電梯能耗監(jiān)測(cè)方法探討

東芝電梯（中國）有限公司 遼寧沈陽 110168

摘要：隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的不斷深入，國內(nèi)住宅和商用建筑能耗的總量逐年飛速上升。而建筑中的電梯的使用被認(rèn)為是大型建筑的耗電大戶，電梯在使用過程中所耗能占全部建筑能耗的接近20%。因此，國內(nèi)電梯的能耗在整個(gè)社會(huì)能耗的中占有相當(dāng)大的比例，電梯的能耗伴隨著電梯數(shù)量的增加而快速的增長，電梯巨大的能耗已經(jīng)引起社會(huì)和政府職能部門的密切得關(guān)注，電梯作為一種與人們的口常生活密切相關(guān)的交通工具，隨著電梯數(shù)量的急劇增加，電梯巨大的能耗已經(jīng)引起社會(huì)和政府職能部門的密切得關(guān)注。

關(guān)鍵詞：電梯能耗；監(jiān)測(cè)方法；探討

1導(dǎo)言

隨著電梯行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和我國節(jié)能減排政策的不斷落實(shí)，我國節(jié)能電梯產(chǎn)量占電梯總產(chǎn)量的比例不斷增大。為配合國家有關(guān)建筑物節(jié)能政策的實(shí)施，各地方政府紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的政策，對(duì)老舊且能耗高的電梯進(jìn)行大修或改造計(jì)劃。需更換的電梯，通過更換或技術(shù)改造替換成節(jié)能電梯。由此可見，國家對(duì)電梯的節(jié)能非常的重視，不斷的降低電梯的能耗使用率，預(yù)計(jì)未來時(shí)間里電梯能效檢測(cè)的需求也將迅速增長。

2電梯能耗分析

構(gòu)成電梯的能耗部分有：驅(qū)動(dòng)主機(jī)的能耗、曳引系統(tǒng)的能耗、門機(jī)系統(tǒng)的能耗、控制和顯示系統(tǒng)的能耗、電梯轎廂內(nèi)照明和通風(fēng)系統(tǒng)的能耗以及電梯內(nèi)其它電氣設(shè)備的能耗。電梯的能耗主要集中在曳引驅(qū)動(dòng)裝置上，占總能耗的70%以上，但是電梯的能耗與普通電動(dòng)機(jī)的能耗存在很大區(qū)別。電梯通常配有對(duì)重裝置，當(dāng)電梯上行的時(shí)候，電梯的能耗隨著載荷的增加而增加：當(dāng)電梯下行的時(shí)候，電梯的能耗隨著載荷的增加反而減小。電梯的能耗隨著行程的增加而變大。

對(duì)于具有能量回饋功能的電梯，在電梯輕載上行和重載下行的過程中，可以有效地將電容中儲(chǔ)存的直流電能輕易地轉(zhuǎn)換成交流電能并且及時(shí)輸送電網(wǎng)。可以節(jié)省15%～45%的耗電量，且速度越高、載重越大，省電的效果越好。對(duì)于特定電梯，具體工況下的能耗主要是由載荷、速度、行程和運(yùn)行次數(shù)等決定。如果隔層服務(wù)方式的電梯的可服務(wù)摟層的數(shù)量為n.那么行程種類的數(shù)量可以達(dá)到n（n-1）。同時(shí)，電梯的載荷也隨著乘客的數(shù)量而變化，乘客的數(shù)量也不確定。電梯能耗測(cè)量的難點(diǎn)在于電梯運(yùn)行過程的多樣性和載荷的隨機(jī)性。

3單位時(shí)間待機(jī)能耗測(cè)試方法

公開號(hào)為CN102198903A專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N電梯能耗綜合檢測(cè)方法，在于將單位時(shí)間的待機(jī)能耗作為電梯能耗測(cè)量的基礎(chǔ)能耗，將電梯的能耗進(jìn)行分類測(cè)量統(tǒng)計(jì)，以變化前的能耗測(cè)量的累計(jì)值作為參照系，將變化后能耗測(cè)量的累計(jì)值與變化前能耗測(cè)量的累計(jì)值進(jìn)行減法運(yùn)算，將結(jié)果再減去單位時(shí)間的待機(jī)能耗與該變化延續(xù)時(shí)間的乘積，就得出該種狀態(tài)變化的能耗，并以此法設(shè)計(jì)了能耗綜合檢測(cè)儀，主要是由主站、從站、電梯運(yùn)行信號(hào)采集傳感器這三個(gè)部份組成，主站接收來自抱閘檢測(cè)傳感器、速度距離傳感器、電流互感器的數(shù)據(jù)及從站通過無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算存儲(chǔ)，本測(cè)量?jī)x不需停梯檢測(cè)，電梯分類是將電梯分成運(yùn)載能耗和特性能耗兩種，運(yùn)載能耗分為運(yùn)載上行能耗、運(yùn)載下行能耗，特性能耗分為空載能耗、門機(jī)能耗、停機(jī)能耗，將統(tǒng)計(jì)的運(yùn)載能耗除以運(yùn)載的距離和重量得到單位重量和距離的運(yùn)載能耗，將統(tǒng)計(jì)的空載能耗除以運(yùn)行的距離得到單位距離的空載能耗。

4遠(yuǎn)程監(jiān)控電梯能耗方法

公開號(hào)為CN101551658A專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N電梯能耗監(jiān)控方法，設(shè)有若干與集中監(jiān)控中心無線連接的能耗監(jiān)控單元，所述的各能耗監(jiān)控單元分別設(shè)有與電梯電源連接的電量采集模塊，電量采集模塊通過通信接口與設(shè)有數(shù)據(jù)處理器的遠(yuǎn)程終端裝置連接，遠(yuǎn)程終端裝置通過無線發(fā)射模塊與所述的集中監(jiān)控中心無線連接，電量采集模塊采集對(duì)應(yīng)電梯電源的三相電壓、電流及各次諧波數(shù)據(jù)，并傳送到本單元設(shè)置的遠(yuǎn)程終端，該遠(yuǎn)程終端的CPU數(shù)據(jù)處理器計(jì)算這些數(shù)據(jù)，然后按設(shè)定的第二通信協(xié)議存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器并將該存儲(chǔ)數(shù)據(jù)按該設(shè)定的第二通信協(xié)議傳遞給本單元設(shè)置的GPRS發(fā)射模塊，由該GPRS發(fā)射模塊按第一通信協(xié)議無線發(fā)送到上位機(jī)集中監(jiān)控中心。本發(fā)明能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)城市或住宅小區(qū)分散建筑物內(nèi)的電梯能耗監(jiān)控裝置聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分散電梯、手扶電梯或自動(dòng)人行道等用電裝置的能耗情況進(jìn)行集中統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控管理，進(jìn)一步方案還可根據(jù)電梯的待機(jī)間隔控制電梯使其處于零能耗狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。

5基于平衡系數(shù)檢測(cè)能耗方法

公開號(hào)為CN 102079467A專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N電梯能耗測(cè)試方法，對(duì)運(yùn)行正常的曳引電梯進(jìn)行運(yùn)行能耗和待機(jī)能耗測(cè)試，設(shè)計(jì)了電梯運(yùn)行過程和中間層，本發(fā)明為一種基于平衡系數(shù)修正法的電梯能耗測(cè)試方法，適用于曳引電梯，測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，對(duì)電梯運(yùn)行能耗的測(cè)試，無需對(duì)空載、輕載、半載、重載、滿載都進(jìn)行測(cè)試，而只需通過空載、輕載、半載以及平衡系數(shù)k就可測(cè)得所需所有數(shù)據(jù)，由此，本發(fā)明也解決了一些電梯曳引力不足致電梯滿載不能啟動(dòng)而無法進(jìn)行能耗測(cè)試的問題，方便地適應(yīng)于各種曳引電梯的能耗測(cè)試，測(cè)試方法易于操作且測(cè)試的結(jié)果容易量化，提高了曳引電梯的測(cè)試效率，包括以下步驟：

5.1能耗測(cè)試點(diǎn)設(shè)。

5.2運(yùn)行過程與中間層設(shè)置。

5.3針對(duì)運(yùn)行能耗的空載、輕載和半載運(yùn)行的測(cè)試過程。

5.4滿載與空載、重載與輕載之間的能耗等效關(guān)系計(jì)算。

5.5提升高度H由安裝公司在安裝電梯時(shí)實(shí)測(cè)，或者檢測(cè)人員用皮尺或激光測(cè)距儀測(cè)量；實(shí)際運(yùn)行速度通過測(cè)速儀器測(cè)量。

6模型法

當(dāng)測(cè)量具體一臺(tái)電梯設(shè)備的能耗時(shí)，轎廂按空載、輕載、半載、重載、滿載等工況運(yùn)行，分別測(cè)試轎廂運(yùn)送載荷重量、移動(dòng)的垂直距離、耗電量。測(cè)試所需要的時(shí)間比較長，測(cè)試的工作情況復(fù)雜。比如，對(duì)一臺(tái)8層的垂直客梯，轎廂分別放0%、25%、50%、75%、100%的額定載荷，測(cè)量工況竟多達(dá)幾百種。所以，從中擇優(yōu)選取幾個(gè)簡(jiǎn)單具有代表性的工況，測(cè)量其電梯能耗，可簡(jiǎn)化測(cè)試程序。

基于動(dòng)態(tài)測(cè)量的電梯能耗模型的原理分析情況如下：

6.1曳引和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗模型，可以從簡(jiǎn)化測(cè)量的電梯動(dòng)態(tài)能耗數(shù)據(jù)中分析求取，簡(jiǎn)化了電梯能耗測(cè)量的過程和時(shí)間。在進(jìn)行能耗仿真模擬時(shí)，根據(jù)曳引系統(tǒng)的各個(gè)輸出參數(shù)，確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗大小。

6.2單次開關(guān)門能耗、待機(jī)能耗、空調(diào)照明通風(fēng)等能耗特性，根據(jù)電梯電路線路連接和工作狀況，從動(dòng)態(tài)能耗數(shù)據(jù)中分離，也可單獨(dú)測(cè)量。能耗仿真時(shí)，根據(jù)電梯所處任一狀態(tài)，可確定該部分能耗。這部分能耗和曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗一起構(gòu)成了電梯系統(tǒng)的總能耗。

6.3電梯的運(yùn)行速度參數(shù)可以手動(dòng)設(shè)置，也可以采用理想電梯速度曲線。對(duì)實(shí)際測(cè)量的電梯，可以測(cè)量電梯某個(gè)行程的速度曲線。該曲線能大致反映出這臺(tái)電梯的速度控制情況。因而，采用該速度曲線進(jìn)行能耗仿真測(cè)試，其仿真結(jié)果可以與實(shí)際測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證電梯能耗模型的準(zhǔn)確性，進(jìn)而也可進(jìn)一步修正曲線和模型。

6.4在模型啟動(dòng)運(yùn)行前，先進(jìn)行電梯的初始狀態(tài)的設(shè)置，如提升高度，所停樓層、初始載荷等。然后，根據(jù)電梯速度曲線參數(shù)、樓層參數(shù)、客流分布及調(diào)度信息，計(jì)算電梯某一段時(shí)間內(nèi)的速度、加速度、所在高度等信息。這些數(shù)據(jù)用來判斷電梯的狀態(tài)，同時(shí)將它們參數(shù)調(diào)入曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模型中，從而計(jì)算測(cè)量出曳引機(jī)所處的狀態(tài)。

7結(jié)論

綜上所述，梯與其他能耗產(chǎn)品最大區(qū)別是，電梯耗電量除了與本身配置有關(guān)外，還與運(yùn)行工況密切相關(guān)。運(yùn)行次數(shù)不同、載重量不同、運(yùn)行速度不同都會(huì)導(dǎo)致電梯耗電量的不同，這些因素的存在加大了電梯能效標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的難度。

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