Sistema de gestión térmica termoeléctrica para el sistema de almacenamiento de energía en un ascensor regenerativo.

Un sistema ascensor que comprende:

un ascensor (12a-12c);

un sistema de accionamiento (20) para accionar el ascensor durante un modo a motor y producir energía eléctrica durante un modo regenerativo;

un sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica para almacenar la energía eléctrica producida por el accionamiento durante el modo regenerativo;

y caracterizado por comprender:

un sistema termoeléctrico (38) de gestión térmica para controlar una condición ambiente del sistema de almacenamiento de energía eléctrica utilizando calefacción y refrigeración termoeléctrica (36) para mantener el sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica en un rango deseado de temperatura de operación, en donde el sistema termoeléctrico (38) de gestión eléctrica comprende:

un calentador / enfriador termoeléctrico (36); como mínimo un sensor de temperatura (40, 42) para proporcionar una señal de temperatura; un monitor (44) de estado de carga para proporcionar una señal del estado de carga indicativo del estado de carga del sistema de almacenamiento de energía eléctrica;

y un controlador (32) para controlar la operación del calentador / enfriador termoeléctrico (36) como una función de una señal de temperatura y de una señal del estado de carga para mantener al sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica en el rango deseado de temperatura de operación.

Sistema de gestión térmica termoeléctrica para el sistema de almacenamiento de energía en un ascensor regenerativo.

ANTECEDENTES DEL INVENTO Este invento se refiere a ascensores que almacenan energía eléctrica en un sistema de almacenamiento de energía durante un modo de operación regenerativo. En particular, el presente invento se refiere a un sistema de gestión térmica que utiliza calefacción y refrigeración termoeléctricas para mantener el sistema de almacenamiento de energía en un rango de temperatura de operación deseado.

Los sistemas de ascensores regenerativos incluyen un modo regenerativo de operación que genera potencia durante algunos momentos del funcionamiento del ascensor. Durante la operación regenerativa el accionamiento regenerativo del ascensor produce electricidad, que es almacenada en sistemas de almacenamiento de energía a través de un circuito de carga. Los dispositivos de almacenamiento de energía son típicamente baterías, aunque otros dispositivos como supercondensadores pueden ser utilizados también como parte de un sistema de almacenamiento de energía.

Las baterías utilizadas en el sistema de almacenamiento de energía de un ascensor regenerativo suelen ser componentes de coste elevado. Por ello, conseguir baterías de duración satisfactoria es una consideración importante. La vida de un dispositivo químico de almacenamiento de energía como una batería típicamente decrece exponencialmente con el aumento de temperatura.

Una batería genera calor debido a la resistencia óhmica de la batería y al efecto exotérmico que aumenta con la reacción de combinación de las substancias generadas en el ánodo y el cátodo durante los procesos de sobrecarga. La temperatura elevada acelera el deterioro de la batería.

En particular, el calentamiento local de algunas de las células en serie en la batería puede causar una reducción dramática de la fiabilidad del sistema ya que el deterioro desequilibrado de una única célula puede llevar a la propagación del fallo en forma de reacción en cadena.

El documento EP-1522519 - A1 describe un aparato elevador en el que se dispone un dispositivo soplador de aire tal como un ventilador enfriador para suprimir un aumento de temperatura en una parte de almacenamiento de energía.

Cuando un ascensor está en su modo regenerativo, la energía generada se utiliza para cargar las baterías del sistema de almacenamiento de energía. La temperatura del sistema de almacenamiento aumenta durante la carga. Con mayores niveles de carga, que son típicos en el modo de regeneración, el aumento de temperatura puede ser pronunciado.

Una temperatura de operación demasiado baja también afecta adversamente al sistema de almacenamiento de energía. Una temperatura ambiente baja reduce la potencia específica de la batería y por ello reduce la cantidad de energía almacenada que puede ser extraída de la batería. Por lo tanto, temperaturas de operación más bajas pueden reducir la operatividad del sistema del ascensor y afectar a la calidad del movimiento del ascensor.

El sistema de almacenamiento de energía para ascensores regenerativos puede estar localizado en la sala de máquinas o en el hueco de subida, donde la temperatura puede variar ampliamente debido a que estas localizaciones no tienen aire acondicionado. Se necesita una nueva aproximación al control de temperatura para el sistema de almacenamiento de energía del ascensor.

De acuerdo con el presente invento se proporciona un sistema ascensor como el definido en la reivindicación 1 y un método de gestión térmica como el definido por la reivindicación 9.

Un sistema ascensor regenerativo incluye un sistema de accionamiento para accionar un ascensor durante el modo a motor y para producir energía eléctrica durante un modo regenerativo. Un sistema de almacenamiento de energía eléctrica incluyendo uno o más dispositivos de almacenamiento de energía almacena energía eléctrica producida por el sistema de accionamiento durante el modo regenerativo. Un sistema termoeléctrico de gestión de temperatura controla las condiciones ambientales del sistema de almacenamiento.

El sistema termoeléctrico de gestión de temperatura puede producir tanto calentamiento como enfriamiento para mantener los aparatos de almacenamiento de energía dentro de un rango de temperatura deseado. El sistema termoeléctrico puede estar dispuesto en un conducto de aire para el precalentamiento o preenfriamiento de una corriente de aire empleada para controlar la temperatura de los dispositivos de almacenamiento, o puede estar en contacto directo con la superficie de los dispositivos de almacenamiento de energía.

El exceso de energía producida durante el modo regenerativo puede emplearse, por lo menos en parte, para potenciar el sistema termoeléctrico de gestión de la temperatura. El control de temperatura puede ser una función de uno o más parámetros sensibles, como el estado de carga de los dispositivos de almacenamiento eléctricos, la temperatura de los dispositivos y la temperatura ambiente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1 es un diagrama de bloque que representa un sistema de ascensor regenerativo que incluye un sistema termoeléctrico de gestión de la temperatura para mantener los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica dentro de un rango deseado de temperatura.

Figuras 2A y 2B muestran un sistema termoeléctrico de gestión térmica con dispositivos termoeléctricos en contacto directo con los módulos para almacenamiento y enfriamiento respectivamente.

Figuras 3A y 3B muestran un sistema de gestión de almacenamiento térmico en el que los dispositivos termoeléctricos enfrían o calientan una corriente de aire, respectivamente, para controlar la temperatura de los módulos de almacenamiento de energía eléctrica.

Figura 4 A es un diagrama de flujo que muestra la operación de un sistema termoeléctrico de gestión térmica operado en un modo de enfriamiento para un único ascensor.

Figura 4 B es un diagrama de flujo que muestra la operación de un sistema termoeléctrico de gestión térmica operado en un modo de calefacción para un único ascensor.

Figura 5 A muestra un sistema termoeléctrico de gestión térmica que opera en modo de refrigeración para un sistema de ascensor regenerativo con un grupo de ascensores con al menos un ascensor en modo regenerativo y al menos un ascensor en modo a motor.

Figura 5B es un diagrama de flujo del sistema termoeléctrico de gestión térmica que opera en modo de calentamiento para un sistema de ascensor regenerativo con un grupo de ascensores con al menos un ascensor en modo regenerativo y al menos un ascensor en modo a motor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La Figura 1 muestra un sistema 10 de ascensor regenerativo, que incluye los ascensores 12a, 12b, y 12c. Cada ascensor 12a -12c incluye una cabina de ascensor 14a -14c, contrapesos 16a- 16c, y motores elevadores 18a- 18c respectivamente. La potencia eléctrica para operar los ascensores 12a-12c es proporcionada por un sistema de potencia 20. Mientras que en la figura 1 se muestran 3 ascensores 12 a -12c, el sistema ascensor regenerativo 10 puede incluir cualquier número de ascensores, incluyendo uno solo.

El sistema de potencia 20 incluye fuente de potencia 22 CA trifásica, convertidor de potencia 24, bus 26 CC, condensadores de amortiguación 28a, 28b y 28c, inversores de potencia 30a, 30b, y 30c, controlador 32, sistema de almacenamiento de energía eléctrica 34 (EES) , calentador/enfriador termoeléctrico (TE) 36, controlador 38 de gestión termoeléctrica (TE) de temperatura, sensor 40 de temperatura ambiente, sensor 42 de temperatura EES, monitor 44 de estado de carga, y freno dinámico 46.

La fuente de energía 22 CA, que puede ser una fuente de energía comercial, proporciona energía eléctrica al convertidor de potencia 24. El convertidor de potencia 24 es un inversor de potencia trifásico que se utiliza para convertir energía trifásica AC de la fuente de energía 22 en energía CC. En una configuración, el convertidor de potencia 24 incluye una pluralidad de circuitos transistores de potencia. El controlador 32 controla los circuitos transistores de potencia para rectificar la energía trifásica CA de la fuente de energía 22 para producir energía CC que se proporciona al bus 26 CC. Mientras que la fuente de energía 22 se muestra como una fuente de energía trifásica,... [Seguir leyendo]

1. Un sistema ascensor que comprende:

un ascensor (12a-12c) ; un sistema de accionamiento (20) para accionar el ascensor durante un modo a motor y producir energía eléctrica durante un modo regenerativo; un sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica para almacenar la energía eléctrica producida por el accionamiento durante el modo regenerativo; y caracterizado por comprender:

un sistema termoeléctrico (38) de gestión térmica para controlar una condición ambiente del sistema de almacenamiento de energía eléctrica utilizando calefacción y refrigeración termoeléctrica (36) para mantener el sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica en un rango deseado de temperatura de operación, en donde el sistema termoeléctrico (38) de gestión eléctrica comprende:

un calentador / enfriador termoeléctrico (36) ; como mínimo un sensor de temperatura (40, 42) para proporcionar una señal de temperatura; un monitor (44) de estado de carga para proporcionar una señal del estado de carga indicativo del estado de carga del sistema de almacenamiento de energía eléctrica; y un controlador (32) para controlar la operación del calentador / enfriador termoeléctrico (36) como una función de una señal de temperatura y de una señal del estado de carga para mantener al sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica en el rango deseado de temperatura de operación.

2. El sistema ascensor de la reivindicación 1, en donde el sistema termoeléctrico (38) de gestión térmica esta alimentado selectivamente por energía eléctrica del sistema de accionamiento (20) .

3. El sistema ascensor de la reivindicación 1 o 2, en donde el sistema termoeléctrico (38) de gestión térmica incluye un dispositivo termoeléctrico (36) situado para acondicionar una corriente de aire dirigida hacia el sistema

(34) de almacenamiento de energía eléctrica teniendo una superficie de trabajo en contacto con el sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica.

4. El ascensor de la reivindicación 1, 2 o 3, en donde el sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica esta situado en un hueco de ascensor o en una sala de maquinas del ascensor.

5. El sistema ascensor de cualquier reivindicación precedente, en donde el sistema termoeléctrico (38) de gestión térmica controla una temperatura del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica como una función de cómo mínimo un parámetro detectado, en donde el parámetro detectado comprende uno de :

(i) una temperatura del sistema (349 de energía eléctrica;

(ii) un estado de carga del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica; o

(iii) temperatura ambiente.

6. El sistema ascensor de la reivindicación 1, en donde el controlador (32) controla también controla la carga del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica por energía regenerativa como una función de la señal de temperatura y del estado de carga.

7. El sistema ascensor de la reivindicación 6, en donde el sistema controlador (32) selecciona si se utiliza la energía regenerativa para operar el calentador / enfriador termoeléctrico (36) .

8. Un método de gestión térmica de un sistema de almacenamiento de energía eléctrica de un sistema de ascensor regenerativo, caracterizado por comprender el método:

detectar la temperatura del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica; Monitorizar el estado de carga del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica; y controlar la operación del calentador / enfriador termoeléctrico (36) como una función de la temperatura detectada y del estado de carga utilizando calentamiento y refrigeración para mantener el sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica en un rango deseado de temperatura.

9. El método de la reivindicación 8, comprendiendo además:

10. El método de la reivindicación 8 o 9, comprendiendo además :

controlar la carga y descarga de del sistema (34) de almacenamiento de energía eléctrica como una función de la temperatura detectada y del estado de carga.

operar selectivamente la calefacción / refrigeración termoeléctrica (36) utilizando energía regenerativa producida por el sistema ascensor regenerativo.