曳引電梯能效評價方法研究

龔玥

摘 要：隨著社會的高速發展，人類對于空間的開拓，偉大的人類發明了垂直交通工具：曳引電梯。在我國，電梯的生產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，電梯設備能效指數水平已經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

迅速增長的電梯數量，提高了人們對于電梯耗能的關注度，為了響應國家節約資源的號召，將能源發展戰略放在突出位置上，電梯能效評價方法成為首當其沖的研究目標。電梯能效評價在業內始終沒有統一標準，造成電梯企業與消費者盲目應對的局面，制約對電梯行業的發展，針對此種狀態，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系。銘牌法、電流法、統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規范的要求也就越高。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、寬帶設備能效指數等能效指標予以明確和規范，成為更加簡潔規范的機電設備能效評價標準。合理配置電信設備系統，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。

相比于工業機電設備，電梯在能源效率等級劃分和技術標準的制定還處于初始階段，電梯行業的能效標準并不規范，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，幫助企業準確了解電梯能效情況，為節能電梯的設計與研發奠定基礎，推動電梯技術不斷進步。鑒于上述目標的實現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，商業樓通常在周末、節假日使用最多。了解這一情況后，對電梯進行選型，選定電梯規格，計算建筑物交通規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，根據計算結果，完成電梯選型。建立能效評價模型。根據電梯能效影響因素（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、電梯能效系數及電梯噸數的耗電量、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 引進先進的節能技術

機械電子工業及材料加工業不斷地發展促使電梯技術也隨之有了日新月異的進步。VVVF驅動方式、永磁同步曳引機、能量回饋裝置、微機控制系統、節能照明裝置、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能技術。根據電梯曳引系統電機進行四象限運行的工作原理，發電狀態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，減小了定子電流與電阻的消耗，也在運行穩定時拋開了轉子電阻的損耗，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

曳引電梯硬件配置參數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，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化，在使用階段，應通過定期維修保養、引導客流等方法來提高能效，其中定期維修保養具體措施為：根據設備所能接受的最小的加速度和減速度進行參數設定，保持較小的爬行距離和導軌的潤滑，在客流較小狀況下，可通過調整服務電梯數量，即分流來降低電梯總能耗[4]。

5 結語

通過對曳引電梯能效評價方法的深度探究，我們可以得出結論，電梯對于能量的耗用與電梯的配置情況有緊密的聯系，而且還與建筑結構，電梯數量和電梯布局及建筑客流情況、電梯調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。希望有關專業人士要對曳引電梯能效評價方法上進行更加清晰，更加權威，更有力度的探索，為我國的電梯事業，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[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].節能技術，2012（3）：236-238.

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