曳引电梯能效评价方法研究

特种设备管理 2016-07-21 16:01:59
  迅速增长的电梯数量,提高了人们对于电梯耗能的关注度,为了响应国家节约资源的号召,将能源发展战略放在突出位置上,电梯能效评价方法成为首当其冲的研究目标。电梯能效评价在业内始终没有统一标准,造成电梯企业与消费者盲目应对的局面,制约对电梯行业的发展,针对此种状态,该文将对电梯能效评价的方法进行深度探究,划分出电梯能效等级,并提出行之有效的解决方案以供参考。 
  1 电梯能效评价方法的概述 
  电梯作为重要的机电设备,其能源使用效率与住宅能耗之间有着密切的联系。铭牌法、电流法、统计法以及轴扭矩法是主要的能效评价办法,以上几种办法都具有各自的优势和不足,主要受到成本、精度以及抗干扰能力的影响,需要在能效评价当中加以考虑分析。为了提升能效评价的测试精度和抗干扰能力,一般联合两种或两种以上的能效评价办法。目前,随着机电设备能效指标受到关注和重视,对于电梯能效评价的标准和技术规范的要求也就越高。参考欧洲、北美以及意大利宽带设备能效标准,另外还包括我国的华为公司宽带设备能效规范,进行综合分析,对单位线路功耗、标准功耗、宽带设备能效指数等能效指标予以明确和规范,成为更加简洁规范的机电设备能效评价标准。合理配置电信设备系统,并准确描述其功耗。当前,能源紧缺问题日益严峻,提升电梯的等机电设备的能源使用效率变得尤为关键,机电设备的能耗研究正在深入地开展与进行当中,同时国家相继颁布了多个能效标准,为机电设备的能耗研究提供有力的帮助与支持,并取得了突破性的进展。 
  相比于工业机电设备,电梯在能源效率等级划分和技术标准的制定还处于初始阶段,电梯行业的能效标准并不规范,目前,电梯设备的能效评价正沿着电梯能耗测量、能耗值估算以及能源效率评价等方面进行研究[1]。 
  2 电梯能效评价方法的建立 
  对电梯能效进行评价可以为电梯选购人员提供所需资料参考与依据,帮助企业准确了解电梯能效情况,为节能电梯的设计与研发奠定基础,推动电梯技术不断进步。鉴于上述目标的实现取决于电梯能效评价方法的合理性与科学性,因而必须对电梯能效评价进行科学合理的建立。从电梯本身能耗特性与电梯使用情况两方面考虑,构建适用于多种类型电梯的能效评价方法。首先,对电梯使用场所的客流交通情况进行分析,由于建筑功能与用途的不同因而客流交通情况也不相同,按照使用功能可以将电梯使用场所划分为办公楼、商业楼、图书馆、住宅等。办公楼一般在上下班时间是电梯使用高峰期,住宅建筑一般是在上下班时间和休假时间电梯使用最为频繁,商业楼通常在周末、节假日使用最多。了解这一情况后,对电梯进行选型,选定电梯规格,计算建筑物交通规模与电梯平均运行间隔,平均运行间隔计算按照公式INT=RTT/M,RTI=T1+TD+TP+TL进行,以5 min为单位计算电梯输送能力,根据计算结果,完成电梯选型。建立能效评价模型。根据电梯能效影响因素(包括电梯能耗)分析,以住宅建筑为例做出一系列假设,如假设住宅安装有一台电梯,每楼层有3住户,每户3人,电梯规格为速度2.6 m/s,额定荷载800 kg等,利用相关公式求出电梯能耗,再通过各公式化简最终构建出电梯能效评价模型如下: 
  该模型可以对曳引电梯、自动扶梯、液压电梯等多种电梯能效进行有效评价。 
  3 电梯能效的评价指标 
  通常指标为,平均每次电梯运行的能量损耗、在固定的行程中电梯以相同速度运行时的能耗、电梯能效系数及电梯吨数的耗电量、电梯千米的耗电量、时间固定的能耗等评价指标。因其的实用性,一些标准已被合理使用。曳引电梯在能效评价指标的选取中前3种能效说明特定情况之下电梯能效情况,不能客观地将所有场合的电梯能效进行评价[2]。 
  4 曳引电梯能效提高的途径 
  4.1 引进先进的节能技术 
  机械电子工业及材料加工业不断地发展促使电梯技术也随之有了日新月异的进步。VVVF驱动方式、永磁同步曳引机、能量回馈装置、微机控制系统、节能照明装置、群控策略、复合曳引绳、能量回馈装置及无机房电梯等成为了电梯各个部位零件的先进节能技术。根据电梯曳引系统电机进行四象限运行的工作原理,发电状态为空载上行的电梯与重载下行的电梯,对于其普通的变频装置,电能无法回馈到电网中,制动电阻消耗一部分电能,IGBT和智能模块IPM组成的电路接受到了电网中的能量回馈,直流逆变成三相的交流电。这样就降低了电梯的总能耗。因永磁同步电机利用永磁材料为之提供励磁磁场,不再需要无功励磁电流,显著地提高了功率因数,减小了定子电流与电阻的消耗,也在运行稳定时抛开了转子电阻的损耗,从而减小风扇磨损,将效率提高了20%~80%[3]。 
  4.2 合理设置曳引电梯运行参数 
  曳引电梯硬件配置参数直接影响到电梯能耗,就电梯最大加速度而言,电梯的舒适感和运行效率均受到电梯最大加速度的影响,在电梯最大速度保持不变的情况下,电梯的能耗直接要受到势能变化影响,重载上行时,因处于电动状体,随着电梯最大加速度的增大,势能会逐渐变小,在制动阶段,电梯能耗也会相应较小,反之,则会增大能耗。因此,应充分曳引电梯的运行参数,其对能耗的影响较大,通过对曳引电梯额定速度、爬行时间等参数进行限定,也能够在一定程度上降低能耗。关于能效的提高,除了与曳引电梯能耗特性存在关联外,还与使用情况有关,在完善电梯设计、合理选型的基础上,其重点应是对电梯的运行进行优化,在使用阶段,应通过定期维修保养、引导客流等方法来提高能效,其中定期维修保养具体措施为:根据设备所能接受的最小的加速度和减速度进行参数设定,保持较小的爬行距离和导轨的润滑,在客流较小状况下,可通过调整服务电梯数量,即分流来降低电梯总能耗[4]。 
  5 结语 
  通过对曳引电梯能效评价方法的深度探究,我们可以得出结论,电梯对于能量的耗用与电梯的配置情况有紧密的联系,而且还与建筑结构,电梯数量和电梯布局及建筑客流情况、电梯调度等情况也对电梯存在一定程度的影响,因此,在测量耗能与评价能效时,要考虑更多的因素。该文对有些电梯能效问题因时间仓促的关系及自身水平的限制,未能进行更加深入剖析。希望有关专业人士要对曳引电梯能效评价方法上进行更加清晰,更加权威,更有力度的探索,为我国的电梯事业,在电梯能效评价方法上做出杰出的贡献。 
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