冀翠蓮，劉曉鵬，甘信廣，孫亞林，任傳磊

（1.山東城市建設職業(yè)學院，濟南 250000；2.山東省工業(yè)設備安裝集團有限公司，濟南 250000）

1 引言

隨著建筑層數(shù)的增加，電梯的運行高度隨之增加，而電梯機房通常設在建筑物的頂層，四周都暴露在空中。尤其夏季高溫天氣，機房內溫度可達60 ℃左右，控制柜附件溫度可達78 ℃，甚至更高，這對機房控制元件的運行帶來諸多隱患。特種設備安全技術規(guī)范TSG T7001－2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強制驅動電梯》第十五條規(guī)定：對電梯整機進行檢驗時，檢驗現(xiàn)場應當具備以下檢驗條件：機房或者機器設備間的空氣溫度保持在5～40 ℃。但是實際使用中，大部分機房溫度遠遠超過該標準，導致電梯運行存在諸多不安全因素，多表現(xiàn)為控制板異常，如電梯運行中突然停梯關人，電梯運行到門區(qū)不開門或不關門，電梯運行到門區(qū)不換速等；電子元器件損壞；曳引電動機、減速器性能變差等[1]。目前，夏季高溫天氣機房溫度過高時，一般采取自然通風和裝設空調2種方式?？照{設備投資大，運行成本高，而且對環(huán)境造成不可逆轉的破壞，進一步加重了全球氣候問題[2]，一旦檢修不及時，空調運行出現(xiàn)故障，就可能發(fā)生電梯機房溫度短時間迅速升高，導致事故發(fā)生，因此，電梯機房配置空調比例相對較低；而排風扇因價格優(yōu)勢，安裝比例較高，但是運行環(huán)境溫度高，噪聲大，降溫效果有限。因此，在保證各種設備的安全運行的同時，必須減少對環(huán)境造成的各種污染，達到節(jié)能減排的目標[3]。

2 自然冷源降溫機理

項目規(guī)劃是針對濟南市多個小區(qū)的高層建筑頂層機房和地下車庫溫度的測量，發(fā)現(xiàn)溫度相差很大，尤其是夏天，地下3層車庫的最低溫度達到22.4 ℃，建筑頂層的建筑機房溫度高達78 ℃，圖1 和圖2 是在6 月底測得的實際溫度。

圖1 機房溫度

圖2 地下室溫度

基于大溫差原理，開發(fā)了地下空間冷源在電梯機房新型節(jié)能降溫系統(tǒng)。

3 自然冷源降溫裝置設計

本系統(tǒng)產(chǎn)品主要由風機、輸送風管及附件、過濾器、感溫系統(tǒng)、主控板、數(shù)據(jù)遠傳裝置等組成。在地下空間冷源處與電梯機房內各安裝一臺風機，將地下空間冷源輸送至電梯機房進行降溫。系統(tǒng)模型圖如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)模型圖

系統(tǒng)工作流程圖如圖4 所示，在電梯控制柜附近設置感溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)將感應的溫度信號轉化成電信號，傳送到風機主控板，根據(jù)設定的溫度啟停風機，當控制柜環(huán)境溫度高于設定值時，風機啟動，當?shù)陀谠O定值時，風機停止，達到節(jié)能降溫的效果，同時由于風機直接對著控制柜送風，起到清潔的效果。同時，控制柜附近設置的感溫系統(tǒng)還具有異常高溫報警裝置，該裝置將檢測到異常高溫信號，及時傳遞到移動設備，值班人員及時查看，避免意外故障的發(fā)生。

圖4 系統(tǒng)工作流程圖

電梯機房溫度的控制是關系到整個電梯控制和安全運行的重要因素，當下，很多老舊電梯機房仍通過排風扇降溫，不但噪聲大，而且降溫效果不理想。新型降溫系統(tǒng)充分利用地下空間冷源，解決了傳統(tǒng)電梯機房降溫效果不理想、不環(huán)保的問題，并將以太網(wǎng)通信技術引入其中，確保電梯機房內溫度的實時監(jiān)控，保證了機房內設備的安全性，充分響應未來電梯行業(yè)發(fā)展“綠色節(jié)能”和“安全”兩大主題，開創(chuàng)了國內利用地下空間冷源進行機房降溫的先例。

4 自然冷源降溫裝置設計方案

4.1 本系統(tǒng)采用的主要產(chǎn)品特點及要求

4.1.1 風機

采用變頻馬達風機，不但省電節(jié)能，還能保持在平穩(wěn)運行的同時高效率工作。該產(chǎn)品具有抗氧化，高可靠性，高承載能力，高精度引導，低摩擦，耐高溫，耐潮濕的特點；接線盒防漏水，不易老化，使用長久等優(yōu)點。

4.1.2 輸送風管及附件

管道選擇PVC 材質。主要成分為聚氯乙烯，耐腐蝕、耐用。在制造過程中添加增塑劑、抗老化劑等一些輔助材料來增強其耐熱性、韌性、延展性，而且PVC 管還具有結實耐用、內壁光滑，風阻小的優(yōu)點，保證風量能輸送到較遠的距離。

4.1.3 感溫系統(tǒng)

采用環(huán)氧樹脂一次性包封而成，體積很小，具有測量溫度靈敏、反應速度快、精度高等優(yōu)點。阻燃外殼經(jīng)久耐用，防塵蓋能有效防止灰塵進入。

4.1.4 短信報警模塊

設置短信報警模塊，PLC 通過DO 點將報警信息連接到短信報警模塊，模塊中插入電話卡，可設置發(fā)短信給值班人員。

4.2 方案設計原則及降溫效果

基于該項目的功能特點及國家政策相關要求,在方案設計時要符合下列要求[4]：（1）保證設備運行安全；（2）充分利用可再生能源；（3）系統(tǒng)投資、運行經(jīng)濟合理；（4）降低能源消耗,減少碳排放。本系統(tǒng)產(chǎn)品針對不同的樓層高度采用不同的產(chǎn)品配置方案。

方案一：對于10 層及以下建筑選用HF-80 節(jié)能風機和80 mm 的PVC 管道；

方案二：對于10 層以上及20 層以下建筑選用HF-100 節(jié)能風機和100 mm 的PVC 管道；

方案三：對于20～35 層的建筑選用HF-120 節(jié)能風機和120 mm 的PVC 管道。

為確保達到預期的降溫效果，該方案是基于樓層越高而需要的風壓越大而設計的，但是考慮到安裝的方便性，盡量使風機出口和管道直徑保持一致，以減少輸送阻力。

以濟南市高新區(qū)國際會展中心附近20 層樓房為例，配置送風量為1 000 m3/h 的軸流風機，于9 月份實測機房和地下空間的溫度，具體測定數(shù)據(jù)見表1。

表1 降溫速度測定

本系統(tǒng)出口溫度為24.0 ℃，控制柜初始溫度為78.0 ℃，測定總時長為30 min，降溫速度1.32 ℃/min，滿足電梯機房設備運行環(huán)境溫度在5～40 ℃內，提高了設備運行的安全性。

5 自然冷源利用降溫裝置的優(yōu)點

5.1 能耗低

根據(jù)樓層高度設置組裝方案，以20 層樓房（高度包括地下室、建筑、機房之和約74 m）為例，經(jīng)投資核算，本降溫裝置與裝設同樣效果的空調相比，投資低，耗電量低。

5.2 功能多

降溫系統(tǒng)是針對機房主控柜進行降溫的，散熱快而又兼具除塵功能；而空調是針對整個機房降溫，不能根本解決主控板散熱問題，部分機房還需要配置落地扇給主控柜降溫，投入成本及運行成本進一步提高。

5.3 綠色環(huán)保

利用地下空間冷源進行機房主控柜散熱，在保證綠色能源應用的同時，確保電梯運行的穩(wěn)定性，真正做到對用戶的安全防護，引領電梯綠色環(huán)保安全運行新時代。

6 結語

本產(chǎn)品針對電梯機房主控柜進行降溫，從根本上解決了散熱問題，可以有效保證夏季高溫天氣機房主控板附近空氣溫度在40℃內，最終消除或減少因高溫引發(fā)的各種故障，更好地保障電梯的安全運行。