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Schwelmer Symposium 2010 Dipl. Ing. (FH) Jörg Blumrich, Eltville / Rhein Seite 1 Energiesparend, leise und effizient Der hydraulische Aufzug 2010 Moderne Technik im Aufzug

Der hydraulische Aufzug - Energiesparend, leise und effizient · 2010-06-17 · Schwelmer Symposium 2010 Dipl. Ing. (FH) Jörg Blumrich, Eltville / Rhein Seite 3 Moderne Technik im

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Energiesparend,leise und effizient

Der hydraulische Aufzug 2010

Moderne Technik im Aufzug

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Einführungmit Konzeptbestandteile

Systemkomponenten AZFRSystemübersichten

VentilblockFrequenzumrichter

Motor-Pumpen-EinheitBremswiderstand

FahrkonzepteModernisierungsbeispiel

NutzeffekteVDI 4707

Fahrkorb + Tragrahmenniedrige Schutzräume

Zusammenfassung

Moderne Technik im Aufzug

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Moderne Technik im Aufzug

Einführung

Eine Optimierung der Energieeffizienz und Wärmeentwicklung für hydraulische Aufzüge wird heute mit modernsten Komponenten erreicht. Hierzu zählt maßgeblich der Antrieb in der aktiven Phase seiner Fahrt. Durch den Einsatz von speziell entwickelten Antrieben mit einem entsprechenden, hochmodernen Regelsystem, ist man bereits in der Lage, den Fahrkomfort zu herkömmlichen, auf dem Markt befindlichen hydraulischen Aufzüge um einen großen Qualitätssprung zu verbessern.Der konkurrierende Seilaufzug behält seine Vorzüge in Bezug auf seine sehr großen Förderhöhen und damit verbundenen möglichen, hohen Fahrgeschwindigkeiten.

+ =

Ziele:

bestmöglicher Fahrkomfort

geringe Motorleistung

reduzierte Geräuschentwicklung

keine Ölkühlung notwendig

geringste Nebenkosten für den Betreiber

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Moderne Technik im Aufzug

Die Systemkomponenten

Um eine Optimierung der Energieeffizienz und Wärmeentwicklung für hydraulische Aufzüge zu erzielen, werden Ventile eingesetzt, welche mittels Frequenzumrichter den Antrieb bilden. Hinzu kommen eine abgestimmte Motor-Pumpen-Einheit und ein Bremswiderstand, welcher in Aufwärtsfahrt zum Einsatz kommt.Diese Systemkomponenten bilden ein abgestimmtes Regelsystem.

AZFR - Aufzugfrequenzregelung

Bremswiderstand Motor-Pumpeneinheit

FrequenzumrichterVentilblock

DieKomponenten

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Moderne Technik im Aufzug

Sicherheitskette

P

T

M

3 ~ 0 – 24 V

Fahrbefehle

Aufzug –

steuerung

Fahrkurven –

rechner

(v, a, r)

Bremswiderstand

NetzLD 302 HDR

Hydraulik - Aggregat

Systemübersicht aufwärts

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Moderne Technik im Aufzug

Systemübersicht abwärts

P

T

M

3 ~ 0 – 24 V

Fahrbefehle

Aufzug –

steuerung

Fahrkurven –

rechner

(v, a, r)

Warmwasser - speicher

Netz

Sicherheitskette

LD 302 HDR

Hydraulik - Aggregat

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Moderne Technik im Aufzug

Der Ventilblock

Für den hydraulischen Part wurde ein spezielles Ventil entwickelt, welches rein für die Bereitstellung des Mediums seinen Dienst erfüllt.

Einsatzbereich:

Fahrgeschwindigkeit: 1 m/s(nach EN 81-2)

Durchflußmenge: max. 800 l/min

Druckbereich: 12 bis 64 bar

Motorleistung: max. 77 kW

Temperaturbereich: 5 bis 60°C

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Moderne Technik im Aufzug

Der Frequenzumrichter

regelt mit seiner integrierten Software die notwendige Motordrehzahl des Antriebsmotors für die benötigte Fahrgeschwindigkeit des Fahrkorbs in beide Fahrtrichtungen.Die Größe des Frequenzumrichters variiert in Abhängigkeit von der Motorleistung.

Mit dem Frequenzumrichter besteht die Möglichkeit zwei verschiedene Fahrkonzepte zu verfolgen.

1. konstante Nenngeschwindigkeit(v = konst.)

2. konstante Leistungsaufnahme(p = konst.)

Spezielle Softwarefür den Betrieb hydraulischer Aufzüge

Klartexteingaben in den entsprechenden physikalischen GrößenÖlstrom basierte Lage-RegelungFahrkurvenrechner mit v, a, und r Parameter

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Moderne Technik im Aufzug

Die Motor-Pumpen-Einheit

Es kommen ein Asynchron-Unterölmotor verflanscht mit einer Schraubenspindelpumpe zum Einsatz.

Der Ölstrom fließt sowohl in Hub- bzw. Senkfahrt durch die angeflanschte Pumpe in den Behälter zurück. Dadurch wird der Motor in eine Drehbewegung versetzt, die von der Software des Frequenzumrichters mittels Strömungssensoren geregelt wird.Auch hier variiert die Größe in Abhängigkeit von der Motorleistung, verbunden mit der Fördermenge des Fluids.

Motorleistung : max. 77 kW

Durchflussmenge : 800 l/min

Beide sind eine ausgereifte Einheit. Die Schraubenspindelpumpe zeichnet sich durch seine selbst-ansaugende, leise Laufruhe aus. Zusammen liegen alle unter Öl.

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Moderne Technik im Aufzug

Der Bremswiderstand

Wird die entstehende Energie in der Abwärtsfahrt nicht zurück gespeist, so wandelt der Bremswiderstand die entstehende Energie in Wärme um und gibt diese an die Atmosphäre ab.

Durch die Zusammenarbeit aller vier Komponenten entsteht in Regelsystem, welches aufgrund der Fahrgeschwindigkeit eine angepasste Motordrehzahl verwendet und eine verminderte Leistungsaufnahme sowie eine geringere Wärmeentwicklung garantiert.

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Moderne Technik im Aufzug

Zuladung 800 kg / 0,5 m/s / indirekt / Fahrtrichtung: aufwärts

Der Frequenzumrichter mit dem Fahrkonzept: p = konstant

Motorstrom

Motordrehzahl

Leistung

Einsparung bis zu 37 %

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Moderne Technik im Aufzug

Normalfahrt P=konstant Fahrt

Leistung

Drehzahl

MotorstromMotorstrom

Drehzahl

Leistung

Vergleiche:

Ergebnis: Die Netzströme verringern sich bei p = konstant.

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Moderne Technik im Aufzug

Energieeinsparung- Reduzierter Energiebedarf, je nach Anlage bis zu 37 % - Nutzung der potentiellen Energie durch Rückgewinnung in der Abwärtsfahrt- Deutlich verringerte Ölerwärmung, auch bei hoher Fahrtenzahl - Geringe Netzanschlussleistung durch P = konst. Betrieb- Ölkühler ist nicht mehr erforderlich

Besserer Fahrkomfort- Ruckarmer Fahrkomfort mit hoher Wiederholgenauigkeit- Öl-Durchflussmengen Regelung, damit Temperatur und Last unabhängig- Einstellung der Fahrkurve mittels Frequenzumrichter, keine mechanische Justage

Zusammenfassung: Fahrkonzept p = konstant

Für einen modernen hydraulischen Fahrantrieb gehören die Energieeinsparung mit einem verbesserten Fahrkomfort zwingend zusammen.

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Moderne Technik im Aufzug

Eigenschaften des Frequenzumrichter

Erhöhte Zuverlässigkeit- Betrieb ohne Motorgeber, keine Elektronik unter Öl

- kein Verschleiß der Motorschütze - höhere Verfügbarkeit des Aufzuges, hohe Wiederholgenauigkeit

- keine Probleme durch heißes Öl

Betrieb ohne Motorschütze- TÜV-zertifiziert, Konformitätserklärung für hydraulische Aufzüge durch den TÜV Nord- Kaum Schaltgeräusche- Weniger Hardware, geringere Kosten

- Geringer Platzbedarf, standardisierte Steuerung

Weitere Vorteile- Überlast und Teillast Messung integriert- Klartextmenü

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Moderne Technik im Aufzug

Modernisierungsbeispiel: SENIORENRESIDENZ 630 kg

vorher:

Daten Aufzug : Schindler, indirekt / vor der Modernisierung

Zuladung : 630 kg Kabinengewicht : 840 kg

Geschwindigkeit : 0,33 m/s Förderhöhe : 8,73 m

Antriebsleistung : 9 kW Nennstrom : 27 A

Messergebnisse des alten Systems:

Fahrtbedarf : 143 Wh Geschwindigkeit : 0,33 m/s

Max. Leistung : 13,68 kW Ruck : 2,27 m/s3

Max. Strom : 26,62 A Beschleunigung : 0,462 m/s2

Öltemperatur : 65 ° C, bei Zwangsbelüftung

Energieklasse : F

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Moderne Technik im Aufzug

Fahrkomfort vor der Modernisierung

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Moderne Technik im Aufzug

Modernisierungsbeispiel: SENIORENRESIDENZ 630 kg

nachher:

Daten Aufzug : Schindler, indirekt / nach der Modernisierung

Zuladung : 630 kg Kabinengewicht : 840 kg

Geschwindigkeit : 0,56 m/s Förderhöhe : 8,73 m

Antriebsleistung : 14,7 kW Nennstrom : 32 A

Messergebnisse des neuen Systems:

Fahrtbedarf : 59,9 Wh Geschwindigkeit : 0,41 m/s

Max. Leistung : 7,18 kW Ruck : 0,44 m/s3

Max. Strom : 13,4 A Beschleunigung : 0,57 m/s2

Öltemperatur : 31 ° C, ohne Zwangsbelüftung

Energieklasse : E

Bezogen auf v = 0,41 m/s

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Moderne Technik im Aufzug

Fahrkomfort nach der Modernisierung

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Moderne Technik im Aufzug

Vergleich der Messwerte

Fahrtbedarf : - 58 % Geschwindigkeit : + 24,5 %

Max. Leistung : - 47,5 % Ruck : - 80,6 %

Max. Strom : - 49,7 % Beschleunigung : +23,4 %

Öltemperatur : - 34 ° C, ohne Zwangsbelüftung

Energieklasse : + 1

Bezogen auf v = 0,33 m/s alt / v = 0,41 m/s neu

Das Ergebnis der Modernisierung hier zeigt, dass trotz

einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit um 24%

die Kenngrößen der Aufzuganlage sich um durchschnittlich fast 50% reduzieren

ohne das Fahrkorbgewicht zu verringern.

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Moderne Technik im Aufzug

Energieverbrauch

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Fahrten

Ener

giea

ufna

hme

[kW

h]

AZFR

AZRS

Reduzierung des Energieverbrauchs um:ca. 37 %ca. 37 %

Nutzeffekte des frequenz-hydraulisch-geregelten Systems

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Moderne Technik im Aufzug

Nutzeffekte des frequenz-hydraulisch-geregelten Systems

Ölerwärmung

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

22,5

25

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200Fahrten

Tem

pera

tura

nstie

g [K

]

AZFR AZRS

Reduzierung der Ölerwärmung um: ca. 54 %ca. 54 %

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Moderne Technik im Aufzug

Energie-Effizienz nach VDI 4707 (seit März 2008 in Kraft)

Zielsetzung der Europäischen Union ist es● die Umwelt mit geringen Mengen an CO2 - Emissionen zu belastet

● bis 2020 Energieverbrauch um 20 % reduzieren

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Moderne Technik im Aufzug

Der Fahrkorb mit Tragrahmen (1)

um die Antriebsleistung noch weiter zu reduzieren muss das Gewicht bei vorhandener Stabilität verringert werden.

Hier kommt der hauseigene ALGI-Aufbau des Fahrkorbes in Leichtbautechnik mit ausgesprochenen funktionalen und robusten Merkmalen zum Tragen.

Fakten:

● Einfachladung 630 kg Fahrkorb● schlanke Modulbauweise von

Wände : Alu-Honigwabe, beschichtetDecke : V2A Korn 240Boden : GlattbelagBeleuchtung : Halogen-SpotsSockelleiste : Alu, eloxiert und Wände

● Einheitliches Türkonzept Fabrikat Meiller

Lösung: Classic LineClassic Line- Der neue Personenaufzug -

Made by ALGI / Germany

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Moderne Technik im Aufzug

Der Fahrkorb mit Tragrahmen (2)

basierend auf den bewerten Tragrahmen wird der Fahrkorb zielsicher durch den Schacht gehoben.

Typ ADH

Typ ADHD

Der so konzipierte Personenaufzug ist durch seine klare Struktur als Einfachladung oder Durchladung erhältlich.

Mit diesem Konzept wird der Nennlastbereich

450 kg, 630 kg, 1000 kg bis 1050 kg abgedeckt.

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Moderne Technik im Aufzug

Niedrige Schutzräume - Das Schachtgerüst mit Tragrahmen

Die raumsparende und clevere Lösung für Wohn- und Bürogebäude

● ohne Schachtkopf (SK = 2600mm)

● ohne Schachtgrube (SG = 400 mm)

● in Kombination der maschinenraum-losen und kompakten Bauweise von Antriebseinheit und Steuerung

Bei der Nachrüstung von Aufzugsanlagen gewährleisten die minimalen Schachtabmessungen den Planern und Architkten den Bestandsschutz des Gebäudes (z.B. EN 81-21).

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Schwelmer Symposium 2010 Dipl. Ing. (FH) Jörg Blumrich, Eltville / Rhein Seite 26

Moderne Technik im Aufzug

ZusammenfassungDer hydraulische Aufzug 2010 ist,

mit seinen verwendeten Komponenten im Antriebsbereich, der Gestaltung des Objektes und seines Aufstellungsortes, sowie unter Berücksichtigung der VDI 4707 und den branchengültigen Regelwerken

ein energiesparendes, leises und effizientes Fördermittel, welches dem technischen Stand folgt.

Im Vergleich zum Seilaufzug müssen● der Erstehungspreis,● die Montagekosten,● die Wartung und Servicearbeiten während der Lebenszeit der Anlage, sowie● die Nutzungsnebenkosten

mit berücksichtigt werden.

Einige Vorteile des Gesamtsystem- verringerte Leistungsaufnahme - verringerte Wärmeentwicklung- verringerte Geräuschentwicklung- einfacher Aufbau - geringe Montagezeiten- kompatibel mit allen Aufzugsteuerungen- kostengünstige Installation- geringer Verschleiß der Bauteile

weitere Vorteile des Gesamtsystem- kleinerer Anlaufstrom- kleinere Kabelquerschnitte- kleinerer Motor- kein Sanftanlaufgerät- kein teurer Ölkühler- keine Einstellschrauben- einfacher Leitungsbruchventiltest integriert- Möglichkeit der konstanten Leistungsaufnahme

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Für Ihre Aufmerksamkeitbedanke ich mich recht herzlich

und wünsche Ihnen noch einen angenehmen Aufenthalt.

Moderne Technik im Aufzug

Autor

Jörg Blumrich ist im Jahr 1965 in Wiesbaden geboren. Er startete seinen beruflichen Werdegang mit einer Ausbildung als Technischer Zeichner im hydraulischen Aufzugbau. Aufbauend absolvierte er ein Maschinenbau-Studium, Fachrichtung Konstruktionstechnik an der Fachhochschule Rheinland-Pfalz in Bingen am Rhein. Seit 1993 betätigt er sich im Bereich Aufzugtechnik und ist konstruktiver Mitarbeiter bei ALGI Alfred Giehl GmbH & Co. KG in Eltville, sowie seitdem VDI-Mitglied. Des weiteren ist er Referent beim VDI und der VfA-Akademie für die Unterrichtung nach VDI-Richtlinie 2168, Themenbereich „Mechanik“.