Modernizzazione degli ascensori idraulici

 In Tecnica

La modernizzazione è necessaria per rendere conformi gli ascensori con le nuove normative e i regolamenti. La giusta soluzione di modernizzazione soddisfa elevate prestazioni, affidabilità, efficienza, qualità di marcia superiore e soprattutto aspettative ecologiche. Da quando le emissioni di carbonio hanno iniziato a essere una caratteristica importante dei prodotti, l’idoneità ecologica degli ascensori dovrebbe essere presa come uno dei punti guida principali delle modernizzazioni. I proprietari di immobili che investono in modernizzazione sono interessati principalmente alla conformità con le nuove norme, il confort di marcia e il costo della modernizzazione. Ciò può essere fatto mediante cambiamenti parziali di componenti sugli ascensori esistenti o sostituendo completamente l’ascensore esistente con uno nuovo. Entrambi gli approcci possono portare ad ascensori aggiornati in base alle norme e offrire confort di marcia, tuttavia le emissioni di carbonio potrebbero essere molto diverse.

1. SULLA MODERNIZZAZIONE
Le aziende ascensoristiche propongono le loro soluzioni di modernizzazione sul mercato. In realtà, tutte le aziende ascensoristiche competenti soddisfano i requisiti delle nuove normative e sono in grado di fornire un buon confort di marcia. Tuttavia, il consumo di energia e gli aspetti ecologici delle soluzioni potrebbero essere molto diversi. Al giorno d’oggi, la valutazione ecologica della modernizzazione di un ascensore è erroneamente ridotta al solo consumo di energia, e si omette il fatto che il materiale e la manutenzione siano due altri fattori importanti da considerare insieme con il consumo di energia, per una vera e propria valutazione.
La modernizzazione degli ascensori idraulici dovrebbe essere valutata in modo molto diverso rispetto agli ascensori a fune. Questo perché gli ascensori idraulici sono utilizzati fino a 5 o 6 piani e oltre il 70% di questi sono a basso utilizzo. Un ascensore a basso utilizzo può essere opportunamente ammodernato facilmente, utilizzando un ascensore idraulico tradizionale. Sebbene il suo consumo di energia durante il funzionamento sia superiore a quello di un ascensore idraulico o a fune a tecnologia avanzata, l’investimento iniziale, i costi di esercizio e, nella maggior parte dei casi, le emissioni complessive di carbonio dell’ascensore idraulico tradizionale sono molto più bassi.
Nelle modernizzazioni, uno dei componenti più importanti è il quadro di controllo dell’ascensore. Mentre con i quadri di controllo di nuova generazione i consumi energetici in stand-by possono essere ridotti al minimo. Per un ascensore idraulico, oltre all’azionamento e ai sistemi di sicurezza, i sistemi restanti sono uguali a quelli degli ascensori a fune. Il quadro di controllo dell’ascensore si differenzia solo per il modo in cui si interfaccia con le valvole di controllo e sicurezza. Quindi, in questa circostanza, prenderemo in considerazione principalmente la modernizzazione di centraline e valvole di controllo e cercheremo di correggere gli errori più comuni commessi nell’ambito della modernizzazione di ascensori idraulici.

2. COSA MODERNIZZARE
Un passo importante prima di procedere alla modernizzazione è quello di verificare i dati tecnici degli ascensori e le condizioni dell’ambiente di lavoro al fine di determinare se la centralina, il gruppo di valvole di controllo e il cilindro siano veramente adatti all’ascensore. In tal modo gli errori di progettazione precedenti possono essere scoperti e corretti. Il cambio di utilizzo dell’ascensore negli anni, l’applicazione di nuove norme e regolamenti può richiedere modifiche alla velocità dell’ascensore o/e alla capacità che potrebbero richiedere l’uso di nuovi componenti. Cioè, è necessario uno studio approfondito dell’impianto esistente per decidere cosa cambiare e cosa riutilizzare. La sostituzione di un ascensore esistente con uno completamente nuovo dovrebbe essere l’ultima opzione, perché questa è la scelta più costosa e peggiore per l’ambiente.

2.1 Modernizzazione delle centraline
La centralina produce il flusso e determina la velocità massima del pistone. Il peso a vuoto della cabina sul pistone e il peso a pieno carico dell’ascensore costituiscono il range di pressione di funzionamento dell’ascensore. Quando la centralina è datata o/e la velocità dell’ascensore o la capacità di sollevamento vengono modificate, la centralina potrebbe essere rinnovata. A seconda della tecnologia idraulica utilizzata, la progettazione interna, la valvola di controllo, i collegamenti e le dimensioni della centralina potrebbero essere riprogettati.

2.2 Modernizzazione del cilindro
A meno che non sia indispensabile, non sostituire mai il cilindro idraulico. Può aumentare notevolmente il costo della modernizzazione. La sostituzione delle guarnizioni, dei tubi di scarico, il controllo del sistema di sospensione e la protezione contro la corrosione sono per lo più sufficienti durante la modernizzazione. Tuttavia, i pistoni danneggiati o piegati, pesantemente corrosi, i pistoni telescopici con problemi di sincronizzazione dovrebbero essere rinnovati o sostituiti. Un altro motivo per la sostituzione del cilindro è la variazione della capacità di sollevamento. Per soddisfare il carico di punta o il range di pressione di lavoro ammissibile, il cilindro potrebbe essere sostituito. Come regola generale, quando l’analisi del traffico dell’ascensore consente di diminuire la capacità di sollevamento dell’ascensore è più pratico invece di cambiare il cilindro.

2.3 Utilizzo della “Advance technology”
L’utilizzo degli inverter negli ascensori idraulici ha diminuito il consumo di energia, ha permesso motori con potenza inferiore, eliminato i picchi di sovratensione, rumori, riscaldamento dell’olio e permesso buone prestazioni di marcia. Tutto ciò viene generalmente definito “Advance technology”. La tecnologia ascensoristica avanzata qui si riflette in modo errato; fornisce sempre la soluzione energetica più efficiente, si adatta perfettamente a ogni impianto e può rigenerare l’energia in ogni condizione.
In primo luogo, il livello di tecnologia avanzata utilizzato nelle modernizzazioni dipende dall’uso dell’ascensore. Secondariamente, la scelta corretta della tecnologia avanzata è vitale per ottenere i vantaggi sopramenzionati (Ci sono molte soluzioni di ascensori idraulici sul mercato, da quella innovativa a quella più semplice).
Investire la tecnologia di trasporto verticale più avanzata su un ascensore a basso utilizzo non è normalmente fattibile, perché l’investimento in questo caso, si ripagherebbe dopo oltre 100 anni. Ciò è dovuto al fatto che l’inverter e i suoi dispositivi periferici sono costosi e richiedono energia per essere attivi anche quando l’ascensore è in stand-by. Infatti, nessuna soluzione è attraente e persino ecologica, se non è conveniente. Tenendo ciò a mente, per esempio, un ascensore a basso utilizzo in una casa disposta su due-tre piani impegnato in meno di 20 cicli al giorno, normalmente richiede l’aggiornamento di alcuni componenti essenziali per essere conforme alle nuove norme. Se necessario, il quadro di controllo dell’ascensore può essere modificato o sostituito per minimizzare il consumo di energia in stand-by e i picchi di sovratensione. Una valvola meccanica di buona qualità potrebbe essere sufficiente per questi ascensori (mentre la temperatura del fluido si mantiene quasi costante). Al contrario, per gli ascensori a utilizzo intenso, l’utilizzo di tecnologie avanzate come valvole di regolazione comandate dal VVVF, presenta un elevato livello di risparmio energetico, un migliore confort di marcia e un periodo più breve di ritorno dell’investimento. Cioè, le soluzioni tecnologiche avanzate sono particolarmente adatte ad ascensori con utilizzo intenso.
Gli azionamenti rigenerativi che generano energia durante la corsa verso il basso sono molto più costosi e quindi possono risultare fattibili solo per gli ascensori utilizzati intensamente. Su ascensori a basso utilizzo, l’investimento in un inverter rigenerativo non potrà mai ripagarsi nell’arco di una vita umana.

3. IL MERCATO ASCENSORISTICO HA BISOGNO DI MODERNIZZAZIONE
Sebbene la tendenza generale nel settore ascensoristico punti verso impianti con fabbisogno energetico inferiore, l’uso di ascensori idraulici con inverter (valvole di controllo VVVF) non è ancora così diffuso. Ciò è dovuto al fatto che le soluzioni esistenti sono generalmente più esigenti, piuttosto costose e la manutenzione richiede livelli elevati di competenza. Pertanto, una soluzione di transizione con valvole di controllo elettroniche è utilizzata soprattutto per le modernizzazioni. Le valvole elettroniche forniscono in genere il 12% – 14% di risparmio energetico (se si dispone di una modalità di risparmio energetico che potrebbe diventare di circa il 28%) rispetto al 40% – 65% con valvole VVVF. D’altra parte, correnti di spunto, rumorosità verificabile e riscaldamento dell’olio saranno simili alle valvole meccaniche.
Ci sono strette correlazioni tra il risparmio energetico, il ritorno degli investimenti e l’uso dell’ascensore. Ciò viene illustrato nella Figura 2.
Con l’aumento dell’uso dell’ascensore, la durata dell’ammortizzamento dell’investimento diminuisce e aumenta il risparmio energetico. Per stabilire una soluzione accettabile per il mercato, sono necessarie soluzioni compatte e semplici da implementare e avanzate, poco costose e VVVF. Poiché la maggior parte degli ascensori idraulici sono a basso utilizzo, è necessario che la soluzione sia pratica e richieda una bassa quantità di investimenti applicabili per ascensori a ridotto di utilizzo. Al fine di offrire una soluzione conveniente, le caratteristiche di installazione e manutenzione sono di primaria importanza. Quindi avere una soluzione complessa con molti sistemi a ciclo chiuso annidati l’uno nell’altro, che utilizza l’encoder del motore e una speciale scheda di controllo richiederebbe tecnici esperti per installare e gestire il sistema. Di conseguenza, il costo del sistema aumenterà e il periodo di ammortizzamento diventerà molto più lungo.
Le soluzioni come EV4-VVVF di Blain Hydraulics hanno introdotto sul mercato una soluzione compatta, semplice e poco costosa che può essere applicata anche ad ascensori a basso utilizzo con periodi di pay-off brevi. L’EV4-VVVF è anche una valvola di controllo perfetta per le modernizzazioni. Ciò perché consente alle centraline esistenti e ai quadri di controllo degli ascensori di essere riutilizzati sostituendo la valvola di regolazione con la valvola EV4-VVVF e ponendo l’inverter accanto al quadro di controllo dell’ascensore. Se la centralina esistente ha una valvola Blain EV100 o SEV, queste possono essere convertite facilmente in valvole EV4-VVVF utilizzando solo un kit di aggiornamento. Ciò aiuta ad eseguire velocemente le modernizzazioni e riduce i tempi di pay-off.

3.1 Economia circolare, impatto ambientale e modernizzazione degli ascensori
L’economia circolare mira a fare affidamento sulle energie rinnovabili, riduce al minimo le tracce, elimina l’uso di sostanze chimiche tossiche e si libera dei rifiuti attraverso un’attenta progettazione. In questo modello economico, i materiali e i componenti di un prodotto sono progettati per un riutilizzo senza sprechi. D’altra parte, i timori di riscaldamento e inquinamento ambientale sono le forze motrici che convincono i produttori a costruire prodotti ad alta efficienza energetica. Come risultato dell’inclinazione verso un utilizzo ottimale delle risorse mondiali, l’impatto ambientale degli ascensori è diventato anche uno dei problemi principali nel settore ascensoristico. Il Life Cycle Assessment (LCA) è il metodo per determinare l’impatto ambientale dei prodotti, che è applicabile anche per valutare le prestazioni ambientali degli ascensori.
Quando si tratta di modernizzazione, il riutilizzo della maggior parte dei componenti idraulici esistenti diventa di primaria importanza per l’utente e per l’ambiente. Molte delle parti utilizzate in un ascensore non sono usurate e possono essere conservate per molti decenni. Considerando il fatto che più di 3,5 milioni di ascensori idraulici in funzione nel mondo, sostituendo solo quelli necessari e riutilizzando gli altri componenti esistenti, invece di sostituirli tutti, riduce l’impatto ambientale e fa risparmiare denaro.

3.2 Uno studio recente
Un recente studio condotto da Hydroware Elevation Technology AB, Svezia (www.hydroware.de/lib/get/file.php?id=155f9221554af7) sui nuovi impianti ascensori e sulle modernizzazioni degli ascensori a basso utilizzo (una media di 50 viaggi/giorno) ha mostrato chiaramente che gli ascensori idraulici sono molto più rispettosi dell’ambiente rispetto a quelli a trazione. La Figura 3 mostra il confronto dell’impatto ambientale per i nuovi impianti (idraulici e a trazione). L’impatto ambientale totale per l’ascensore idraulico è inferiore del 7% rispetto a quello a trazione. Nella Figura 4, vengono confrontati gli impatti ambientali tra la modernizzazione dell’ascensore idraulico (categoria di utilizzo 1) e la sostituzione completa di un ascensore idraulico con uno a trazione. In esso, l’impatto ambientale con l’ascensore a trazione è superiore del 43%. Cioè, la modernizzazione di un ascensore idraulico a basso utilizzo con uno a trazione è piuttosto sfavorevole per l’ambiente. L’impatto della manutenzione indicato in Figura 3 e Figura 4 ha preso in considerazione solo gli interventi di assistenza regolari in quanto non si sono verificati record di malfunzionamenti. L’aggiunta di guasti e riparazioni probabilmente farebbe aumentare l’impatto dell’ascensore a trazione ancora di più.
In generale, gli ascensori idraulici sono molto più affidabili degli ascensori a trazione, quindi la loro manutenzione genera un impatto di gran lunga inferiore. L’ascensore idraulico, che ha una struttura semplice, avendo un minor numero di componenti e funzionando tutti in un ambiente lubrificato, allunga il ciclo di vita e permette meno inattività del sistema con un conseguente notevole risparmio sui costi. Va ricordato che la manutenzione degli ascensori incide da 2 a 10 volte in più rispetto al consumo energetico annuale. Inoltre, il ricambio più costoso di un ascensore MRL a trazione rappresenta oltre il 30% del costo totale dell’ascensore, mentre è di circa il 4% – 6% per l’ascensore idraulico. Alla luce dei risultati di cui sopra e delle valutazioni, quando la modernizzazione è in dubbio, la sostituzione completa degli ascensori idraulici con uno a trazione risulterebbe disastrosa per l’ambiente, gli ascensori idraulici permettono il riutilizzo di molti componenti grazie alla loro struttura e offrono soluzioni di modernizzazione migliori per l’ambiente.

4. DATI BIOGRAFICI
Ferhat Celik si è laureato in Ingegneria Meccanica presso l’Università di Meccanica di Istanbul (Turchia) e successivamente ha ottenuto il Master e il dottorato presso l’Università di Manchester, UMIST (UK). Ha lavorato per l’Università di Istanbul come Assistente per sette anni prima di lavorare per Blain Hydraulics (Germania), produttore di valvole per ascensori idraulici dove lavora come Responsabile tecnico-marketing e come Coordinatore Internazionale.

K. Ferhat Celik
Blain Hydraulics
Heilbronn, Germania

Traduzione di Paola Grassi

Questo articolo è disponibile anche in: enEnglish (Inglese)

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