การใช้พลังงานของลิฟต์อาคารก่อสร้างนี้เปรียบเทียบกับรอกก่อสร้างระบบไฮดรอลิกอย่างไร

เมื่อเปรียบเทียบการใช้พลังงาน แร็คแอนด์พิเนียน ลิฟท์ก่อสร้างอาคาร ใช้พลังงานน้อยกว่ารอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกอย่างมาก - ปกติจะใช้ ไฟฟ้าลดลง 30% ถึง 50% เกินรอบการทำงานที่เท่ากัน ความแตกต่างนี้ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย ในโครงการขนาดใหญ่ที่ใช้รอกก่อสร้างสองตัวพร้อมกันในช่วง 18 เดือน การประหยัดต้นทุนด้านพลังงานอันเนื่องมาจากการเลือกลิฟต์ในอาคารก่อสร้างแทนทางเลือกแบบไฮดรอลิกสามารถทำได้เกินกว่า 20,000 ยูโร . เหตุผลอยู่ที่ความแตกต่างพื้นฐานว่าแต่ละระบบแปลงอินพุตไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่ในแนวตั้งอย่างไร และแต่ละระบบสามารถกู้คืนหรือกระจายพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการทำงาน

แต่ละระบบใช้พลังงานอย่างไร: ความแตกต่างทางกลหลัก

ลิฟต์ก่อสร้างที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกแร็คแอนด์พิเนียนจะแปลงพลังงานไฟฟ้าโดยตรงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนผ่านมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งจะขับเคลื่อนเฟืองพิเนียนไปตามชั้นวางเสาคงที่ เส้นทางพลังงานนั้นสั้นและมีประสิทธิภาพสูง: มอเตอร์ → กระปุกเกียร์ → พีเนียน → การยกแนวตั้ง ลิฟต์อาคารก่อสร้างสมัยใหม่ที่ติดตั้งไดรฟ์แปลงความถี่ (VFD) บรรลุประสิทธิภาพของมอเตอร์ 90% ถึง 95% ภายใต้สภาวะโหลดทั่วไป

รอกก่อสร้างไฮดรอลิกทำงานบนหลักการพื้นฐานที่แตกต่างกัน มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิก ซึ่งจะเพิ่มแรงดันของของไหลเพื่อกระตุ้นกระบอกสูบหรือมอเตอร์ไฮดรอลิกที่จะเคลื่อนกรง การแปลงพลังงานสองขั้นตอนนี้ จากไฟฟ้าไปเป็นไฮดรอลิกเป็นเครื่องกล ทำให้เกิดการสูญเสียแบบทบต้นในแต่ละขั้นตอน โดยทั่วไปประสิทธิภาพของระบบไฮดรอลิกจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 60% ถึง 75% ซึ่งหมายความว่าทุกๆ 100 kWh ที่ดึงออกมาจากโครงข่าย จะมีเพียง 60 ถึง 75 kWh เท่านั้นที่ทำงานยกที่มีประโยชน์ พลังงานที่เหลืออยู่จะสูญเสียไปเป็นความร้อนในน้ำมันไฮดรอลิก แรงเสียดทานของปั๊ม การควบคุมวาล์ว และความต้านทานของท่อ

การเปรียบเทียบการดึงกำลัง: ลิฟต์ในอาคารก่อสร้างกับรอกไฮดรอลิก

หากต้องการระบุช่องว่างด้านประสิทธิภาพในแง่ที่เป็นรูปธรรม ให้พิจารณาระบบรอกที่เทียบเคียงได้สองระบบ ได้แก่ รอกก่อสร้าง SC200 และรอกก่อสร้างไฮดรอลิกระดับกลาง ทั้งสองระบบรับน้ำหนักบรรทุก 2,000 กก. ที่ความเร็วการยกประมาณ 36 ม./นาที SC200 เป็นลิฟต์ก่อสร้างแบบแร็คแอนด์พิเนียนที่นำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้:

ช่องว่างพลังงานสแตนด์บายสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ รอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกจะต้องหมุนเวียนหรือรักษาของเหลวที่มีแรงดันอย่างต่อเนื่องแม้ว่ากรงจะอยู่กับที่และสิ้นเปลืองก็ตาม 3 ถึง 6 kW ในช่วงที่ไม่ได้ใช้งาน . ในสถานที่ก่อสร้างทั่วไปที่มีเวลาว่าง 30% เพียงอย่างเดียว จะทำให้ค่าไฟฟ้าที่ไม่จำเป็นเพิ่มขึ้นหลายร้อยยูโรต่อเดือน

การเบรกแบบรีเจนเนอเรทีฟ: ข้อดีเฉพาะของลิฟต์ในอาคารก่อสร้าง

ข้อดีด้านพลังงานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของลิฟต์ในอาคารก่อสร้างสมัยใหม่คือความสามารถในการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ในระหว่างการลงโดยการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ เมื่อกรงที่รับน้ำหนักเคลื่อนลงด้านล่าง มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยแปลงพลังงานจลน์และพลังงานศักย์กลับเป็นไฟฟ้าที่ป้อนเข้าแหล่งจ่ายไฟของอาคาร หรือใช้เพื่อชดเชยพลังงานที่ดึงมาจากอุปกรณ์อื่นๆ ในไซต์งาน

ในทางปฏิบัติ การเบรกแบบจ่ายพลังงานซ้ำบนลิฟต์ก่อสร้างที่ติดตั้ง VFD จะสามารถฟื้นตัวได้ 15% ถึง 25% ของพลังงานที่ใช้ทั้งหมด ตลอดวันทำการเต็ม ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของทางลงที่บรรทุกต่อทางขึ้นที่บรรทุก ในโครงการสูงระฟ้าที่สูงกว่า 150 ม. ซึ่งกรงเปล่าจะขึ้นบ่อยครั้งและกรงที่รับน้ำหนักลงมาโดยถอดวัสดุหรืออุปกรณ์ออก อัตราการนำพลังงานกลับคืนมาที่จุดสิ้นสุดที่สูงกว่าของช่วงนี้จะเกิดขึ้นเป็นประจำ

รอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกไม่มีกลไกที่เทียบเท่ากัน โหลดจากมากไปหาน้อยจะถูกควบคุมโดยการควบคุมปริมาณการไหลของไฮดรอลิกผ่านวาล์วระบายแรงดัน โดยแปลงพลังงานศักย์ทั้งหมดเป็นความร้อนภายในของไหลไฮดรอลิกโดยตรง ความร้อนนี้จะต้องได้รับการจัดการอย่างแข็งขันผ่านระบบทำความเย็น ซึ่งในตัวเองต้องใช้ไฟฟ้าเพิ่มเติม ซึ่งจะเป็นการขยายช่องว่างพลังงานระหว่างรอกก่อสร้างประเภทนี้กับรอกแบบปีกนกแบบไฟฟ้า

ประสิทธิภาพในสภาพอากาศหนาวเย็นและต้นทุนพลังงานที่ซ่อนอยู่ของรอกไฮดรอลิก

ในสภาพอากาศหนาวเย็น — รวมถึงพื้นที่ส่วนใหญ่ของยุโรปเหนือ แคนาดา และไซต์งานบนพื้นที่สูง — รอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกมีค่าใช้จ่ายพลังงานแอบแฝงเพิ่มเติม ซึ่งแทบจะไม่ได้นำมาพิจารณาในการตัดสินใจจัดซื้อเบื้องต้น:

• การทำความร้อนล่วงหน้าของของไหล: น้ำมันไฮดรอลิกจะต้องมีความหนืดในการทำงานขั้นต่ำก่อนที่รอกจะทำงานได้อย่างปลอดภัย ในอุณหภูมิต่ำกว่า 5°C การอุ่นของเหลวล่วงหน้าสามารถทำได้ 20 ถึง 45 นาที และดึงกระแสไฟต่อเนื่อง 3 ถึง 8 กิโลวัตต์ในช่วงเวลานั้น
• การสูญเสียประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับความหนืด: น้ำมันไฮดรอลิกที่เย็นและหนาจะเพิ่มความต้านทานของปั๊ม ทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลงอีก 5% ถึง 15% เมื่อเทียบกับการทำงานที่อุณหภูมิของเหลวที่เหมาะสมที่สุด
• รอบการเปลี่ยนของเหลว: การหมุนเวียนด้วยความร้อนจะทำให้น้ำมันไฮดรอลิกเสื่อมสภาพเร็วขึ้น โดยทั่วไปแล้วจะต้องเปลี่ยนของเหลวทั้งหมดทุกครั้ง 2,000 ถึง 3,000 ชั่วโมงการทำงาน — ต้นทุนทางอ้อมที่ก่อให้เกิดของเสียอันตรายที่ต้องกำจัดอย่างเหมาะสม

รอกก่อสร้างแบบแร็คแอนด์พีเนียนที่ใช้ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าจะไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิแวดล้อมในลักษณะเดียวกัน มอเตอร์ไฟฟ้าและตัวควบคุม VFD ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และไม่จำเป็นต้องทำความร้อนของเหลวล่วงหน้า ตัวอย่างเช่นลิฟต์ก่อสร้าง SC200 ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานต่อเนื่องในอุณหภูมิตั้งแต่ -20°ซ ถึง 40°ซ โดยไม่มีการลดหย่อนพลังงานในการอุ่นเครื่อง — เป็นข้อได้เปรียบในการดำเนินงานที่ชัดเจนในสถานที่ก่อสร้างในฤดูหนาว ซึ่งระบบไฮดรอลิกมักจะสูญเสียเวลาในการผลิต 30 ถึง 60 นาทีในแต่ละเช้า

การปฏิบัติตามข้อกำหนดคาร์บอนฟุตพริ้นท์และอาคารสีเขียว

ความแตกต่างในการใช้พลังงานแปลโดยตรงไปสู่การปล่อยก๊าซคาร์บอน ซึ่งมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นกับการปฏิบัติตามโครงการตามมาตรฐานอาคารสีเขียว เช่น LEED, BREEAM และข้อกำหนดการจัดการสิ่งแวดล้อม ISO 14001

โดยใช้ปัจจัยการปล่อยกริดยุโรปโดยเฉลี่ยของ 0.233 กก. CO₂ ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (Eurostat 2023) ความแตกต่างประจำปีของคาร์บอนระหว่างลิฟต์ในอาคารก่อสร้างและรอกก่อสร้างไฮดรอลิกที่เทียบเท่ากัน — ขึ้นอยู่กับตัวเลขพลังงานในตารางที่ 1 — มีค่าประมาณ 800 ถึง 1,400 กก. CO₂ ต่อรอกต่อปี . ในโครงการที่ใช้รอกสี่ตัวในโปรแกรมสร้างสองปี ผลต่างสะสมเกินกว่า CO₂ 6 ตัน — ตัวเลขที่เป็นสาระสำคัญสำหรับการให้คะแนนการรับรองสีเขียวและการรายงาน ESG ของผู้รับเหมา

นอกจากนี้ ระบบไฮดรอลิกยังมีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมจากการรั่วไหลของของไหล ท่อไฮดรอลิกเส้นเดียวที่ขัดข้องสามารถปล่อยน้ำมัน 20 ถึง 50 ลิตรลงที่ไซต์งาน ก่อให้เกิดทั้งอันตรายจากการปนเปื้อนและเหตุการณ์ด้านกฎระเบียบ - ต้นทุนและหนี้สินที่ไม่ใช้กับลิฟต์ก่อสร้างไฟฟ้า เช่น SC200

ในกรณีที่รอกไฮดรอลิกยังคงมีข้อได้เปรียบ

แม้ว่าประสิทธิภาพในการใช้พลังงานจะต่ำกว่า แต่รอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกยังคงรักษาข้อได้เปรียบเฉพาะกรณีการใช้งานไว้ ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการในบางสถานการณ์:

• การใช้งานแนวราบ (ต่ำกว่า 20 ม.): สำหรับลิฟต์ระยะเดินทางระยะสั้นบนโครงสร้างชั้นเดียวหรือสองชั้น รอกไฮดรอลิกจะมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งล่วงหน้าที่ต่ำกว่าและการตั้งค่าที่ง่ายกว่า ซึ่งช่วยชดเชยข้อเสียด้านพลังงานในการปฏิบัติงานได้บางส่วน
• การใช้งานชั่วคราวหรือความถี่ต่ำ: เมื่อรอกก่อสร้างทำงานเพียง 2 ถึง 3 ชั่วโมงต่อวัน ช่องว่างต้นทุนพลังงานสะสมจะแคบลงจนถึงจุดที่อาจไม่เหมาะสมกับต้นทุนพรีเมียมของระบบลิฟต์ก่อสร้างแบบเต็มรูปแบบ
• ไซต์ที่ไม่มีไฟฟ้าสามเฟสที่เชื่อถือได้: รอกไฮดรอลิกสามารถกำหนดค่าให้ทำงานโดยใช้ไฟเฟสเดียวหรือชุดไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซล ทำให้สามารถใช้งานได้ในพื้นที่ห่างไกลซึ่งไฟฟ้าจากโครงข่ายไม่มีหรือจำกัด
• โหลดรอบเดียวที่หนักมาก: ระบบไฮดรอลิกสามารถส่งแรงยกที่สูงมากพร้อมการกำหนดค่าทางกลที่เรียบง่ายกว่า ซึ่งสามารถเป็นประโยชน์สำหรับงานเฉพาะทางในการยกของหนักซึ่งแรงสูงสุดมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน

ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ: พลังงานเป็นปัจจัยในการตัดสินใจ

เมื่อทีมจัดซื้อประเมินอุปกรณ์ขนส่งตามแนวตั้งโดยพิจารณาจากราคาซื้อหรือค่าเช่าเพียงอย่างเดียว รอกไฮดรอลิกมักจะดูแข่งขันได้ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ซึ่งคำนึงถึงพลังงาน การบำรุงรักษา การเปลี่ยนของเหลว และเวลาหยุดทำงาน มักจะสนับสนุนลิฟต์ก่อสร้างมากกว่ารอกก่อสร้างไฮดรอลิกสำหรับโครงการระยะกลางถึงระยะยาว

คำแนะนำการปฏิบัติสำหรับการเลือกอุปกรณ์ที่คำนึงถึงพลังงาน

สำหรับทีมงานโครงการที่ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการเลือกรอก เกณฑ์ต่อไปนี้ควรเป็นแนวทางในการตัดสินใจ:

1. ระบุ ลิฟต์ก่อสร้างที่ติดตั้งระบบ VFD — SC200 เป็นตัวอย่างที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของหมวดหมู่นี้ — สำหรับโครงการใดๆ ที่มีความสูงเกิน 30 ม. หรือในระยะเวลา 6 เดือน ซึ่งการประหยัดพลังงานจะชดเชยค่าพรีเมียมของอุปกรณ์มากกว่ารอกก่อสร้างไฮดรอลิก
2. ขอผู้ผลิต ตัวเลขการใช้พลังงานจำเพาะ (kWh ต่อตัน-เมตรที่ยก) เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างรอกก่อสร้างกับทางเลือกไฮดรอลิกได้
3. ปัจจัยใน ดึงพลังงานสแตนด์บาย เมื่อคำนวณงบประมาณด้านพลังงาน นี่คือจุดที่รอกไฮดรอลิกมีประสิทธิภาพต่ำกว่าอย่างสม่ำเสมอและมองเห็นส่วนต่างต้นทุนรายวันได้มากที่สุด
4. สำหรับพื้นที่ที่มีอากาศหนาวเย็น ให้ใช้ a โทษด้านพลังงาน 10% ถึง 20% ไปจนถึงการประมาณการใช้รอกไฮดรอลิกเพื่อพิจารณาถึงการสูญเสียความร้อนและความหนืดของของไหล
5. หากการรับรองอาคารสีเขียวเป็นข้อกำหนดของโครงการ ให้บันทึกส่วนต่างของการใช้พลังงานและการประหยัด CO₂ ที่เกี่ยวข้องจากการใช้ลิฟต์ก่อสร้างบนรอกไฮดรอลิกเป็นส่วนหนึ่งของการรายงานความยั่งยืนของโครงการ

ข้อได้เปรียบด้านการใช้พลังงานของลิฟต์ในอาคารในการก่อสร้างเหนือรอกก่อสร้างแบบไฮดรอลิกนั้นมีความสำคัญ สม่ำเสมอ และมีเอกสารประกอบที่ดี ด้วย ลดการใช้ไฟฟ้าต่อรอบการทำงาน 30% ถึง 50% ลิฟต์ก่อสร้างแบบแร็คแอนด์พีเนียน — ซึ่งมีตัวอย่างจากรอกก่อสร้าง SC200 ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย — เป็นตัวเลือกที่ประหยัดพลังงานมากกว่าอย่างชัดเจนสำหรับการใช้งานการขนส่งแนวตั้งส่วนใหญ่ในไซต์งาน, การดึงพลังงานสำรองเพียงเล็กน้อย, การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่เป็นทางเลือก และไม่มีการสูญเสียประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับของเหลว สำหรับทีมงานโครงการที่ดำเนินงานในตลาดที่คำนึงถึงราคาพลังงาน การดำเนินการตามใบรับรองสีเขียว หรือการจัดการโปรแกรมสร้างหลายปี การเลือกลิฟต์ในอาคารสำหรับการก่อสร้างเหนือรอกไฮดรอลิกไม่ได้เป็นเพียงการตัดสินใจด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังเป็นการตัดสินใจทางการเงินที่ดี