Acensores hidráulicos Blain

Eficiencia energética para (casi) todos

Elevadores hidráulicos: requisitos y soluciones actuales

La eficiencia energética está jugando un papel cada vez más importante en el diseño de ascensores hidráulicos. Como resultado, los variadores de frecuencia se han utilizado en estos ascensores durante bastante tiempo. Hasta este momento, sin embargo, ha habido una clara falta de soluciones simples, rentables y fiables. Un nuevo desarrollo conjunto de Blain Hydraulics y Yaskawa ahora está listo para cambiar las cosas para mejor.

Se sabe que los elevadores accionados hidráulicamente son una solución más efectiva para cargas más pesadas que los elevadores transportados por cable, y cuestan un 15% o 25% menos. También permiten soluciones altamente fiables y de bajo mantenimiento, pero solo pueden recorrer distancias limitadas (hasta alrededor de 18 m). Sin embargo, cuando considera que el 95% de los edificios del mundo tienen menos de seis pisos, y solo el 1% son de gran altura, el potencial de mercado de los ascensores para edificios más bajos se hace evidente rápidamente: el 40% del total actual de 10 millones de ascensores son de la variedad hidráulica y de 80.000 a 100.000 nuevos ascensores se instalan cada año.

Particularmente frente al aumento de los precios de la energía, la eficiencia energética se está convirtiendo en un factor cada vez más importante en la selección de componentes para nuevas instalaciones. Además, la gran cantidad de ascensores hidráulicos que ya están en funcionamiento ofrecen un enorme potencial de modernización, y la eficiencia energética también juega un papel central en este caso. En consecuencia, existe una gran necesidad de conceptos de accionamiento nuevos y eficientes, con un énfasis particular en aquellos para mejorar los ascensores hidráulicos existentes.

Vairadores de frecuencia y válvulas en ascensores hidráulicos

En los accionamientos hidráulicos estándar, la bomba siempre funciona a toda velocidad. El flujo de aceite y, por lo tanto, el movimiento de la jaula se gestionan únicamente a través de la válvula de control. La válvula y la electrónica de la válvula requerida pueden ser relativamente complejas. El control de derivación en la válvula hace que el aceite se caliente significativamente, lo que reduce su vida útil, puede necesitar enfriadores de aceite y tiene un impacto negativo en la calidad del viaje. El efecto de la temperatura del aceite en la calidad del viaje significa que a menudo se requieren ajustes de la válvula en diferentes épocas del año. La eficiencia energética de estos sistemas apenas cumple con los estándares actuales.

Por lo tanto, un paso importante y lógico en el camino hacia conceptos de accionamiento energéticamente eficientes para ascensores hidráulicos es el uso de variadores de frecuencia modernos. Las ventajas clave de estos sistemas son la disminución de los requisitos de capacidad del motor, el consumo de energía reducido y la conducción precisa y suave, incluso con cargas pesadas.

Hasta ahora, sin embargo, estos beneficios fueron contrarrestados por varias desventajas: por ejemplo, las inversiones iniciales para estos sistemas son bastante altas, al igual que los requisitos de planificación y mantenimiento. Además, los ascensores hidráulicos con variadores usan más energía durante la inactividad que sus contrapartes convencionales. Como resultado, los variadores de frecuencia ahora se usan solo para elevadores hidráulicos diseñados para cargas particularmente pesadas. Según las estimaciones actuales, la cifra ronda el 20% *. Los nuevos desarrollos técnicos están ampliando el área potencial de aplicación para soluciones energéticamente eficientes con variadores de frecuencia. Sin embargo, dos métodos opuestos han resultado ser callejones sin salida, el primero de ellos fue reducir la complejidad a costa del rendimiento. El segundo enfoque consistía en mejorar la calidad y la eficiencia del viaje mediante el uso de componentes adicionales cada vez más complicados, como sensores o codificadores, que hacen que el sistema sea complejo, más propenso a fallas y difícil de operar para los no expertos.

Controlador y variador de frecuencia como un conjunto compacto

La solución VVVF (frecuencia variable de voltaje variable) desarrollada por Blain Hydraulics y Yaskawa demuestra el potencial real de optimización, que se puede encontrar en la tecnología de accionamiento del variador y en la válvula de la unidad de control. Con esta solución, el área efectiva de aplicación de los variadores de frecuencia cubre aproximadamente el 70% de los elevadores hidráulicos del mundo en edificios residenciales con capacidades de motor de hasta 15 kW a nivel internacional y alrededor del 80% de los de Europa. La solución de paquete de eficiencia energética comprende la nueva válvula de control hidráulico EV4 de Blain y el nuevo variador de frecuencia L1000H de Yaskawa. Tanto las válvulas como el variador están disponibles en varios tamaños y diseños.

El motor se controla sin un codificador (bucle abierto). No se requiere un sensor de velocidad, que normalmente se monta directamente en el motor del tanque y, por lo tanto, constituye un factor de costo importante. Esto no solo simplifica el sistema, sino que también hace que la solución sea particularmente atractiva al renovar las unidades de potencia existentes.

Ventajas adicionales del nuevo concepto: el sistema simplemente requiere un sensor para registrar la temperatura del aceite. Según el valor medido, se pueden compensar todos los efectos negativos en la calidad de conducción resultantes de una temperatura variable del aceite. El sensor de sobrecalentamiento es fácil de instalar y relativamente duradero, lo que aumenta considerablemente la fiabilidad del sistema. A diferencia de los utilizados en sistemas anteriores con variadores de frecuencia, este sensor no requiere sensores de presión ni medidores de flujo adicionales. La válvula se acciona directamente a través del sistema de control de elevación, lo que elimina la necesidad de controles de válvula elaborados que no solo son propensos a fallas, sino que también requieren mucho tiempo para establecerse. Como resultado, incluso las válvulas de control existentes se pueden reemplazar con relativa facilidad con un nuevo EV4. Las válvulas mecánicas existentes de Blain se pueden adaptar como EV4 totalmente válidas y combinarse con un L1000H. La unidad de potencia y el sistema de control pueden continuar utilizándose.

Hardware de alto rendimiento

La piedra angular de esta solución es el variador L1000H, desarrollado especialmente para aplicaciones de elevación hidráulica: garantiza una velocidad exacta, una conducción muy cómoda y una alineación precisa cuando el ascensor llega a la parada, independientemente de la carga y la temperatura del aceite. Las duraciones y las propiedades de desplazamiento variables o la precisión de parada son prácticamente imperceptibles, independientemente de si el elevador lleva una carga máxima o una carga más ligera.

Gracias al accionamiento del variador, la corriente de entrada se reduce notablemente en comparación con el funcionamiento directo de la red. Esto hace que la solución sea ideal para las conexiones normales de edificios residenciales, que a menudo prohíben las corrientes de entrada altas.

La velocidad de la bomba se regula continuamente de modo que solo se proporciona el flujo de aceite requerido. No hay bypass de aceite. El aceite hidráulico no se calienta, lo que significa que se puede usar con más frecuencia y sin necesidad de refrigeradores de aceite.

Una desventaja de usar variadores en sistemas hidráulicos es que continúan consumiendo energía incluso cuando el sistema está en espera. También hay una solución para este problema: los variadores pueden simplemente apagarse después de un cierto periodo de inactividad y volverse a encender cuando sea necesario. Después de encenderlos, el sistema está listo para viajar en menos de dos segundos, lo que significa que los tiempos de espera son mínimos. La combinación de la válvula de control EV4 con el variador L1000H puede reducir el consumo de energía hasta en un 50%. Esto significa menores costos operativos, así como una contribución significativa a los edificios ecológicos.

Conclusión

Una nueva solución VVVF de bajo consumo para ascensores hidráulicos combina la válvula de control EV4 de Blain y el L1000H recientemente desarrollado por Yaskawa. El paquete es fácil de instalar y configurar, lo que lo hace ideal para actualizar los sistemas existentes. Con un trabajo de conversión mínimo, los ascensores con niveles de uso bajo a medio ahora también pueden beneficiarse de las ventajas de los variadores de frecuencia. En términos concretos, esto significa un ahorro de energía de hasta el 50%. Además, la solución es extremadamenten fiable y, por lo tanto, ofrece un rápido retorno de la inversión.