Quando un ascensore perde alimentazione, due sistemi di sicurezza indipendenti devono continuare a funzionare, e chiedono a una batteria cose quasi opposte. Un dispositivo di soccorso automatico (ARD) deve erogare una corrente elevata per pochi secondi per spostare la cabina al piano più vicino e aprire le porte; il citofono di emergenza deve poi sostenere una conversazione bidirezionale chiara con un servizio di soccorso per tutto il tempo impiegato dall'aiuto. L'articolo A, il primo di tre sull'alimentazione di emergenza degli ascensori, seziona questi due compiti, li inquadra rispetto alla EN 81-20 per la costruzione degli ascensori e alla EN 81-28 per l'allarme remoto, e spiega perché il nichel-metallo idruro è naturalmente adatto al citofono — e una scelta credibile per i circuiti di controllo ARD compatti.
Si consideri la sequenza. L'alimentazione viene a mancare mentre una cabina si trova tra due piani. L'ARD rileva la perdita, conferma che freno e azionamento sono in uno stato sicuro, e usa la sua batteria per alimentare l'azionamento — spesso attraverso la macchina di trazione esistente o un motore di soccorso dedicato — facendo avanzare lentamente la cabina fino al punto di livellamento più vicino e aprendo le porte affinché i passeggeri possano uscire. Questo evento motore è ad alta corrente e breve, tipicamente da pochi secondi a un minuto o due. Separatamente, e in parallelo, il sistema di comunicazione di emergenza deve permettere a un passeggero intrappolato di lanciare un allarme con una sola azione e sostenere una conversazione vocale bidirezionale con un servizio di soccorso presidiato ventiquattro ore su ventiquattro.
La traccia animata comprime il contrasto: una linea di standby quasi nulla, un picco motore ARD alto e breve, poi un lungo e modesto plateau di conversazione. Un unico sistema di batteria deve essere sia velocista che fondista, motivo per cui la maggior parte dei progetti separa il pacco ARD ad alta potenza dal piccolo pacco citofono di lunga autonomia — e perché ciascuno è dimensionato sul proprio compito anziché su una media fuorviante.
Le moderne regole europee sugli ascensori sono la EN 81-20:2014 per la costruzione e l'installazione degli ascensori (da leggere con la EN 81-50 per le regole di progettazione e i calcoli), che ha sostituito la vecchia EN 81-1. Il punto 5.12.3 richiede un dispositivo di allarme di emergenza e un sistema di comunicazione bidirezionale permanente che consenta il contatto vocale con un servizio di soccorso, con rinvio alla EN 81-28. La EN 81-28 è la norma dedicata all'allarme remoto: la comunicazione deve essere bidirezionale (un campanello d'allarme unidirezionale è insufficiente), avviata con una sola azione, connettersi automaticamente senza comporre, raggiungere una persona — e non una registrazione — presso un servizio di soccorso permanentemente presidiato, instaurarsi in circa trenta secondi, e una volta instaurata, il passeggero non deve poter terminare il collegamento, anche se può sempre riavviarlo.
Si tratta di requisiti funzionali sull'intera catena di comunicazione, e si traducono direttamente in requisiti di batteria: l'alimentazione del citofono deve mantenere in vita microfono, altoparlante, amplificatore e combinatore automatico (GSM, IP o PSTN) durante il blackout e attraverso ripetuti tentativi di chiamata e conversazioni.
Le linee guida per la comunicazione di emergenza degli ascensori e i produttori convergono su un minimo concreto per la fonte di backup: riserva sufficiente per circa un'ora di standby più almeno quindici minuti di tempo di conversazione effettiva dopo il venir meno della rete, e i produttori responsabili — AVIRE tra questi — raccomandano di raddoppiare il margine di conversazione, perché i soccorsi reali, i tentativi falliti e le chiamate di rassicurazione consumano più di una singola breve conversazione. Il requisito di connessione entro trenta secondi presuppone anche ripetuti tentativi di composizione, ciascuno dei quali assorbe una raffica di trasmissione.
Il grafico animato converte serie di AA NiMH di dimensioni crescenti in minuti di conversazione disponibili. È un modello illustrativo, ma mostra perché la scelta progettuale reale cade dove cade: un'unità di emergenza per ascensore conforme alla EN 81-28 di un produttore leader specifica quattro celle AA NiMH da 1,2 V con almeno 2000 mAh ciascuna — un pacco deliberatamente generoso che fornisce l'ora di standby e supera ampiamente la soglia dei quindici minuti di conversazione con ampio margine per le temperature fredde della sala macchine e anni di degradazione.
Il carattere elettrico dell'ARD è completamente diverso. Spostare una cabina carica, anche lentamente, richiede potenza meccanica reale, quindi la batteria ARD deve fornire una corrente elevata a una tensione adeguata all'azionamento mentre il freno è tenuto aperto; l'evento termina una volta livellata la cabina e aperte le porte. Le priorità di progettazione sono quindi erogazione ad alta velocità, una tensione che non cede sotto la corrente di spunto del motore, ed energia sufficiente per almeno un soccorso completo — con margine per un secondo tentativo se il primo livellamento viene interrotto. Il pacco deve anche sopravvivere anni di pronta disponibilità, perché un ARD è chiamato forse mai, o una volta.
Le grandi installazioni ARD usano spesso piombo-acido per pura energia e costo; ma per i circuiti di controllo ARD compatti a basso-medio impiego e per il citofono specificamente, il NiMH offre una cella ad alta velocità e bassa impedenza che fornisce il picco di controllo motore o la corrente di conversazione su un plateau piatto, tollera meglio le sale macchine fredde e i pannelli sul tetto rispetto alla lenta risposta a bassa temperatura del piombo-acido, ed evita il cadmio e l'effetto memoria dei vecchi NiCd.
Molti mercati, in particolare la Cina secondo le sue regole di sicurezza degli ascensori (TSG T7001 e la serie GB/T 7588 parallela alla EN 81-20), richiedono un citofono a cinque parti che colleghi cabina, tetto della cabina, fossa, sala macchine e una sala di monitoraggio o di servizio 24 ore. Ogni postazione deve poter comunicare durante un intrappolamento, e la fonte di backup deve alimentare l'intera rete — non solo la postazione in cabina — dopo la perdita di rete. Ciò moltiplica il carico di standby: diversi amplificatori e interfacce di linea assorbono corrente permanente anche a riposo, e una chiamata di soccorso in stile conferenza assorbe corrente di conversazione da più postazioni contemporaneamente.
Dimensionare la batteria del citofono richiede quindi di enumerare ogni postazione della rete, la sua corrente di standby e la corrente di conversazione multiparte nel caso peggiore — la stessa disciplina di carichi dettagliati usata per i backup di allarme e accesso, applicata a una rete vocale. La regola dell'ora più quindici minuti è soddisfatta sul carico sommato, non sul solo cornetto di cabina.
Gli ambienti degli ascensori sono ostili per le batterie: sale macchine e armadi di controllo oscillano tra caldo e freddo, le postazioni in testa al vano e nella fossa subiscono umidità e vibrazioni, e il dispositivo può restare intatto per anni tra eventi reali. Il NiMH risponde con un ampio intervallo di funzionamento, un plateau di scarica piatto che mantiene amplificatori audio e combinatori automatici nella loro finestra di tensione di lavoro, bassa autoscarica rispetto alle vecchie chimiche del nichel nelle moderne qualità a bassa autoscarica, sicurezza acquosa intrinseca e una classificazione di trasporto semplice. Il pacco deve comunque usare una costruzione saldata, robusta alle vibrazioni, e una carica di mantenimento sensibile alla temperatura, ma il compito sottostante — lunga disponibilità, modesta corrente di conversazione, un picco occasionale — depone nettamente a favore del NiMH.
L'articolo B trasforma i due compiti in un metodo di dimensionamento e selezione; l'articolo C percorre il percorso di evidenze EN 81-20/81-28, IEC 61951-2 e IEC 62133-1.
Weijiang Power produce celle NiMH e pacchi saldati per citofoni di emergenza degli ascensori e circuiti di controllo ARD compatti: serie AA e sub-C dimensionate per l'ora di standby più quindici minuti (o il doppio) di conversazione, celle ad alta velocità e bassa impedenza per picchi di controllo motore e trasmissione, costruzione robusta alle vibrazioni per postazioni di sala macchine e di vano, e documentazione IEC 61951-2, IEC 62133-1 e UN 38.3. Inviate il numero di postazioni a cinque parti, le correnti di standby e conversazione e il carico di controllo ARD, e dimensioneremo i pacchi.
