V Mañana de la Edificación 2013 Ejemplos prácticos de eficiencia en ascensores. Alberto Tappe 21 de noviembre de 2013

Transcripción

1 2013 Ejemplos prácticos de eficiencia en ascensores Alberto Tappe ThyssenKrupp ThyssenKrupp Elevadores Elevadores

2 Índice Conceptos generales Principales estrategias de ahorro energético Ejemplos prácticos Conclusiones 2

3 ThyssenKrupp Quienes somos ThyssenKrupp Materiales Tecnologías Steel Europe Elevator Technology Materials Services Components Technology Industrial Solutions empleados en 80 países 3

4 ThyssenKrupp Elevator La división de elevación Empleados Producimos, instalamos, mantenemos y modernizamos: - Ascensores - Escaleras mecánicas, pasillos y rampas - Salvaescaleras y equipos de accesibilidad - Pasarelas de embarque - Equipamientos escénicos Disponemos de 4 fábricas y 2 centros de I+D en España En el centro de I+D de Móstoles se ha diseñado el nuevo ascensor synergy element que se fabricará en España para todo el mundo 4

6 Conceptos generales Marco normativo o ISO Eficiencia energética de los ascensores y escaleras mecánicas. Parte 1: Medición de la energía y conformidad o VDI 4707 Eficiencia energética de los ascensores Proporcionan un método objetivo para medir de la energía consumida por un ascensor y establecer una clasificación para comparar la eficiencia de diferentes ascensores 6

7 Conceptos generales Descomposición de consumos Diagrama VDI L N PE Energía Energíade principal principal funcionamiento P2 Circuito auxiliar P1 Potencia Ascensor Interruptor principal de potencia Interruptor del circuito de alumbrado Maniobra Alumbrado de cabina Alumbrado de hueco Motor, convertidor y freno Enchufe de techo de cabina Enchufes en cuarto de máquinas y foso Puertas Ventilador de cabina Alumbrado de cuarto de máquinas Sistema de alarma y monitorización Sistema de extracción de humos Fuente de alimentación de emergencia Aire acondicionado cuarto maqs Ascensor 7 Edificio Energía auxiliar Energía de de funcionamiento funcionamiento Energía Energía principal de de reposo reposo Energía auxiliar Energía de auxiliar reposo

8 Conceptos generales Medición de consumos o Energía de funcionamiento (Ciclo normalizado) o El ascensor en vacío efectúa un ciclo completo en bajada y subida incluyendo dos ciclos de apertura y cierre de puertas. o Potencia de reposo o Medida diez minutos desde el último viaje del ascensor para dar tiempo a alcanzar el estado de bajo consumo, si existe. 8

9 Conceptos generales Ascensores de clase A o La clasificación energética VD 4707 es afectada por tres factores principales: consumo en reposo, consumo en funcionamiento y la categoría de uso del ascensor. o La clasificación, en el caso de los ascensores, la tiene una unidad en concreto, no un modelo genérico. No obstante otra unidad con una configuración parecida, en las mismas condiciones de uso debe resultar en una eficiencia parecida. o En cualquier caso es conveniente establecer por cálculo (con un programa específico) la clasificación esperada del ascensor. 9

10 Índice Conceptos generales Principales estrategias de ahorro Casos prácticos Conclusiones 10

11 Principales estrategias de ahorro Funcionamiento Reposo Intensidad / frecuencia de uso Relación con los componentes de consumo 11 Energía principal Máquina gearless Variador regenerativo Energía auxiliar Iluminación led Gestión eficiente del tráfico Energía principal Autopagado Maniobra Energía auxiliar Autoapagado Iluminación

13 Máquina gearless Descripción o Concepto o Los ascensores antiguos generalmente utilizaban un reductor mecánico para reducir la velocidad a del motor ( rpm) al nivel de la necesaria para el ascensor. o Los modernos ascensores utilizan motores de baja velocidad (gearless) que unidos a una tracción regulada por variación de frecuencia hacen innecesario el reductor mecánico. o Utilización preferente o Las máquinas gearless representan el estado actual de la técnica (casi todos los ascensores nuevos las incorporan) por lo que siempre es recomendable utilizar esta tecnología en cualquier ascensor de nueva instalación y en la modernización del sistema de tracción de ascensores existentes. 13

14 Maquina gearless Ahorro energético o La tracción gearless típicamente ahorra entre un 30% y un 40% de la energía principal de funcionamiento respecto a un 2 v. Características del caso Desginación del caso Uso del ascensor Nº de paradas Recorrido (m) Nº de viviendas (Uso Viviendas) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(vdi 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 14 Maquina con reductor 2v Pasajeros Maquina gearless Pasajeros 11 30, , , , Media/Ocasional Media/Ocasional Reductor de bajo rendimiento 2 velocidades Gearless AC VVVF D B C C C C 49,35% -21,79% 22,58%

15 Máquina gearless Comparación con un 2 velocidades Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado Energía principal de funcionamiento Ahorro 27% Potencia (W) Gearless 2v Tiempo (s)

16 Variador regenerativo Descripción o Concepto o Los ascensores con variadores convencionales disipan la energía generada por el ascensor en los estados favorables de carga (cuando se mueve por efecto de la gravedad). o Un variador regenerativo devuelve esta energía a la red de alimentación o Utilización preferente o En ascensores de gran potencia, recorrido largo y mucho tráfico tanto en ascensores nuevos como en la modernización del sistema de tracción de los existentes. 16

17 Variador regenerativo Ahorro energético o Típicamente se ahorra entre un 25 y un 30% de la energía principal de funcionamiento. Caracteristicas del caso Desginación del caso Uso del ascensor Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(vdi 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Con variador convencional Pasajeros Con variador regenerativo Pasajeros 3 32,00 1, Muy Alta/Muy frecuente Muy Alta/Muy frecuente Gearless AC VVVF Gearless AC VVVF Regenerativo B A A A B Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) ,00 1, A 24,90% 22,45%

18 Variador regenerativo Ejemplo medición real Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado 5000 Energía principal de funcionamiento Ahorro 29% Potencia (W) Motor Gearless recuperación Gearless 18 Tiempo (s) Generador

19 Maniobra con gestión eficiente Descripción o Concepto o Una gestión eficiente del tráfico redunda, para un mismo nivel de servicio, en un número de arranques y tiempo de funcionamiento menor y de aquí un menor consumo. o La gestión eficiente del tráfico más sencilla es utilizar una maniobra colectiva en lugar de una universal en un edificio de viviendas pero se puede complicar en grandes edificios hasta utilizar sistemas con inteligencia artificial. o Utilización preferente o Siempre es necesario utilizar la tipología de maniobra más adecuada al tráfico del edificio para proporcionar el nivel de servicio adecuado de una forma eficiente. 19

20 Maniobra con gestión eficiente Ahorro energético o Cuando se dimensionan grandes edificios es conveniente evaluar, por simulación, el consumo energético de las diferentes soluciones de gestión del tráfico posibles adicionalmente a la evaluación de la tecnología más adecuada que se ha hecho por cálculo. Ahorro 12 % Maniobra convencional 20 Maniobra con preselección de destino en planta (DSC)

21 Maniobra con autoapagado Descripción o Concepto o Los ascensores con tracción regulada convencionales mantienen el variador energizado incluso cuando el ascensor no está en uso. Lo mismo ocurre con los posicionales. o Una maniobra con esta función de ahorro de energía en reposo apaga los sistemas de potencia y la señalización para reducir el consumo de energía principal al mínimo. o Utilización preferente o Siempre es interesante aunque en los ascensores modernos de bajo uso representa una de las principales fuentes de ahorro. 21

22 Maniobra con autoapagado Ahorro energético o Una maniobra con esta función puede ahorrar desde un 30 % hasta un 50 % de la energía principal en reposo. Características del caso Desginación del caso Uso del ascensor Nº de ascensores Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(vdi 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 22 Maniobra convencional Pasajeros Maniobra con autoapagado Pasajeros ,00 1, ,00 1, Baja/Rara Baja/Rara C B C A B A 50,75% 44,84%

23 Iluminación led + autoapagado Descripción o Concepto o Utilización de iluminación led con una maniobra que permita su apagado automático. o Utilización preferente o Siempre es recomendable, aunque el beneficio relativo se incrementa en los ascensores de poco uso dado que en este caso el consumo en reposo del ascensor es más relevante que en funcionamiento. 23

24 Iluminación led + autoapagado Ahorro energético o La iluminación led puede suponer hasta un 99 % de ahorro de la iluminación del ascensor si se combina con el kit de autoapagado. Características del caso Designación del caso Número de caso Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Iluminación fluorescente Iluminación led con autoap ,40 1, ,40 1, Baja/Rara Baja/Rara Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados Gearless AC VVVF Regenerativo Gearless AC VVVF Regenerativo Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(vdi 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) B C B A Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 24 C A 15,14% 73,93% 69,99%

25 Comparativo diferentes tecnologías Edificio tipo residencial Caracteristicas del,proyecto Designación del caso Nº de paradas Recorrido (m) Nº de viviendas (Uso Viviendas) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara + Led autoapagado + Man Autoapagado + Regenerativo Hidráulico ,00 12,00 12,00 12, ,00 1,00 1,00 1, Baja/Rara Baja/Rara Baja/Rara Baja/Rara Maniobra Apagado de maniobra No No Si Si No Grupo tractor Tipo de máquina Gearless AC Gearless AC Gearless AC Gearless AC VVVF VVVF VVVF VVVF Regenerativo Hidráulico HID - Val.mecánicasArran. directo Fluorescente No Led Si Led Si Led Si Fluorescente No C C C B C A B A G B Tecnología de tracción Cabina Tecnología iluminacion Apagado de la iluminación Gearless Base 5 12,00 8 1, Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(vdi 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación de referencia (%) Ahorro energía reposo respecto a situación de referencia (%) Ahorro energía total respecto a situación de referencia (%) 25 C B A A E 1,33% 41,12% 38,44% 1,33% 41,12% 38,44% 1,33% 71,00% 66,29% 50,75% 45,25% 13,05% 71,00% 67,09% 11,88% 2,35% -817,12% 17,57% -38,82% -954,75% -184,24% -321,76%

27 Conclusiones o El estado actual de la técnica permite la elección de ascensores extraordinariamente eficientes a un coste razonable. o Desde el punto de vista de la eficiencia un ascensor debiera incluir como mínimo tracción gearless, maniobra con función de ahorro de energía en reposo (desconexión del variador y de otros sistemas) e iluminación led con autoapagado. Con estas tres tecnologías se puede conseguir un ascensor de clase A en el ámbito residencial. o En los ascensores de gran tráfico es aconsejable además instalar un variador regenerativo y utilizar el sistema de gestión de maniobra más adecuado. o Es aconsejable siempre que sea posible elegir ascensores de modelos que hayan obtenido clasificación A (VDI 4707) y que en cualquier caso se mantenga en un cálculo personalizado para dicho caso. 27

28 Gracias por su atención 28