彭輝

(廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院惠州檢測(cè)院,廣東 惠州 516001)

曳引驅(qū)動(dòng)電梯作為現(xiàn)代建筑中最主要最常見的一種電梯類別，主要就是通過曳引系統(tǒng)完成電梯的正常升降。曳引驅(qū)動(dòng)電梯在運(yùn)行過程中會(huì)耗費(fèi)大量的能源，加強(qiáng)對(duì)曳引驅(qū)動(dòng)電梯的能耗研究是提升電梯設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要措施與手段。以下主要綜合曳引驅(qū)動(dòng)電梯的狀況對(duì)能耗構(gòu)建進(jìn)行了分析，探究了一些具有節(jié)能意義的措施與手段。

1 曳引驅(qū)動(dòng)電梯工作原理與能耗特征

1.1 曳引驅(qū)動(dòng)電梯工作原理

電梯作為一項(xiàng)系統(tǒng)的、復(fù)雜的特種設(shè)備，在運(yùn)行過程中各種外在因素都會(huì)對(duì)電梯產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致電能的消耗，甚至可能會(huì)導(dǎo)致一些安全隱患問題出現(xiàn)。對(duì)此，在曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行過程中必須要基于其實(shí)際狀況系統(tǒng)分析，綜合探究模型構(gòu)建內(nèi)容，基于各種信息數(shù)據(jù)強(qiáng)化分析，進(jìn)而直觀的了解電梯能源的消耗狀況，采取合理的措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

電梯作為一種特種設(shè)備為人們的日常出行以及工作開展、運(yùn)輸帶來了積極的作用。曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行過程中主要就是基于其核心構(gòu)成內(nèi)容的對(duì)重裝置實(shí)現(xiàn)曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行的穩(wěn)定與平衡，減少具備存在的負(fù)重問題與現(xiàn)象，提升電梯運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。同時(shí)，在曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行過程中其周邊存在一些電纜，這些電纜主要的作用就是維持電梯內(nèi)部運(yùn)行的正常供電以及通信。如果曳引驅(qū)動(dòng)電梯處于工作的狀態(tài)，整個(gè)轎廂的側(cè)面以及對(duì)重的側(cè)面周邊的電纜就會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化，主要就是因?yàn)橐芬唭蛇叺匿摻z繩承重狀況受到影響，導(dǎo)致其隨著電纜長度的改變也出現(xiàn)了一定的變化（圖1）。

1.2 曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗特征

曳引驅(qū)動(dòng)電梯雖然在實(shí)踐中具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是其存在的能耗問題也較為嚴(yán)重，在運(yùn)行過程中因?yàn)殡娞莺卸喾N電梯裝置，其自身的能耗需求較大。其中電梯涵蓋了驅(qū)動(dòng)設(shè)備、控制顯示裝置系統(tǒng)、門機(jī)系統(tǒng)、曳引電機(jī)系統(tǒng)以及通風(fēng)照明系統(tǒng)等，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中都會(huì)導(dǎo)致大量的能耗問題出現(xiàn)。

圖1 曳引驅(qū)動(dòng)電梯工作原理

同時(shí)，電梯運(yùn)行的調(diào)度方式以及客流的分布狀況等因素在電梯的運(yùn)行過程中會(huì)導(dǎo)致一些能耗消耗問題出現(xiàn)。在電梯運(yùn)行過程，在客流的高峰期，電梯的運(yùn)行狀態(tài)呈現(xiàn)持續(xù)的高效運(yùn)行狀態(tài)，這樣就會(huì)消耗大量的能量。

2 曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗建模分析

2.1 電梯設(shè)備能耗模塊

曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗建模作為一種對(duì)能源消耗進(jìn)行判斷的重要方式與手段，在實(shí)踐中主要就是基于系統(tǒng)中各種機(jī)械設(shè)備的配置，綜合電梯轎廂的運(yùn)行狀態(tài)，分析驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出功率以及工藝關(guān)系與手段，對(duì)其進(jìn)行深入分析推算。同時(shí)，在進(jìn)行電梯能耗建模構(gòu)建過程中必須要對(duì)各個(gè)組成部分與內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)分析，綜合探究曳引機(jī)系統(tǒng)、鋼絲繩、對(duì)重系統(tǒng)以及導(dǎo)向輪、轎廂等系統(tǒng)；基于能量守恒的角度對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)分析，在電梯上下運(yùn)行過程中基于其內(nèi)部系統(tǒng)的能量對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)轉(zhuǎn)換分析，了解在電梯內(nèi)部能量運(yùn)行以及轉(zhuǎn)換過程中電梯導(dǎo)軌、空氣阻力以及繩輪傳動(dòng)效率等因素對(duì)電梯能量的消耗與影響。在曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗建模中，必須要綜合具體的流程信息內(nèi)容，綜合其涵蓋的內(nèi)容，綜合分析曳引機(jī)輸出力矩、曳引輪效率參數(shù)、從動(dòng)輪效率參數(shù)、為曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)、角速度參數(shù)、為導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)參數(shù)、動(dòng)慣量參數(shù)、角速度參數(shù)等因素，在構(gòu)建過程中必須要明確如果其對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值出現(xiàn)變化會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電梯運(yùn)行形式的轉(zhuǎn)變。對(duì)此，必須要基于曳引驅(qū)動(dòng)電梯的具體運(yùn)行狀況進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，進(jìn)而保障曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗建模精準(zhǔn)性，為后期節(jié)能方案的制定提供精準(zhǔn)的信息參考。

在進(jìn)行曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗模塊構(gòu)建過程中必須要對(duì)不同系統(tǒng)的各個(gè)能耗狀況進(jìn)行系統(tǒng)分析，了解轎廂運(yùn)行過程的負(fù)荷載、外阻力電梯運(yùn)行狀態(tài)。不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中輸出功率之間存在的函數(shù)關(guān)系。其中在對(duì)電梯進(jìn)行能耗構(gòu)建過程中，可以通過Pout表示具體的輸出功率，利用Mq表示電梯運(yùn)行過程中的轎廂負(fù)載，將v作為電梯轎廂的運(yùn)行速度，利用Σfi則表示整個(gè)電梯運(yùn)行過程中的外阻力因素。在整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能耗模塊構(gòu)建過程中必須要綜合具體狀況進(jìn)行函數(shù)設(shè)計(jì)，了解構(gòu)建輸出力矩、輸出電功率以及輸出速度的函數(shù)關(guān)系；綜合驅(qū)動(dòng)部分的能耗模型進(jìn)行無能量回饋以及有能量回饋信息的構(gòu)建，綜合實(shí)際狀況進(jìn)行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗建模應(yīng)用，在無能量回饋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗模型構(gòu)建過程中，主要通過Pin表示整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際輸入功率。通過對(duì)顯示能耗模塊的控制，就可以了解具體的能耗信息內(nèi)容，而曳引驅(qū)動(dòng)電梯在運(yùn)行過程中的其他能耗信息以及狀況主要就是通過實(shí)測(cè)的方式了解，也可以綜合不同設(shè)備的性能參數(shù)以及指標(biāo)比對(duì)了解其具體的能耗狀況。

2.2 電梯運(yùn)行環(huán)境建模

在曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行過程中，必須要綜合分析其各項(xiàng)運(yùn)行狀況，了解具體的能耗狀況，要綜合不同電梯能耗模型以及建筑物服務(wù)樓層的信息狀況，綜合不同的樓層高度、負(fù)載運(yùn)行狀況、實(shí)際的客流狀況、電梯調(diào)度等因素信息內(nèi)容，了解電梯能耗影響。在曳引驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行過程中，電梯曳引系統(tǒng)、勢(shì)能變化以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際效率變化都會(huì)影響電梯的運(yùn)行速度。在電梯運(yùn)行環(huán)境下，實(shí)際運(yùn)行過程中，電梯控制系統(tǒng)完成理論速度曲線以及實(shí)測(cè)速度曲線的比對(duì)，主要就是基于電梯速度模塊進(jìn)行測(cè)量分析，進(jìn)而了解電梯在運(yùn)行過程中的具體能耗狀況；綜合電梯運(yùn)行環(huán)境信息狀況就可以了解電梯在運(yùn)行過程中的動(dòng)能模型，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電梯能耗進(jìn)行系統(tǒng)分析。

3 曳引驅(qū)動(dòng)電梯的節(jié)能分析

3.1 電梯設(shè)備構(gòu)件節(jié)能

可以綜合電梯能耗建模的各項(xiàng)參數(shù)信息內(nèi)容，對(duì)電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)速裝置進(jìn)行改變，盡可能采用變頻調(diào)速方式，系統(tǒng)優(yōu)化進(jìn)行試點(diǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能；同時(shí)，也可以綜合實(shí)際狀況進(jìn)行電機(jī)的選擇，提升電機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)而增加Pin效果。曳引系統(tǒng)的節(jié)能，主要就是通過減少電梯系統(tǒng)的整體重量，通過提升滑輪組傳動(dòng)效率的既定目標(biāo)與效果，對(duì)其進(jìn)行深入分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能。在進(jìn)行門機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)置過程中必須要綜合實(shí)際狀況進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)門機(jī)的選擇，優(yōu)先采用變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)門機(jī)；而在進(jìn)行電梯的節(jié)能照明、待機(jī)以及顯示等過程中必須要綜合具體狀況，強(qiáng)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

3.2 電梯運(yùn)行中的節(jié)能設(shè)計(jì)

在對(duì)電梯進(jìn)行調(diào)度過程中，要盡可能的應(yīng)用智能化的群控控制方式，綜合電梯的實(shí)際運(yùn)行狀況系統(tǒng)特征分析，增強(qiáng)對(duì)電梯各項(xiàng)基層狀況分析，合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)手段，提高對(duì)電梯運(yùn)行成本的控制；定期進(jìn)行電梯運(yùn)行維護(hù)處理，保障電梯各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定，避免因?yàn)殡娞菰O(shè)備故障導(dǎo)致的電梯能耗增加問題，進(jìn)而在根本上保障電梯節(jié)能效果。

3.3 綜合建筑基本情況，強(qiáng)化節(jié)能設(shè)計(jì)

在選購電梯時(shí)，必須綜合樓宇建筑具體功能以及需求進(jìn)行電梯型號(hào)的選擇，確保電梯可以滿足實(shí)際的承載狀況，減少因承載能力不足導(dǎo)致電梯多次運(yùn)送而增加的能耗；同時(shí)，必須要綜合實(shí)際狀況進(jìn)行空間設(shè)計(jì)，保障電梯設(shè)備的空間充足，安裝合理，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。例如，在進(jìn)行曳引機(jī)電梯房的安裝過程中，就應(yīng)加強(qiáng)對(duì)井道空間的合理處理，綜合具體狀況適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行曳引設(shè)備的選擇，保障空間充足，避免電梯建筑的對(duì)外擴(kuò)張；要綜合分析電梯速度以及轎廂大小，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行減縮處理，保障電梯在穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)之上，做到節(jié)省能耗，充分的凸顯曳引驅(qū)動(dòng)電梯的價(jià)值與效能。

4 結(jié)語

曳引驅(qū)動(dòng)電梯作為現(xiàn)代建筑中廣泛應(yīng)用的一種特種設(shè)備，保有量已超過500萬臺(tái)，在實(shí)際使用中極大地提升了人們?nèi)粘３鲂械男?，給樓宇貨物運(yùn)輸帶來了極大的便利。但現(xiàn)階段，節(jié)能減排依然形勢(shì)嚴(yán)峻、任務(wù)艱巨。強(qiáng)化重點(diǎn)用能設(shè)備節(jié)能管理，意義重大，應(yīng)通過曳引驅(qū)動(dòng)電梯能耗建模對(duì)各項(xiàng)信息指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，了解不同時(shí)段，不同載荷情況電梯運(yùn)行過程中的能耗狀況，綜合信息參數(shù)進(jìn)行節(jié)能措施與手段的設(shè)置，進(jìn)而降低能耗。

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