曳引式電梯節能檢測方法及裝置

早在2009 年，我國浙江省就發(fā)布了關(guān)于電梯能源效率的評價(jià)技術(shù)規范，在該標準中明確了電梯能源效率的檢測方法和對能源效率的評價(jià)方法，即噸·千米法。此方法是在電梯一定的工作時(shí)間內，從電網(wǎng)輸入的電能與電梯在規定的工作周期內，轎廂完成運送載荷的運輸量的比值就能準確評價(jià)、確定測試電梯具有的能源效率，測試的過(guò)程中要將電梯在空載狀態(tài)、百分之二十五載荷狀態(tài)、百分之五十載荷狀態(tài)、百分之七十五載荷狀態(tài)以及載荷狀態(tài)下分別進(jìn)行，電梯要分別啟動(dòng)和停止十次，測試的過(guò)程中工作人員還要注意平衡系數對測試結果造成的影響。這種測試方法的優(yōu)勢是能夠對電梯的實(shí)際工作條件進(jìn)行模擬，但是測試過(guò)程較為繁瑣，并且電梯測試的過(guò)程中需要具有各種狀態(tài)的載荷，整個(gè)測試過(guò)程耗時(shí)較長(cháng)。
針對上文中提到測試方法具有的缺點(diǎn)，本文提出了測試過(guò)程簡(jiǎn)捷、測試結果準確的曳引式電梯節能檢測評價(jià)方法，這種方法不用考慮電梯的拖動(dòng)方式、安裝方法以及平衡系數對檢測結果造成的影響。測試過(guò)程中只需要目標電梯在當前的安裝工藝和使用條件下，在正常的平衡系數下，使用相應的測試方法進(jìn)行檢測和評價(jià)。
檢測完成后發(fā)現，即使是一個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家產(chǎn)出的電梯，在技術(shù)性能相同，額定載重不同的情況下，其實(shí)際能效等級卻存在較大的區別。這是為什么呢？沒(méi)有安裝使用過(guò)的同種電梯，使用一樣的測試方法進(jìn)行檢測，其能源效率一樣，但經(jīng)過(guò)安裝使用之后，尤其是使用年限較高的電梯，會(huì )受到安裝方法、使用環(huán)境以及平衡系數等多因素的綜合影響，再加上電梯的使用頻率高，運行環(huán)境復雜，長(cháng)此以往電梯的能源效率就會(huì )發(fā)生各種變化，因此，檢測結果存在較大的區別。
一、曳引式電梯能源效率的檢測和評價(jià)方法
（一）空載檢測法的主要原理
根據力學(xué)原理和動(dòng)能定理可以得知，曳引式電梯耗電高的運行狀態(tài)為空載下行和滿(mǎn)載上行，耗電低的運行狀態(tài)為空載上行和滿(mǎn)載下行，對曳引式電梯能源效率的檢測要選擇能耗高的狀態(tài)，因此，本文對空載下行電梯的能源效率進(jìn)行檢測。對于由于平衡系數的減小導致的空載下行能耗降低的情況，采用空載上行能耗來(lái)補償。由于電梯滿(mǎn)載上行的運行狀態(tài)和空載下行的運行狀態(tài)所耗電量較為接近，本次研究沒(méi)有對滿(mǎn)載上行的電梯能源效率進(jìn)行檢測，這也能忽略平衡系數對檢測結果的影響，提升檢測過(guò)程的可操作性。在選擇好曳引式電梯節能檢測方法之后，就需要對測試行程進(jìn)行確定，我們都知道能耗同功率和時(shí)間有一定的關(guān)系，而功率同載重有關(guān)系，時(shí)間決定了電梯的運行行程。因此，電梯在相同的運行速度和載重狀態(tài)下運行，通過(guò)檢測電梯的實(shí)際行程就能對曳引式電梯進(jìn)行有效的能源效率評價(jià)。對全國各地電梯的運行情況進(jìn)行調查分析，終發(fā)現建筑物電梯的額定速度同建筑物的高度有一定的聯(lián)系，如果樓層的高度少于六層，那電梯的額定速度通常低于1 m/s，其中電梯的額定速度同建筑物樓層的高度具有如下關(guān)系。

表一建筑樓層與額定速度關(guān)系
當前建筑物一層的高度通常為三米左右，結合上表就能確定電梯在各額定速度下的具體行程，具體關(guān)系見(jiàn)下表二。

表2 運行行程與額定速度的關(guān)系
（二）空載檢測法的測試方法
下面將對空載檢測法的實(shí)際測試方法進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述：
，檢測人員首先要將電源斷開(kāi)，再把功率計算裝置（或者電能質(zhì)量分析裝置）同主電源的所有連接點(diǎn)的每一相相連接，見(jiàn)下圖一。

圖一 接線(xiàn)圖
第二，連接完成后再對功率計算裝置進(jìn)行調試。
第三，閉合電梯電源開(kāi)關(guān)，將電梯運行到層之后開(kāi)始檢測，曳引式電梯在空載的狀態(tài)下運行到樓層頂部后，再返回到樓層層完成檢測，工作人員要對電梯的實(shí)際能耗進(jìn)行記錄，這個(gè)檢測過(guò)程中必須保證曳引式電梯的運行不能受到外界環(huán)境的影響。
第四，重復上述過(guò)程三次，再對終測試結果取平均值就是電梯的終能耗，記為W1，電梯的運行行程記為H1。
第五，為了保證整個(gè)測試過(guò)程的一致性，運行行程不滿(mǎn)足上文表二的電梯，工作人員需要對電梯進(jìn)行修正，其中要根據下列公式進(jìn)行修正。
W=W1+(W1 － W2)×(H0 － H1)/(H1 － H2)
二、對電梯能源效率檢測裝置的簡(jiǎn)要分析
電梯的能源效率檢測裝置的工作機理和結構圖見(jiàn)下圖二、三。

圖二 能源效率檢測裝置工作機理

圖三 電梯能效檢測裝置結構
上圖二為電梯能源效率檢測裝置的實(shí)際工作機理，該裝置通過(guò)三個(gè)電流傳感裝置獲取電流信號，電流傳感裝置對主電路中電流的變化進(jìn)行檢測，再將變化情況通過(guò)電信號的方式傳遞給主控制裝置，電壓信號通過(guò)三個(gè)電壓鉗同主開(kāi)關(guān)位置獲得，再經(jīng)過(guò)調理電路后傳遞給主控制裝置。電能計量模塊對主控制裝置接受的電流信號和電壓信號以及相應的相位關(guān)系進(jìn)行綜合計算。測量模式模塊對本次測量模式進(jìn)行設定后啟動(dòng)檢測，電梯按照設定模式運行相應周期后，啟動(dòng)智能計算模塊進(jìn)行能耗計算分析電梯的平均能耗值和單次能耗值。檢測人員后將電梯的實(shí)際運行行程輸入之后，再結合能效等級計算模塊進(jìn)行對電梯的實(shí)際能源效率等級做出準確的評價(jià)，終再通過(guò)人機交互模塊將檢測結果顯示出來(lái)。
上圖三為電梯能源效率檢測裝置的基本結構，其是由主控CPU、電流傳感裝置、電壓傳感裝置、人機交互接口以及儲存裝置等構成。電能計量模塊能夠對電梯在一定行程內的實(shí)際電量消耗進(jìn)行測量，模式設定模塊能夠對單次測量和多次測量進(jìn)行轉換。
三、總結語(yǔ)
電梯為人們的出行提供了巨大的方便，人們的日常生活離不開(kāi)對電梯的使用。研究人員必須對電梯節能檢測方法給予足夠的重視，加大對相關(guān)方法和裝置的研究力度，只有這樣才能有效降低電梯運行能耗，為人們日常生活提供便利。