Energiemanagement in vernetzten Aufzügen

Transkript

1 Energiemanagement g g in vernetzten Aufzügen

2 Energiemanagement g in vernetzten Aufzügen Schwelmer Symposium Juni 2010 BÖHNKE + PARTNER GmbH Steuerungssysteme Dipl. Ing. Jörg Hellmich Energiemanagement in vernetzten Aufzügen

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5 Ökologischer Fußabdruck; Grafik: University New Hampshire

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12 Was ist zu tun?

13 Bedarf senken!

14 Kyoto-Protokoll - Dezember 1997

15 Unterzeichnet und ratifiziert.

16 Normungen bei der ISO Arbeitsgruppe ISO/TC178/WG10 arbeitet t am ISO-Standard St d ISO Messung und Berechnung Angaben zur Klassifizierung der Anlagen bezüglich des Energieverbrauchs

17 Gültige EC-Direktiven EC-Richtlinie i 2002/91/EC Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (Energy Performance of Buildings, EPB).

18 Gültige EC-Direktiven EC-Richtlinie 2005/92/EC, Energy using Products (EuP), Öko-Design-Richtlinie

19 ELA WG Ecology & Energy Working Group E4-Projekt

20 In Deutschland VDI 4707

21 In Deutschland VDI 4707 Zur Ausstellung des Zertifikates werden herangezogen: Anzahl der Fahrten je Tag Fahrdauer je Tag Nennlast Stillstandsbedarf 10 min nach letzter Fahrt Fahrtbedarf bei einer definierten Testfahrt

22 Aktuell in Deutschland VDI

23 Aktuell in Deutschland VDI Beleuchtung Tableaus und Anzeigen Wirkungsgrade Türen Reibverluste im Schacht Türansteuerungen Wirkungsgrade Antrieb Standby elektronischer Komponenten Notrufgeräte Netzrückspeisungen

24 Aktuell in Deutschland VDI Beleuchtung Tableaus und Anzeigen Wirkungsgrade Türen Reibverluste im Schacht Türansteuerungen Wirkungsgrade Antrieb Standby elektronischer Komponenten Notrufgeräte Energiemodies: - betriebsbereit b b it - soft off (2 s) - ausgeschaltet (60 s) Netzrückspeisungen

25 Auswerten

26 Verbrauchsübersicht Grundbedarf - Überwachung/Notruf Stillstandsverbrauch - Netzteile - Umrichter - Steuerung - Türsteuergerät - Anzeigen - Lastmesseinrichtung Fahren - Quittierung der Rufe - Sprachansagen, Etagenstands-, Weiterfahrts-, Fahrtrichtungsanzeigen g - Kabinenbeleuchtung - Antrieb - Türantrieb, Riegelmagnet, Bremse - Fahrkorbbelüftung

27 Energiebedarf mit leerer Kabine

28 Tür sc chließen beschleunigen Fahrt aufwärts verzögern Tür öf ffnen Tür schließen beschl leunigen Fahrt abwärts verzögern Tür öffnen Energiebedarf mit leerer Kabine

29 Energiebedarf mit leerer Kabine

30 Tür schl ießen beschle unigen Fahrt aufwärts Rückspeisung verzögern Tür öffnen Tür schließen beschleunigen Fahrt abwärts verzöger rn Tür öffnenn

31 Tür schließen beschleunigen verzögern Tür öf ffnen Kurze Fahrt Tür schließen beschleunigen Fahrt abwärts Lange Fahrt verzögern Tür öffnen Energiebedarf mit leerer Kabine

32 Tür schließen beschleunigen Fahrt abwärts Null llast verzögern Tür öf ffnen Tür schließen beschl leunigen Fahrt abwärts Mit Last verzögern Tür öffnen

33 Datenbasis Verbrauchsübersicht aus: Schlussbericht Forschungsprojekt im Auftrag des Bundesamtes für Energie, Jürg Nipkow (S.A.F.E., Zürich 2005)

34 Hochrechnung Hochrechnung h auf Basis des Forschungsprojekts im Auftrag des Bundesamtes für Energie, Jürg Nipkow (S.A.F.E., Zürich 2005) Die Hochrechnung ergibt für die Aufzüge in Deutschland einen Energiebedarf ebeda von 1300 GWh. Davon gehen e ca. 755 GWh zu Lasten des Stillstandverbrauchs.

35 Übersicht Energiebedarf im Standby Kabinenlicht ständig an Türen ständig bestromt Steuerung Frequenzumrichter Außentableaus Kabinentableau Anzeigen Stand/Richtung Lichtgitter Aufzüge nach dem aktuellen Stand der Technik ohne Optimierung des Energiebedarfs

36 Maßnahmen

37 Maßnahmen 1. Grundbedarf 2. Fahrtbedarf 3. Stillstandsbedarf

38 Tür sc chließen beschleunigen Fahrt aufwärts verzögern Tür öf ffnen Tür schließen beschl leunigen Fahrt abwärts verzögern Tür öffnen Energiebedarf mit leerer Kabine

39 Netzteile

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41 25 W 17 W 5 W 3-5 W h h h h

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43 Moderne Frequenzumrichter

44 Rückspeisung Tür schließen beschleunigen Fahrt aufwärts verzögern Tür öffnen Rückspeisung Tür schließen beschleunigen Fahrt abwärts verzöger rn Tür öffnenn

45 Rückspeisung Stillstandsbedarf! Tür schließen beschleunigen Fahrt aufwärts verzögern Tür öffnen Rückspeisung Tür schließen beschleunigen Fahrt abwärts verzöger rn Tür öffnenn

46 Einzelaufzug

47 2er Gruppe

48 3er Gruppe

49 3er Gruppe

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51 Elektronisch geregeltes Ventil Hydraulischer Aufzug mit Umrichter

52 Wärme erhitzt das Öl Wärme wird über Umrichter abgeführt

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55 Stillstandsbe edarf

56 St illstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Ei nschalten

57 St illstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Türantrieb aus Hauptantrieb aus St euerung aus Ei nschalten

58 St illstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Türantrieb aus Hauptantrieb aus St euerung aus Ei nschalten BlueModus C

59 St illstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Türantrieb aus Hauptantrieb aus St euerung aus Ei nschalten BlueModus C BlueModus B BlueModus A

63 Wirtschaftlichkeit

64 Stillstandsbedarf 1W = 1, pro Jh Jahr

65 Stillstandsbedarf 200 W = 315 pro Jh Jahr

66 Stillstandsbedarf Aufzüge in Deutschland 755 GW = pro Jh Jahr

67 Reduzierung des Stillstandbedarfs 60%

73 Beispiel einer Nachrüstung 1. Messen Aufzugshersteller: Hopman Köln Standort: Industrieweg 13, Bergisch Gladbach Aufzugsmodell: Lastenaufzug Fabrikat Nr Aufzugsart: Seilaufzug Nennlast: 4400 kg Nenngeschwindigkeit: 0,5 m/s Fahrtenzahl pro Tag: < 100 Fahrzeit pro Tag: < 0,5 h E Fahren : 21 Wh E Stillstand : 485 Wh Energiekosten/Jahr: 929 ohne BlueModus Energieeffizienzklasse C

74 Beispiel einer Nachrüstung 2. Analysieren / Bewerten / Denken E Fahren (21 Wh) ist optimal Bei nur 100 Fahrten pro Tag ist eine Rückspeisung nicht sinnvoll. E Stillstand (485 Wh) ist katastrophal hier muss angesetzt werden Hauptverbraucher im Stillstand: Kabinenlicht, Infodisplay in der Kabine Die Standardfunktionen Kabinenlicht in Ruhe aus + Signale in Ruhe aus reichen nicht aus, um den Stillstandsbedarf signifikant zu reduzieren. -> Energiesparschütz ist nötig

75 Beispiel einer Nachrüstung 3. Sinnvolle Nachrüstung mit BlueModus BlueModus Energiesparschütz schaltet alle im Stillstand nicht benötigten Verbraucher ab (Umrichter, Kabinenelektronik, Infodisplay, ). Intelligente Steuerungssoftware weckt den Aufzug bei Bedarf Nach der Umrüstung E Stillstand : 65 Wh mit BlueModus Energieeffizienzklasse A

76 Beispiel einer Nachrüstung 4. Kostenübersicht Material für die Umrüstung: 326 Arbeitsaufwand für die Umrüstung: 295 Ersparnis nach der Umrüstung: 640 /Jahr Die Kosten für die Umrüstung amortisieren sich nach 354 Tagen! Zusätzlich - positiver Effekt für die Umwelt - Verbesserung der Energiebilanz des Gebäudes - Senkung der Nebenkosten - Wertsteigerung der Immobilie -Imagegewinn

77 Einschalten Reduzierung durch Vernetzung Ohne Soft off Stillstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Türantrieb aus Hauptantrieb aus Steuerung aus

78 Einschalten betriebsbereit Reduzierung durch Vernetzung Ohne Soft off Stillstandsbedarf Licht + Signale + Display aus Türantrieb aus Hauptantrieb aus Steuerung aus

79 Reduzierung durch Vernetzung Ohne Soft off halt Licht + Signale + Türantrieb aus Hauptantrieb aus Display aus Steuerung aus Einschalten betriebsbereit

80 Einzelaufzug 7 Minuten

81 Reduzierung durch Vernetzung Soft off

82 lten betriebsbereit Reduzierung durch Vernetzung Soft off halt oft Off Einscha Max. 2 Sekunden S

83 Reduzierung durch Vernetzung Aufzug Nutzungskategorie Stunden Fahrzeit pro Tag Ø Stillstandszeit 22,5 Stunden pro Tag Ohne Energiesparschaltung 24 Stunden x 200 W = 4,8 kwh ~ 315

84 Reduzierung durch Vernetzung Aufzug Nutzungskategorie Stunden Fahrzeit pro Tag Ø Stillstandszeit 22,5 Stunden pro Tag Ohne Energiesparschaltung Ohne Soft off nur Nachts aus 24 Stunden x 200 W ca. 16 Stunden x 200 W + ca. 8 Stunden x 64 W = 4,8 kwh ~ 315 = 3,71 kwh ~ 243

85 Reduzierung durch Vernetzung Aufzug Nutzungskategorie Stunden Fahrzeit pro Tag Ø Stillstandszeit 22,5 Stunden pro Tag Ohne Energiesparschaltung 24 Stunden x 200 W = 4,8 kwh ~ 315 Ohne Soft off nur Nachts aus ca. 16 Stunden x 200 W + ca. 8 Stunden x 64 W = 3,71 kwh ~ 243 mit Soft off Nach jeder Fahrt aus ca. 1,5 Stunden x 200 W + ca.14,5 Stunden x 127 W + ca. 8 Stunden x 11 W = 222kWh 2,22 ~ %

86 3er Gruppe Tag

87 3er Gruppe Nacht = Einzelaufzug

88 3er Gruppe Nacht = Einzelaufzug 20 Uhr 6 Uhr = 10 Stunden x 2 Aufzüge x 194 W Ersparnis/Tag = 0,70 Ersparnis/Jahr = 255

89 Reduzierung durch Vernetzung Beispiel Krankenhaus 3 Personenaufzüge 6,5 kw + 3 Bettenaufzüge 19 kw als 6er Gruppe Ward-Leonard 240 Fahrten/Stunde

90 Reduzierung durch Vernetzung

91 Reduzierung durch Vernetzung Nachteil: 6 x Kosten für Rückspeiseeinrichtung 6 x Stillstandsverbrauch der Rückspeiseeinrichtung

92 Reduzierung durch Vernetzung Einsparung lt. Berechnung ca. 7'000 kwh pro Bettenlift bei rund 540'000 Fahrten/Jahr + reduzierter Aufwand für Klimatisierung