曳引電梯能效評價方法研究

龔玥

摘 要：隨著社會的高速發(fā)展，人類對于空間的開拓，偉大的人類發(fā)明了垂直交通工具：曳引電梯。在我國，電梯的生產(chǎn)量與使用量已位居世界榜首，由于電梯需求量在不斷增加，能耗之巨大引起了社會的重點關注，電梯設備能效指數(shù)水平已經(jīng)成為重要因素在不斷地影響著國家電能效率。對此，需要建立電梯能效評價方法，利用合理有效的評價方法，在技術(shù)上對電梯能耗相關法律和電梯能耗相關標準提供支持與幫助。

關鍵詞：曳引電梯 電梯能效 能效評價

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0035-02

迅速增長的電梯數(shù)量，提高了人們對于電梯耗能的關注度，為了響應國家節(jié)約資源的號召，將能源發(fā)展戰(zhàn)略放在突出位置上，電梯能效評價方法成為首當其沖的研究目標。電梯能效評價在業(yè)內(nèi)始終沒有統(tǒng)一標準，造成電梯企業(yè)與消費者盲目應對的局面，制約對電梯行業(yè)的發(fā)展，針對此種狀態(tài)，該文將對電梯能效評價的方法進行深度探究，劃分出電梯能效等級，并提出行之有效的解決方案以供參考。

1 電梯能效評價方法的概述

電梯作為重要的機電設備，其能源使用效率與住宅能耗之間有著密切的聯(lián)系。銘牌法、電流法、統(tǒng)計法以及軸扭矩法是主要的能效評價辦法，以上幾種辦法都具有各自的優(yōu)勢和不足，主要受到成本、精度以及抗干擾能力的影響，需要在能效評價當中加以考慮分析。為了提升能效評價的測試精度和抗干擾能力，一般聯(lián)合兩種或兩種以上的能效評價辦法。目前，隨著機電設備能效指標受到關注和重視，對于電梯能效評價的標準和技術(shù)規(guī)范的要求也就越高。參考歐洲、北美以及意大利寬帶設備能效標準，另外還包括我國的華為公司寬帶設備能效規(guī)范，進行綜合分析，對單位線路功耗、標準功耗、寬帶設備能效指數(shù)等能效指標予以明確和規(guī)范，成為更加簡潔規(guī)范的機電設備能效評價標準。合理配置電信設備系統(tǒng)，并準確描述其功耗。當前，能源緊缺問題日益嚴峻，提升電梯的等機電設備的能源使用效率變得尤為關鍵，機電設備的能耗研究正在深入地開展與進行當中，同時國家相繼頒布了多個能效標準，為機電設備的能耗研究提供有力的幫助與支持，并取得了突破性的進展。

相比于工業(yè)機電設備，電梯在能源效率等級劃分和技術(shù)標準的制定還處于初始階段，電梯行業(yè)的能效標準并不規(guī)范，目前，電梯設備的能效評價正沿著電梯能耗測量、能耗值估算以及能源效率評價等方面進行研究[1]。

2 電梯能效評價方法的建立

對電梯能效進行評價可以為電梯選購人員提供所需資料參考與依據(jù)，幫助企業(yè)準確了解電梯能效情況，為節(jié)能電梯的設計與研發(fā)奠定基礎，推動電梯技術(shù)不斷進步。鑒于上述目標的實現(xiàn)取決于電梯能效評價方法的合理性與科學性，因而必須對電梯能效評價進行科學合理的建立。從電梯本身能耗特性與電梯使用情況兩方面考慮，構(gòu)建適用于多種類型電梯的能效評價方法。首先，對電梯使用場所的客流交通情況進行分析，由于建筑功能與用途的不同因而客流交通情況也不相同，按照使用功能可以將電梯使用場所劃分為辦公樓、商業(yè)樓、圖書館、住宅等。辦公樓一般在上下班時間是電梯使用高峰期，住宅建筑一般是在上下班時間和休假時間電梯使用最為頻繁，商業(yè)樓通常在周末、節(jié)假日使用最多。了解這一情況后，對電梯進行選型，選定電梯規(guī)格，計算建筑物交通規(guī)模與電梯平均運行間隔，平均運行間隔計算按照公式INT=RTT/M，RTI=T1+TD+TP+TL進行，以5 min為單位計算電梯輸送能力，根據(jù)計算結(jié)果，完成電梯選型。建立能效評價模型。根據(jù)電梯能效影響因素（包括電梯能耗）分析，以住宅建筑為例做出一系列假設，如假設住宅安裝有一臺電梯，每樓層有3住戶，每戶3人，電梯規(guī)格為速度2.6 m/s，額定荷載800 kg等，利用相關公式求出電梯能耗，再通過各公式化簡最終構(gòu)建出電梯能效評價模型如下：

該模型可以對曳引電梯、自動扶梯、液壓電梯等多種電梯能效進行有效評價。

3 電梯能效的評價指標

通常指標為，平均每次電梯運行的能量損耗、在固定的行程中電梯以相同速度運行時的能耗、電梯能效系數(shù)及電梯噸數(shù)的耗電量、電梯千米的耗電量、時間固定的能耗等評價指標。因其的實用性，一些標準已被合理使用。曳引電梯在能效評價指標的選取中前3種能效說明特定情況之下電梯能效情況，不能客觀地將所有場合的電梯能效進行評價[2]。

4 曳引電梯能效提高的途徑

4.1 引進先進的節(jié)能技術(shù)

機械電子工業(yè)及材料加工業(yè)不斷地發(fā)展促使電梯技術(shù)也隨之有了日新月異的進步。VVVF驅(qū)動方式、永磁同步曳引機、能量回饋裝置、微機控制系統(tǒng)、節(jié)能照明裝置、群控策略、復合曳引繩、能量回饋裝置及無機房電梯等成為了電梯各個部位零件的先進節(jié)能技術(shù)。根據(jù)電梯曳引系統(tǒng)電機進行四象限運行的工作原理，發(fā)電狀態(tài)為空載上行的電梯與重載下行的電梯，對于其普通的變頻裝置，電能無法回饋到電網(wǎng)中，制動電阻消耗一部分電能，IGBT和智能模塊IPM組成的電路接受到了電網(wǎng)中的能量回饋，直流逆變成三相的交流電。這樣就降低了電梯的總能耗。因永磁同步電機利用永磁材料為之提供勵磁磁場，不再需要無功勵磁電流，顯著地提高了功率因數(shù)，減小了定子電流與電阻的消耗，也在運行穩(wěn)定時拋開了轉(zhuǎn)子電阻的損耗，從而減小風扇磨損，將效率提高了20%～80%[3]。

4.2 合理設置曳引電梯運行參數(shù)

曳引電梯硬件配置參數(shù)直接影響到電梯能耗，就電梯最大加速度而言，電梯的舒適感和運行效率均受到電梯最大加速度的影響，在電梯最大速度保持不變的情況下，電梯的能耗直接要受到勢能變化影響，重載上行時，因處于電動狀體，隨著電梯最大加速度的增大，勢能會逐漸變小，在制動階段，電梯能耗也會相應較小，反之，則會增大能耗。因此，應充分曳引電梯的運行參數(shù)，其對能耗的影響較大，通過對曳引電梯額定速度、爬行時間等參數(shù)進行限定，也能夠在一定程度上降低能耗。關于能效的提高，除了與曳引電梯能耗特性存在關聯(lián)外，還與使用情況有關，在完善電梯設計、合理選型的基礎上，其重點應是對電梯的運行進行優(yōu)化，在使用階段，應通過定期維修保養(yǎng)、引導客流等方法來提高能效，其中定期維修保養(yǎng)具體措施為：根據(jù)設備所能接受的最小的加速度和減速度進行參數(shù)設定，保持較小的爬行距離和導軌的潤滑，在客流較小狀況下，可通過調(diào)整服務電梯數(shù)量，即分流來降低電梯總能耗[4]。

5 結(jié)語

通過對曳引電梯能效評價方法的深度探究，我們可以得出結(jié)論，電梯對于能量的耗用與電梯的配置情況有緊密的聯(lián)系，而且還與建筑結(jié)構(gòu)，電梯數(shù)量和電梯布局及建筑客流情況、電梯調(diào)度等情況也對電梯存在一定程度的影響，因此，在測量耗能與評價能效時，要考慮更多的因素。該文對有些電梯能效問題因時間倉促的關系及自身水平的限制，未能進行更加深入剖析。希望有關專業(yè)人士要對曳引電梯能效評價方法上進行更加清晰，更加權(quán)威，更有力度的探索，為我國的電梯事業(yè)，在電梯能效評價方法上做出杰出的貢獻。

參考文獻

[1] 李常磊.曳引電梯能效評價方法研究[D].長安大學，2014.

[2] 余師棠.電梯能效測量儀設計與實現(xiàn)[D].華南理工大學，2010.

[3] 朱春明，張捷，何永勝.電梯的能效測試和評價方法研究[J].節(jié)能技術(shù)，2012（3）：236-238.

[4] 游君子.電梯能效監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設計[D].華南理工大學，2012.