DE202022105370U1 - Improved energy efficient supply system for hydraulic elevator systems - Google Patents
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Abstract
Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch für ein hydraulisches Aufzugssystem (100) mit
einen Aufzugsschacht (10), in dem die Kabine (12) und alle konventionellen Komponenten untergebracht sind, die physikalisch dazu dienen, sie zu bewegen und/oder in einer Etage (P) anzuhalten;
ein Hydraulikaggregat (14), das das Öl im Inneren des Zylinders unter Druck setzt;
ein elektrisches Steuerpult (16), ausgestattet mit Hardware/Software (18), zur Steuerung und Verwaltung des Aufzugssystems (100);
eine unterbrechungsfreie Stromversorgung oder USV (20), die an die Hauptstromversorgungsleitung (L) angeschlossen ist und von der Schalttafel (16) des Aufzugs (100) gesteuert wird;
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalttafel (16) während der Aufstiegsphase der Kabine (12) die Hauptversorgungsleitung (L) am Eingang der USV (20) unterbricht und deren Aktivierung erzwingt und die Kabine (12) bewegt, ohne Strom aus der Hauptversorgungsleitung (L) zu beziehen.
Power supply system with improved energy consumption for a hydraulic elevator system (100) with
an elevator shaft (10) housing the car (12) and any conventional components physically used to move it and/or stop it at a floor (P);
a hydraulic unit (14) that pressurizes the oil inside the cylinder;
an electrical control panel (16) equipped with hardware/software (18) for controlling and managing the elevator system (100);
an uninterruptible power supply or UPS (20) connected to the main power supply line (L) and controlled by the control panel (16) of the elevator (100);
characterized in that during the ascent phase of the cabin (12) the control panel (16) cuts off the mains supply line (L) at the input of the UPS (20) and forces its activation and moves the cabin (12) without power from the mains supply line (L) to acquire.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Energieversorgungssystem für hydraulische Aufzugsanlagen.The present invention relates to an improved power supply system for hydraulic elevator systems.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Antriebssystem für Aufzüge vom Typ „Kolben“, einfach oder doppelt wirkend, teleskopisch (sowohl mit mechanischer als auch mit hydraulischer Synchronisation) und nicht teleskopisch, direkt wirkend (Verbindung direkt mit der Kabine) oder indirekt (mit Seilen oder Rollen), Druck oder Zug, das heißt, mittels einer Hydraulikpumpe, die durch Druckbeaufschlagung des Öls im Inneren eines Zylinders die Ausdehnung der Kolbenstange bewirkt und das System bewegt. Wenn die Kabine eine Etage hinauffahren muss, drückt die Hydraulikpumpe die Flüssigkeit in den Zylinder(n), so dass die Stange ausfährt; umgekehrt fährt die Kabine durch die Schwerkraft hinunter, wobei die Geschwindigkeit durch die Steuerung des Ölflusses aus dem Zylinder geregelt wird.In particular, the present invention relates to a drive system for elevators of the "piston" type, single or double-acting, telescopic (both with mechanical and hydraulic synchronization) and non-telescopic, direct-acting (connection directly to the car) or indirect (with Cables or pulleys), push or pull, i.e. by means of a hydraulic pump which, by pressurizing the oil inside a cylinder, causes the piston rod to expand and move the system. When the cabin needs to go up a floor, the hydraulic pump pushes the fluid into the cylinder(s) so the rod extends; conversely, the cabin descends by gravity, the speed being regulated by controlling the flow of oil from the cylinder.
Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Energieversorgungssystem während der Aufstiegsphase der Kabine von neuen und/oder bestehenden hydraulischen Aufzugssystemen.More particularly, the present invention relates to an improved power supply system during the car ascent phase of new and/or existing hydraulic elevator systems.
Bekanntlich werden öldynamische (oder hydraulische) Aufzugssysteme hauptsächlich im Wohnbereich eingesetzt, insbesondere in Gebäuden mit einer Höhe von weniger als 6 Stockwerken, die regelmäßig genutzt werden, und haben zahlreiche Vorteile
- • sie sind robust, einfach und leise;
- • sie ermöglichen einen sanfteren Start und eine bessere Ausrichtung auf die Etagenböden;
- • sie lasten dauerhaft auf dem Boden und belasten die Struktur des Gebäudes nicht;
- • sie benötigen kein Gegengewicht und nutzen die Abmessungen des Fahrbereichs voll aus;
- • sie können praktisch überall installiert werden, auch in bestehenden und zu renovierenden Gebäuden;
- • sie können auch im Falle eines Stromausfalls funktionieren und die Kabine wieder auf den Boden bringen;
- • der Maschinenraum kann über dem Aufzugsschacht und bei externer Aufstellung bis zu 10-15 Meter vom Fahrkorb entfernt sein;
- • sie verlangen nicht, dass ein Fachmann die Fahrgäste im Falle einer Panne oder einer ungenauen Halteposition befreit;
- • sie verursachen geringe Implementierungs- und Wartungskosten.
- • they are robust, simple and quiet;
- • they allow a smoother start and a better alignment with the floors;
- • they bear a permanent load on the ground and do not stress the structure of the building;
- • they do not require a counterweight and make full use of the dimensions of the driving area;
- • they can be installed practically anywhere, including in existing buildings and buildings to be renovated;
- • they can also function in the event of a power failure, bringing the cabin back to the ground;
- • the machine room can be above the elevator shaft and up to 10-15 meters away from the car when placed externally;
- • they do not require a professional to free passengers in the event of a breakdown or an inaccurate stopping position;
- • they cause low implementation and maintenance costs.
Trotz der vielen Vorteile sind Aufzüge dieser Art wegen ihres Energieverbrauchs und insbesondere wegen der Stromabnahme aus dem Stromnetz während der Aufstiegsphase umstritten. Die seit Jahrzehnten weitgehend unveränderte Technik dieser Aufzüge erfordert für eine Fahrt nämlich einen höheren Verbrauch als beispielsweise elektrische Aufzüge. Bei einem hydraulischen Aufzugssystem erfordert die Bewegung des Kolbens, der die gesamte Kabine mit ihrer gesamten Last anhebt, während der Aufstiegsphase eine bestimmte Menge an Energie, die dem Stromnetz entnommen werden muss; während der Abstiegsphase hingegen ist der Energieverbrauch gleich Null, da die Bewegung durch die Schwerkraft erfolgt und die Geschwindigkeit im Allgemeinen durch das Öffnen von Ventilen reguliert wird, die den Ölfluss aus dem Zylinder steuern, der durch elektromagnetische Spulen kontrolliert wird.Despite the many advantages, elevators of this type are controversial because of their energy consumption and in particular because of the power drawn from the mains during the ascent phase. The technology of these elevators, which has remained largely unchanged for decades, requires more consumption for a trip than, for example, electric elevators. In a hydraulic elevator system, during the ascent phase, the movement of the piston, which lifts the entire car with its entire load, requires a certain amount of energy to be drawn from the mains; during the descent phase, on the other hand, the energy consumption is zero because the movement is performed by gravity and the speed is generally regulated by opening valves that control the flow of oil from the cylinder, controlled by electromagnetic coils.
Während in der Aufstiegsphase die aus dem Netz entnommene Leistung proportional zur geforderten Last und Geschwindigkeit ist, d.h. mehrere kW beträgt, wird die Last in der Abstiegsphase durch Ventile mit Leistungen von normalerweise insgesamt unter 100 W gebremst.While in the ascent phase the power drawn from the network is proportional to the required load and speed, i.e. amounts to several kW, in the descent phase the load is slowed down by valves with powers normally totaling less than 100 W.
Da die Größe der Stromversorgungsleitungen und Stromzähler proportional zum Leistungsbedarf der zu versorgenden Geräte ist, führt der Betrieb des Hydrauliksystems während der Aufstiegsphase bekanntlich zwangsläufig zu einem Nachteil in Bezug auf den Energieverbrauch.As is well known, since the size of the power supply lines and electricity meters is proportional to the power requirements of the equipment to be supplied, the operation of the hydraulic system during the ascent phase inevitably results in a disadvantage in terms of energy consumption.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu überwinden, indem ein verbessertes Energieversorgungssystem für hydraulische Aufzugssysteme bereitgestellt wird, bei dem die von dem elektrischen Verteilungsnetz während des Aufstiegs abgeforderte Leistungsaufnahme nicht proportional zur Last und zur Geschwindigkeit ist.The aim of the present invention is to overcome this disadvantage by providing an improved power supply system for hydraulic elevator systems, in which the power consumption demanded of the electrical distribution network during ascent is not proportional to the load and to the speed.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch bereitzustellen, das auf bestehende hydraulische Aufzugssysteme angewendet werden kann.Another object of this invention is to provide a power supply system with improved energy consumption which can be applied to existing hydraulic elevator systems.
Nicht zuletzt ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch bereitzustellen, das einen konstanten und langlebigen Betrieb gewährleistet, ohne die Bau- und/oder laufenden Wartungskosten neuer und/oder bestehender hydraulischer Aufzugsanlagen zu beeinträchtigen.Last but not least, the aim of the present invention is to provide a power supply system with improved energy consumption, which ensures constant and long-lasting operation without affecting the construction and/or ongoing maintenance costs of new and/or existing hydraulic elevator systems.
Diese und andere Zwecke werden durch das Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch für hydraulische Aufzugsanlagen der vorliegenden Art gemäß der folgenden Ansprüche erreicht.These and other purposes are achieved by the power supply system with improved energy consumption for hydraulic elevators of the present type according to the following claims.
Die Merkmale des Stromversorgungssystems mit verbesserten Energieverbrauch für hydraulische Aufzugsanlagen dieser Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung, in der auf die beigefügten Zeichnungstabellen verwiesen wird, besser verständlich:
- - einen
Aufzugsschacht 10, in dem dieFahrkabine 12 und alle konventionellen Komponenten untergebracht sind, die ihn physisch bewegen und/oder in einer Etage P anhalten; - - ein
Hydraulikaggregat 14, das in der Lage ist, das Öl im Inneren des Zylinders unter Druck zu setzen; - - eine
elektrische Schalttafel 16, die mit Hardware/Software 18 ausgestattet ist, um dasSystem 100 zu steuern und zu verwalten; - - eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) 20, die an die Hauptstromversorgungsleitung L angeschlossen ist und von der
Schalttafel 16 desAufzugs 100 gesteuert wird.
- - an
elevator shaft 10 housing thecar 12 and all the conventional components that physically move it and/or stop it at a floor P; - - a
hydraulic unit 14 capable of pressurizing the oil inside the cylinder; - - an
electrical panel 16 equipped with hardware/software 18 to control and manage thesystem 100; - - an uninterruptible power supply (UPS) 20 connected to the main power supply line L and controlled by the
control panel 16 of theelevator 100.
Das Stromversorgungssystem für den Aufzug 100 sieht die Verwendung der USV 20 auf eine neue und andere Weise als die herkömmliche vor, wenn die Fahrkabine 12 aufsteigt. In der gängigen Praxis wird die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) nur bei einem Stromausfall des Verteilungsnetzes aktiviert, um die doppelte Funktion zu erfüllen
- - zur Beseitigung von Störungen in der Hauptversorgungsleitung L;
- - um die ordnungsgemäße Fortsetzung des Betriebs auch bei Stromausfall zu gewährleisten und vor Spannungseinbrüchen und Stromausfällen zu schützen, und zwar für eine Zeitdauer, die von der Ladung und Kapazität der angeschlossenen Batterien abhängt.
- - to eliminate interference in the main supply line L;
- - to ensure the correct continuation of operation even in the event of a power failure and to protect against voltage dips and blackouts, for a period of time that depends on the charge and capacity of the connected batteries.
Konventionell fungiert die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) daher unter allen Bedingungen, in denen das Verteilungsnetz aktiv ist, als Durchgangsleitung, die keinen Strom liefert, sondern bei Bedarf ihre eigenen Batterien auflädt.Conventionally, therefore, in all conditions in which the distribution network is active, the uninterruptible power supply (UPS) acts as a through line, not supplying power but charging its own batteries when needed.
Das Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sieht die gewollte Abschaltung der Hauptstromversorgungsleitung L am Eingang der USV 20 vor, um deren Aktivierung während der Aufstiegsphase der Kabine 12 zu bewirken, einer Phase, in der die aus dem Verteilernetz entnommene Strommenge proportional zur erforderlichen Last und Geschwindigkeit ist.The power supply system with reduced energy consumption, object of the present invention, provides for the intentional disconnection of the main power supply line L at the input of the
Wie aus
Nach dem Aufruf der Etage P, während des Aufstiegs der Kabine 12, unterbricht die Schalttafel 16 durch ein entsprechendes Signal den Auslösebefehl C der Stromversorgung des Schützes 22 und öffnet dessen Kontakte. Infolgedessen wird die Schalttafel 16 direkt von der USV 20 mit Strom versorgt, deren Versorgung aus dem Verteilernetz zwangsmäßig unterbrochen worden ist. Die USV 20 entnimmt die für die Bewegung der Kabine 12 benötigte Energie direkt aus den in ihr enthaltenen, zuvor aufgeladenen Batterien und stellt sie an ihrem Ausgang zur Verfügung, wodurch eine gut stabilisierte Wechselspannung ohne Versorgungsunterbrechung gewährleistet wird.After calling floor P, while the
Die Aufstiegsbewegung der Kabine 12 erfolgt daher ohne Strombezug aus der Hauptversorgungsleitung L.The ascent movement of the
Umgekehrt ermöglicht die Schalttafel 16 während der Stillstands- und Abstiegsphase der Kabine 12, dass die Hauptversorgungsleitung L sowohl die USV 20 als auch die Schalttafel 16 über die geschlossenen Kontakte des Schützes 22 versorgt, indem sie den Auslösebefehl C, der die Spule des Schützes 22 versorgt, nicht unterbricht.Conversely, during the standstill and descent phase of the
Die USV 20, die wieder direkt an die Hauptstromleitung L angeschlossen ist, lädt dann ihre Batterien wieder auf.The UPS 20, which is again connected directly to the main power line L, then recharges its batteries.
Da die für die Aufstiegsbewegung der Kabine 12 benötigte Leistung direkt von den Batterien der USV 20 und nicht von der Hauptstromversorgungsleitung L geliefert wird, können diese und der Zähler im Hinblick auf die Stromaufnahme während des Ladens der Batterien der USV 20 (ca. 600 W) und nicht im Hinblick auf die Leistung des Motors (ca. 3,5-4 kW) dimensioniert werden, was zu einer drastischen Verringerung ihrer Größe führt.Since the power required for the ascent movement of the
Das erfindungsgemäße Stromversorgungssystem, das auf der gewollten Aktivierung der USV 20 während der Aufstiegsphase, wenn mehr Leistung benötigt wird, und ihrer Deaktivierung während der Stopp- und Abstiegsphase, d.h. wenn der Motor nicht angetrieben wird, beruht, ermöglicht eine Verkleinerung der Stromversorgungsleitungen und Stromzähler, wodurch der Energieverbrauch der hydraulischen Aufzugssysteme verbessert wird. The power supply system according to the invention, based on the intentional activation of the
Darüber hinaus ist das Stromversorgungssystem mit verbessertem Energieverbrauch, wie es in dieser Erfindung beschrieben wird, nicht nur für neu gebaute hydraulische Aufzugsanlagen, sondern auch für bestehende Anlagen leicht anwendbar, sofern sie mit einem externen Bedienfeld ausgestattet sind.Furthermore, the power supply system with improved energy consumption as described in this invention is easily applicable not only to newly built hydraulic elevator equipment but also to existing equipment as far as they are equipped with an external control panel.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform zur Veranschaulichung und ohne Einschränkung beschrieben wurde, werden Modifikationen und Variationen für den Fachmann im Lichte der obigen Beschreibung offensichtlich sein. Die vorliegende Erfindung soll daher alle Änderungen und Varianten umfassen, die in den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche fallen.Although the invention has been described above with reference to an embodiment for purposes of illustration and not limitation, modifications and variations will become apparent to those skilled in the art in light of the above description. Therefore, the present invention is intended to embrace all modifications and variations that fall within the scope of the following claims.
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