítania kell a teljes hidraulikus nyomást, hogy a kocsit a terheléstől függetlenül megemelje. Süllyedés közben az energia a szabályozószelepen keresztül hőként disszipálódik, nem pedig visszanyerés formájában. A hidraulikus felvonók tipikus fogyasztása 1,0-2,5 kWh/1000 kg-m – nagyjából 3-4-szer magasabb, mint a vontatási egyenértékek.
A regeneratív hajtás előnyei:A modern regeneratív vontatási hajtások az ereszkedés során felhasznált energia 20-40%-át tudják visszanyerni, és visszatáplálják az épület elektromos hálózatába. A nagy forgalmú épületek 20 éves élettartama alatt ez a helyreállítás a kezdeti költségprémium jelentős részét ellensúlyozhatja.
A LEED-tanúsítványt igénylő vagy szigorú energiaszabályokkal rendelkező joghatóságokban működő épületek esetében a vontatási felvonók egyre inkább az egyetlen járható megoldás. Az alacsony-emeletes épületeknél azonban minimális napi használat mellett a hatékonysági különbség túl kicsi lehet ahhoz, hogy indokolja a magasabb kezdeti beruházást.
4. Telepítési és helyigény
4.1 Tengely- és aknára vonatkozó követelmények
A vontatási felvonóknak jelentős felső szerkezetre van szükségük a gépterem (vagy az MRL kivitelben a felső vontatógép) támogatásához. A minimális felső méret (távolság a legfelső emelettől az akna mennyezetéig) 3,8 métertől normál gép{2}}helyi lifteknél 3,2 méterig MRL konfigurációk esetén. A gödör mélysége jellemzően 1,2-1,8 méter a sebességtől és a pufferektől függően.
A hidraulikus felvonók rugalmasabb, - gyakran akár 3,0 méteres magasságig is - rendelkeznek, mivel a gépterem az akna mellett van, nem pedig felette. Az in-lyukas hidraulikus rendszerek azonban mély fúrást igényelnek a gödör alatt, ami akadályokba ütközhet, mint például az alapkőzet, a talajvíz vagy a föld alatti közművek. A fúrás költsége 5000-20 000 dollárral növelheti a projektet, a talajviszonyoktól függően.
4.2 Gépházi szempontok
A vontatógéptereket közvetlenül az akna felett kell elhelyezni, vagy egy meghatározott maximális távolságon belül kell elhelyezni (jellemzően 15{5}}20 méter vízszintesen az EN 81-20 szerint). A helyiségnek el kell viselnie a vontatógép statikus és dinamikus terhelését, amely nagy teljesítményű berendezések esetén meghaladhatja az 5000 kg-ot. A gépterem és az épület szerkezete közötti rezgésszigetelés kritikus fontosságú a zajátvitel megakadályozása érdekében.
A hidraulikus gépterek (szivattyúterek) az aknától legfeljebb 15 méterre helyezkedhetnek el, és csak padlószintű alátámasztást igényelnek. Mindazonáltal a hidraulikus tápegységet, az olajtartályt és a kapcsolószekrényt el kell helyezni bennük, és a helyiség minimális mérete körülbelül 2,5 m × 2,0 m × 2,2 m. A zaj- és olajhőmérséklet-szabályozás szellőztetést igényel, és számos joghatóságban kötelező az olaj visszaszorítására szolgáló intézkedések (kiömléstálcák).
5. Teljes tulajdonlási költség
A teljes tulajdonlási költség (TCO) 25{1}}éves élettartam alatt jellemzően a közepes-és magas-magasságú alkalmazásokhoz ajánlja a vontatási felvonókat, míg a hidraulikus rendszerek alacsonyabb TCO-t kínálhatnak bizonyos alacsony emelkedési forgatókönyvekben.
| Költségkomponens (25 éves, 6 állomásos épület) | Vontatás | Hidraulikus |
|---|---|---|
| Kezdeti felszerelés és telepítés | $75,000 – $120,000 | $45,000 – $75,000 |
| Energia (halmozott) | $18,000 – $28,000 | $55,000 – $85,000 |
| Karbantartási és szolgáltatási szerződések | $45,000 – $65,000 | $55,000 – $80,000 |
| Nagyjavítások (életciklusonként 1-2) | $12,000 – $20,000 | $15,000 – $25,000 |
| 25 éves TCO (tipikus tartomány) | $150,000 – $233,000 | $170,000 – $265,000 |
Megjegyzések: A költségek 630 kg-os, 6-megállós személyliftre vonatkoznak egy közepes forgalmú kereskedelmi épületben. A tényleges költségek régiónként, forgalmi mintákonként és szolgáltatási szerződési feltételek szerint jelentősen eltérnek.
6. Pályázati útmutató
A műszaki jellemzők alapján a következő kiválasztási irányelvek érvényesek:
Válasszon vonóerőt a következőkhöz: Buildings with more than 5-6 floors; high-speed requirements (>1.0 m/s); heavy traffic (>300 utazás/nap); energiaérzékeny projektek; regeneratív meghajtókat igénylő alkalmazások; magas-lakó- vagy kereskedelmi tornyok.
Válassza a hidraulikát a következőkhöz:Alacsony-épületek (2-4 emelet); nehéz teherszállítási alkalmazások (különösen aszimmetrikus rakományok); utólagos felszerelések, ahol a tengely magassága erősen korlátozott; ideiglenes vagy moduláris létesítmények; költségvetési korlátos projektek alacsony forgalmú.
7. Feltörekvő technológia: gépi-helyiség-kevesebb (MRL) vonóerő
A gép{0}}kevés- (MRL) vontatási felvonók a technológiák konvergenciáját képviselik, és a vontatási rendszerek hatékonyságát és sebességét kínálják a hagyományos géptermek helyhiánya nélkül. A vontatógépet az aknába szerelik fel, akár a vezetősínekre, akár a felső térbe. Az MRL-felvonók jelenleg az új vontatási berendezések több mint 60%-át teszik ki Európában, és egyre nagyobb piaci részesedést szereznek világszerte.
Az MRL-konstrukciók a kompakt motor és a hajtás gondos hőkezelését igénylik, és a gép karbantartásához való hozzáférés bonyolultabb, mint a hagyományos kiviteleknél. Az épületfejlesztők számára azonban a gépterem megszüntetésével liftenként 10-15 m² hasznos alapterület nyerhető vissza – ez értékes ingatlan a városi fejlesztésekben.
