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승강기 스마트 절전 노하우Ⅴ

스마트 절전 운행 효율 극대화

 

그 동안 승강기를 통한 다양한 절전의 방법들을 알아보았다. 연재 마지막인 이번 호에서는 승강기의 프리미엄 전동기와 군관리 시스템, 디스플레이 장치 및 기타 친환경 기술에 의한 에너지 절약의 방법들을 모색해 보고자 한다.


■ 글 / 김만건 (e+에너지화재연구소 대표/기술사)

 

 

고효율 및 프리미엄 전동기 채택

일반 전동기는 전기에너지를 이용하여 동력을 만드는 과정에서 권선과 철심에서 발생하는 손실로 인해 전체 출력의 15% 정도는 열로 소모되고 나머지 85%만 동력을 발생시킨다. 이에 반해 고효율 전동기는 손실이 적은 재료를 사용하여 손실로 인한 전력소모는 10%, 동력발생은 90%로 기존 전동기보다 효율을 5% 이상 높일 수 있다. 고효율 전동기 가격은 초기 구매 시 일반 전동기보다 10~20% 이상 비싸지만, 1년~2년만 사용하면 초기 투자비용을 회수할 수 있고, 1~2년 이후부터는 전기에너지를 절감함으로써 전기요금을 절약할 수 있다. 고효율 전동기의 특징은 절전 효과, 수명 연장, 저소음, 높은 경제성, 호환성 등이다.

 

 

우리나라는 2015년부터 고효율 전동기보다 2~3% 정도 효율이 더 높은 프리미엄급 고효율전동기 사용을 단계별로 의무화하여 2017년부터 모든 전동기를 프리미엄전동기로 교체해 나갈 계획이다.


① 전동기 수명은 10~15년이므로 투자 회수 기간 이후 사용자에게 순이익이 되므로 투자 경제성이 높다.
② 고효율 삼상 유도전동기의 경우 일반전동기 대비 5~10% 에너지 절감 할 수 있으며, 프리미엄전동기를 사용할 경우 고효율 전동기보다 2~3% 효율이 좋은 전동기를 사용할 경우 더 많은 전기에너지를 절전할 수 있을 뿐만 아니라 야간 정숙운행이 가능하다.
③ 고효율 롤러 가이드 슈 사용으로 에너지를 절약한다.

 

목적층 선택제어 및 군관리 시스템(Group Control System) 목적층 선택제어 장치(DSC; Destination Selection Control)를 설치하여 운행효율 극대화로 15~20%의 에너지를 절감시킨다. 기존 그룹제어 기능보다 훨씬 향상된 시스템으로 승객이 승강장에서 승강기 탑승 전에 입력장치를 통해 행선(목적)층을 입력하면 제어장치는 승객을 목적층으로 가장 빨리 이동시켜줄 호기(car)에다 콜을 할당하여 승객을 목적층으로 신속하게 이동시키는 시스템이다. 이는 운행효율을 극대화하여 효율을 향상시키고 에너지를 절감하는 기술이다.


㉮ 카 내에서 행선(목적)층 버튼 등록할 필요 없음.
㉯ 목적층 등록 실수 취소기능 및 만원 통과 운행.
㉰ 고장버튼(박힌 버튼 등) 검출 및 통과운전.
- 특정층 버튼이 고장으로 계속 눌러져 있는 경우 이를 감지하고 분리하여 다른 층 부름에 대응하여 절전 및 고객 불편 최소화.

 

이 외에 여러 대의 엘리베이터를 그룹으로 묶어 인공지능을 활용하여 목적층에 도착하는 시간을 최소화시키고 운행 효율을 극대화하여 에너지 절감한다.

 

 

 

도어 타임 디스플레이 장치 채택

도어의 닫힘 시간을 디지털로 안내하여 고객이 준비할 수 있도록 알려주며, 닫힘 대기시간 조절기능으로 에너지를 절약(대기시간 최소화)한다. 또한 많은 짐을 싣거나 내릴 때 도어의 불필요한 구동을 사전에 방지하여 에너지를 절감함과 동시에 부품의 수명을 연장한다.

 

클립리스 제어를 통하여 최적의 주행상태로 전력과 시간 절약

 

인버터에 층고 데이터 저장 후 최적의 감속시점을 컨트롤러에 인식하게 하여 착상구간에 도달함과 동시에 감속상태가 종료되므로 클립을 없앨 수 있다. 클립(Clip)이란 엘리베이터가 착상구간에 도달하기 전 감속상태가 끝남으로 남은 거리를 일정속도로 진행하는 상태. 클립구간이 길면 주행시간 증가로 전력사용량이 늘어나고 승객들의 지루함을 유발한다.

 

[그림 1] 클립리스(Clipless) 제어

 

 

멀티 빔 센서(Multi-beam Sensor)

비 접촉식으로 승객의 움직임을 감지하여 자동으로 문이 열리게 함으로써 안전사고를 예방한다.

 

 

친환경 기술(Eco-friendly Technology)

전력소비량을 획기적으로 절감하여 화석 연료의 소비량을 줄여준다.

 

 

전자접촉기를 절전형으로 선택하여 전기에너지 절감

절전형 전자접촉기는 전원 투입 시 코일에 전류 인가(20ms 이내) 후 영구자석의 홀딩력(holding force)으로 투입 상태 유지하므로 기존 솔레노이드 타입의 전자접촉기와 비교하여 전력 소모량을 약 95% 절감할 수 있다. 또한, 진동, 소음, 발열이 없는 친환경적인 제품이다.

 

 

5회 연재를 마치며 끝으로 승강기의 스마트한 절전법을 정리해 보자면 ‘홀수층과 짝수층 격층운행’할 경우 0% 절전, 닫힘 버튼만 사용하지 않아도 최고 11%까지 소비전력 줄일 수 있다. 등록 취소기능 활용하여 절감하고, 엘리베이터 장치의 회생전력 이용한 에너지세이빙, 회생전력에 태양광 발전 접목시킨 하이브리드 태양광 엘리베이터 사용으로 에너지 제로화, 고효율 및 프리미엄전동기 채택과 인버터 등을 채용하여 전기에너지를 절감할 수도 있다.


이용자들은 기준층에서 승강기의 닫힘 버튼을 누르지 않고 7초의 여유를 갖고 여러 사람이 함께 탑승하여 운행하는 습관을 승강기 이용문화로 정착함으로써 에너지절약과 안전을 자연스럽게 행동으로 실행하는 선진시민의 주인의식이 답이다.

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