浅析现今电梯能耗检验方法

摘要：电梯耗电量巨大，是高层建筑最大能耗设备之一。随着电梯行业技术的不断发展和我国节能减排政策的不断落实，我国节能电梯产量占电梯总产量的比例不断增大。为配合国家有关建筑物节能政策的实施，各地方政府纷纷出台了电梯更换或改造计划，将到期需更换的电梯，通过更换或技术改造替换成节能电梯。由此可见，国家对节能电梯节能的重视度非常高，预计未来两年内电梯能效检测的需求也将迅速增长。

关键词：电梯；能耗；测量；计算

1、引言

随着全国经薪的快速发展，城市中高层建筑不断涌现。作为高层建筑必备的垂直交通工具之一，在用电梯的数量也不断地攀升。巨大的电梯能耗已经引起社会和政府职能部门的密切关注。

2、电梯大能耗的分析

电梯的能耗包括：曳引系统的能耗、驱动装置的能耗、门机系统的能耗、控制器和显示器的能耗、电梯轿厢内照明和通风系统的能耗以及电梯内其它电气设备的能耗。电梯的能耗主要集中在曳引驱动装置上，占总能耗的70%以上，但是电梯的能耗与普通电动机的能耗存在很大区别。电梯通常配有对重装置，当电梯上行的时候，电梯的能耗随着载荷的增加而增加：当电梯下行的时候，电梯的能耗随着载荷的增加反而减小。电梯的能耗随着行程的增加而变大。对于具有能耗回馈功能的电梯，在电梯轻载上行和重载下行的过程中，电梯还可以向电网供电。

对于特定电梯，具体工况下的能耗主要是由载荷、行程和运行方向等决定。如果隔层服务方式的电梯的可服务搂层的数量为n.那么行程种类的数量可以达到n（n -1）。同时，电梯的载荷也随着乘客的数量而变化。电梯能耗测量的难点在于电梯运行行程的多样性和载荷的随机性。

随着电力电子技术的迅猛发展，大量非线性负载、晶闸管控流设备，变频器等半导体变流装置加入电网，使供电网络中的波形产生了畸变。由于谐波电流和谐波电压在定子绕组、转子回路及转子铁心中产生附加损耗，从而降低电梯的运行效率。因此，在电梯能耗的测量中还需要测量电压总谐波畸变率THDu和电流总谐波畸变率THDi。

3、电梯能耗测量方法

根据电梯在具体工况下的运行特点将能耗分为启动能耗Wstart、匀速运行能耗Weven、制动能耗Wstop，开关门能耗Wdoor、待机能耗Wstandby（不包括轿厢内的能耗）和轿厢内的能耗Wcar（照明、风扇或空调、显示装置等）。分别进行上述各部分能耗的测量，得：

W=Wstart+Weven+Wstop+Wdoor+Wstandby+Wcar

启动能耗、匀速运行能耗和制动能耗主要与载菏、运行方向、开始楼层和目标楼层有关，是电梯能耗测量的难点。为了全面了解电梯的能耗情况，首先建立启动能耗、匀速运行能耗、制动能耗与载荷之间的相关联系，简化载荷的测量数量。采用均分的原则，将测量的载菏选择为：额定载荷的0%、25%、50%、75%和100%。然后建立启动能耗与开始楼层以及制动能耗与目标楼层的相关联系、开始楼层和目标楼层位置不同和载荷变化量的相关联系.从而简化测量行程的数量。

电梯开关门的能耗主要与开关门的时间长短有关。使电梯停靠在某层站，人工使电梯门机系完成至少3次开关门动作，记录该过程。为了便于分辨开关门的动作，相邻2次开关门之间至少间隔10 s。

对于特定的电梯，休眠状态、待机功率和轿厢内照明装置和通风系统的功率比较稳定。使电梯停靠在某层站，记录10Min左右的能耗数据，即电梯待机和体眠的能耗数据。由于电梯轿厢内照明装置和通风系统是通过单独的电路连接单相交流电源，所以这部分能耗可以使用单瓦特法进行测量。

此外，特定电梯的电压总谐波畸变率THDu和电流总谐波畸变率THDi.主要与曳引装置的负载情况有关，即与电梯的载荷情况有关。需要分别测量电梯在额定载荷的。0%、25%、50%、75%和100%下，全程上行、全程下行的电流和电压的畸变情况。

4、实验测量

根据电梯能耗的分析、测量原理和测量方法，对安装在某建筑物内的l台电梯进行了能耗的测量。被测电梯的主要参数为：额定载荷l 350 kg；额定速度2.5 m/s；提升高度52.8m；搂层同距3.3 m：层/站/门数17/17/17。

为了了解启动行程与启动能耗的关系以及制动行程与制动能耗的关系，需要测量电梯达到额定速度之前的所有工作行程。通过电梯的额定速度和加速度曲线估算出电梯达到额定速度的最小行程约为11m，即运行近4个楼层才能达到额定速度，该测量行程设置为：1F_.2F-4F-7F-l1F-16F-17F-16F-11F- 7F-4F-2F-1F。为了了解开始楼层和目标楼层的位置对启动能耗和制动能耗的影响，需要测量在不同位置启动时可以达到额定速度的行程，所以该测量行程设置为：1F_5F_13F_17F_13F_5F_1F。为了了解开始楼层和目标楼层的位置对匀速运行能耗的影响，需要测量该电梯的全程，所以该测量行程行程设置为1F-17F-1F，测量载荷为：额定载荷的0%，25%，50%，75%和100%。

5、电梯检验检测技术趋势

（1）绿色化

“绿色低碳“是21世纪发展的主流色调。电梯检测技术也应该朝着绿色化方法发展，低碳环保理念应该是未来电梯发展的总趋势。发展趋势主要有如下：首先要不断改进电梯检测设备的设计，生产环保型低能耗的电梯检测设备。

（2）智能化

随着计算机技术和网络技术的快速发展，电梯检测也将会向智能化和集成化的方向发展。电梯检测工作是一个危险的行业，很多检验工作具有定的危险性。如果利用机器人替代人进行各种检验，首先可以大大提高电梯检测效率，也可以降低检测人工成本。

（3）远程化

电梯困人故障是电梯使用中最主要的安全事故。20世纪80年代初电梯厂商为电梯设计了相关监视系统，但检测系统只限于电梯所在大楼内，且一般由保安负责，一旦电梯困人，还得通知专业人员来解困，这极大的降低了救援效率。为远程监控系统解决了这一问题，远程监控系统集通讯、故障诊断、微处理机为一体，它可以通过市话线路传递电梯的运行和故障信息到远程服务中心（即电梯远程监控维修中心），使维修人员知道电梯问题所在并去处理。

6、总结

目前，我国电梯能效标准尚未出台，主要原因是电梯能效测试方法与能效评价指标尚未确定。电梯与其他能耗产品最大区别是，电梯耗电量除了与本身配置有关外，还与运行工况密切相关。运行次数不同、载重量不同、运行速度不同都会导致电梯耗电量的不同，这些因素的存在加大了电梯能效标准出台的难度。

经过中国特种设备检验协会与各地特种设备检测院的努力，已推出了“空载法”和“加码法”两种测试电梯能耗的方法，把单位重量提升一定的距离作为能耗的一个衡量指标，这两种技术将是未来我国电梯能效检测的发展重点。

参考文献：

[1]孙立新 关于电梯能效评价的探讨。中国电梯，2008，19（4）43-45

[2]上海驰昂咨询，2007-2008中国电梯市场研究年度报告。上海驰昂咨询，2008