CN101088896A - 降低电梯设备能耗的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种降低交替处于运行模式和备用模式的电梯设备能耗的装置。在备用模式下，电梯设备与主能量源分离并连至辅助能量源，借助此辅助能量源维持电梯设备的基本功能以使其随后进入运行模式。此装置包括检测装置(19.1)以检测描述电梯设备当前使用状态的使用标准。而且，提供具有微处理器(30)的节能装置(11)以使电梯设备在不执行使用标准而执行备用标准的情况下从运行模式进入备用模式，而在不执行备用标准的情况下从备用模式进入运行模式。

Description

降低电梯设备能耗的方法和装置
技术领域
本发明涉及降低电梯设备能耗的方法和装置。
背景技术
新近的电梯设备如果某段时间不用，其可从运行模式切换至备用模式，有时称作静止模式。
当处于运行模式并处于工作状态时，即当在请求呼叫后电梯轿箱执行至装载站点的空行程或者载客行程时，电梯设备的能耗最高。
当电梯设备仍然处于运行模式但却暂停时，电梯设备的能耗较低。如果电梯设备处于暂停状态，则实际上可以没有延迟地使其进入工作状态。
当电梯设备处于备用模式并因此一定程度上静止(休眠)时，其能耗更低。之后，电梯设备通常与其主能量源例如本地干线分离，并且，根据实施例的相应形式，连接至辅助能量源，例如总线系统的能量源。在此情况下，总线系统可实现为Biobus或者LON总线系统。在备用模式下，基本上仅仅维持基本功能以保证必要的安全性和产生前提条件以便电梯设备能够在有利的时间内从备用模式返回至运行模式。如果电梯设备从备用模式被唤醒并进入运行模式，则其通常只在某延迟时间后进入运行模式。
电梯设备所消耗的总能量中很大的部分，即高于50％的部分分配给电梯设备处于备用模式的时间段。在运行模式下能耗的降低通常是不明显的。因为即使当发生的损失例如摩擦损失降低时载荷提升仍然需要不可降低的能量数量，所以在工作状态只能在有限的程度上实现能耗的降低。在暂停状态能耗确实较小，但是因为电梯设备必须没有时间延迟地准备好使用，所以不能根据需要进一步降低能耗。
只有当备用模式的能耗显著降低特别是当重新进入运行模式所需要的时间不会增加至不可接受的程度时，电梯设备的能耗才可能明显减少。如果从备用模式唤醒所需要的时间保持较少，则可适当改变电梯设备处于暂停状态的运行标准，并且电梯设备因此保持在备用模式中较长时间，而相对于在请求呼叫电梯轿箱之后的等待时间而言用户友好性不会受较大的唤醒。
从JP04327475-A可知一种安全装置，借助此装置，为了节能，只要乘客在电梯轿箱内则可避免中断从干线向电梯设备输送的电流。此安全装置包括灯，此灯只有在乘客处于电梯轿箱内时才工作。在这方面，所关注的装置不能有效地管理电梯设备。
发明概述
本发明的目的在于：
-提供一种改进的降低电梯设备能耗的方法，通过此方法可大量节能，以及
-创造一种实现此方法的装置，此装置还可用于改装现有的电梯设备。
本发明的一个方面通过提供一种降低交替处于运行模式或者备用模式的电梯设备能耗的方法来实现，根据所述方法，由检测装置检测使用标准，以及由模式变更装置改变电梯设备的模式，即：在不执行使用标准而执行备用标准的情况下从运行模式进入备用模式，而在不执行备用标准的情况下从备用模式进入运行模式。
其中，至少当乘客处于电梯轿箱中并因此所述电梯设备保持在运行模式时执行所述使用标准。
其中，监控向电梯轿箱的灯供应的电能以监控所述使用标准，所述灯在乘客处于电梯轿箱中的情况下保持打开。
其中，因为备用模式的转换时间和/或时间段是确定的，所以至少一个备用标准被确定。
其中，由可编程时间开关确定至少一部分备用标准。
其中，由外部装置优选通过接口确定至少一部分备用标准。
其中，在备用模式下对应急电源存储装置充电。
本发明的另一个方面通过提供一种降低交替处于运行模式或者备用模式的电梯设备能耗的装置来实现，其中所述装置包括：检测装置，用于检测描述电梯设备当前使用状态的使用标准，以及具有微处理器的节能装置，以使电梯设备在不执行使用标准而执行备用标准的情况下从运行模式进入备用模式，以及在不执行备用标准的情况下从备用模式进入运行模式。
其中，用于检测使用标准的执行的所述检测装置包括检测供应至所述电梯设备的电梯轿箱的照明体的电能的装置，所述装置优选为换流器。
其中，在节能装置中提供所述装置例如可编程时间开关，以确定至少一部分备用标准。
其中，提供可通过接口连接到所述节能装置的外部控制装置，以确定至少一部分备用标准。
其中，节能装置包括用于从所述主能量源分离所述电梯设备的至少一部分的步进开关。
其中，所述节能装置被构造用于改装现有的电梯设备。
其中，所述电梯设备包括多个电梯，并且在每个电梯上提供节能装置，所述节能装置连接在一起。
其中，所述电梯设备具有至少一个可在所述电梯设备的备用模式下充电的应急电源存储装置。
基本上，通过考虑涉及电梯设备所有问题特别是用户友好性、安全性和节省资源的管理实现本发明的目标。可以实现这一点的原因在于，首先在备用模式下降低能耗，其次保持从备用模式唤醒开始到进入运行模式之间的时间较小(即过渡时间或者‘唤醒时间’较短)，第三，维持有益地使电梯设备处于备用模式下的总时间最大化的备用标准。
在使总能耗尽量降低时，还注意到下面的事实，即用于实现本发明目标的装置(称作节流装置)本身只需要很少的能量，从而实现的节约能量的相当部分并没有被用于节能的装置所消耗。
根据本发明的节流装置优选被构思用于改装现有的电梯设备。因为不必要过早地完全更新电梯设备，所以除了降低运行中的能耗外，还有助于节省资源。
附图说明
借助实施例的例子并参考附图进一步解释本发明，其中：
图1示出了以简单示意图表示的电梯能耗随着时间变化的例子；
图2示出了以非常简化的示意图表示的具有本发明装置的电梯设备；
图3示出了根据本发明的降低电梯设备能耗的节流装置的例子；
图4A示出了用于本发明装置的第一接口；
图4B示出了用于本发明装置的第二接口；
图5示出了根据本发明的连接节流装置的平行轴线缆的例子；
图6示出了电梯组中相邻电梯节流装置的通信的例子。
具体实施方式
图1图解示出了电梯设备能耗随时间t变化的例子。当电梯设备处于运行模式从而处于工作状态时具有最高能耗E(O/A)。为简单起见，运输和空行程的能耗间没有区分。当电梯设备处于运行模式但是处于暂停状态时的确具有较低能耗E(O/P)。当电梯设备处于备用模式也称为静止模式(sleep mode)时具有最低能耗E(SB)。那么电梯设备仍然仅仅消耗来自例如专门能量源的能量，例如电池或者总线系统的电源。此专门能量源在此称为辅助能量源并且独立于主能量源。发电机或者电梯设备所处建筑物中的电力干线通常用作主能量源。
如果电梯设备完全静止因此与辅助能量源分开，则显然能耗将更低即零。
根据一种构思执行本发明的方法，为实现此构思采用了微处理器，即由微处理器控制过程或者程序。实现期望的降低能耗所根据的构思优选包括下面的可能性：
当施行使用标准时电梯设备处于运行模式并处于工作状态，即：当乘客处于电梯轿箱内或者进行运输时或者很快将要进行运输时，特别是当以下情况时：
-电梯轿箱进行运输；
-装载乘客的电梯轿箱处于某站点而没有给出运行命令；
-呼叫之后电梯轿箱空载运行至某站点，这可在从暂停状态或者备用模式运行时发生；以及
-没有呼叫时电梯设备空载运行至下一个假设将移动到的站点，这种情况可在从暂停状态或者备用模式运行时发生。
当不执行使用标准并且不执行备用标准时，即换言之当预料到初期使用时，电梯设备处于运行模式和暂停状态，特别是当以下情况时：
-电梯轿箱中没有乘客；
-电梯轿箱仅仅刚才没有乘客；
-没有发生空电梯轿箱移动至某站点的请求；以及
-可预料到不久的运输或者呼叫。
当不执行使用标准而执行备用标准时电梯设备处于备用模式，即当以下情况时：
-当电梯轿箱中没有乘客时；
-电梯轿箱仅仅之前没有乘客；
-没有发生空电梯轿箱移动至某站点的请求；以及
-预料没有不久的运输或者呼叫。
关于使用标准，可以确定只要执行使用标准，但至少只要乘客处于电梯轿箱中，特别是不论是否执行备用标准，则电梯设备原则上不会处于备用模式，即，使用标准相对于备用标准总是优先。
备用标准可以以各种方法确定，以使电梯设备根据需要适当地进入备用模式或者运行模式并保持在那里。
例如，借助时间开关可确定时间段，在此时间段内备用模式或者运行模式根据一天的不同时间或者一周的不同日子基本上将占优势。例如，上下班时间在办公楼内因为不久肯定会再次需要电梯轿箱，所以即使例外地在某时间段内没有电梯轿箱使用，保持电梯设备处于运行模式也是有用的。相反，因为极可能在很长时间后才进行其它行程，所以在夜晚即使当电梯轿箱例外地用于单次行程时，电梯设备处于运行模式是不利的。但是还可由外部装置预置或改变备用标准。
提供了一种存储电能的应急电源存储装置，其在主能量源失效的情况下为电梯设备提供应急电流。作为一个规则，应急电源储存装置如此设计，使得电能足以将电梯设备运送至安全状态并运行轿箱功能例如灯、警报或者通信通常达60分钟。通常由主能量源对应急电源储存装置充电。如果电梯设备较长时间处于备用模式因而很大程度上被切断(与主能量源分开)，则可能发生应急电源储存装置完全释放其应急电源并因此产生缺陷。为防止这一点，如果可将电梯设备置于充电模式则是有利的，在此充电模式下对部分或者全部放电的应急电源储存装置再次充以电能。例如可借助时间开关以特定的时间间隔或者基于对所述应急电源储存装置状态的监控将电梯设备置于充电模式。这是节能装置的可选特征。应急电源储存装置例如可以为蓄电池、电池或者电容器。
图2示出了本发明的具有装置11(例如以节能装置的形式)的电梯设备10实施例的例子。
图2所示出的电梯设备10包括电梯轿箱14可在其中上下移动的电梯竖井12。通常在电梯设备10所处的建筑物的楼层16.1、16.2上提供若干站点16。电梯竖井12具有电缆18，借此可将电梯设备10连至图2中未示出的(主)能量源。此能量源专门为电梯设备10提供并基本上供给电梯设备10在运行模式所消耗的能量。此外，图2示出了呼叫电梯设备10的装置20(也称作房屋装置(house installation))。装置10可由辅助能源(未示出)供电。此辅助能源可设计为使得基本上供应房屋装置在备用模式下所消耗的能量，包括将电梯设备10从备用模式唤醒的能量。这意味着尽管电梯设备从主能量源分开，但是可设置请求呼叫，这会产生节能装置11‘唤醒’电梯设备的结果。
在各个层16.1、16.2处存在具有激励元件的小面板22.1、22.2例如呼叫按钮或者呼叫键，借助于这些可针对相应的层请求即约定或预定电梯轿箱14。这些面板22.1、22.2是房屋装置20的一部分。至少当电梯设备10处于备用模式时，但是通常如此，由辅助能量源执行房屋装置20的能量源。通过微处理器30在节能装置11中所应用的是下面的构思，即其进行功能协调，特别是评价各种标准是否满足，根据所述标准是否满足维持运行模式或者备用模式。
图3示出了本发明节能装置11的例子并且基本上是无需说明的。在所示出的例子中，分别从电梯控制装置50和驱动装置的能量源(这里称作主能量源)对轿箱照明提供能量。通过主开关18.1和端子18进行与主能量源的连接。如所示出，节能装置11包括监视大部分不同标准并且实现所述构思的微处理器30。
在使电梯设备10进入备用模式之前，如所提到的，有必要首先确认不满足使用标准其次确认满足备用标准。
为确定是否不满足使用标准，通常监控轿箱灯L1是否打开。当乘客处于轿箱14中或者仅刚刚离开轿箱时，轿箱灯L1通常是打开的。当电梯轿箱14响应站点的请求呼叫从本站点启动或者通常当电梯轿箱14运行时，轿箱灯L1也开启。
借助检测装置或者传感器装置可监视轿箱灯L1，其中这些装置例如检测或者监视向轿箱灯L1的电流馈电19。可以以各种方法打开轿箱灯L1，特别是当检测电梯轿箱14中乘客的重量或者发出的热量时。
如果以本发明的节能装置改装不具备这种可切换轿箱灯的电梯设备10，则此改装还必须包括这种轿箱灯系统，这通常可容易地进行。与常亮的电梯轿箱14相比，仅仅通过安装由使用标准确定的这种轿箱照明即可大大降低能耗。
还可为了检测监视区特别是电梯轿箱14中的亮度并因此确定电梯状态的目的，构造检测使用标准更具体地说检测是否维持使用标准的检测装置。
因为轿箱灯L1的继电器(relay)常常设置在电梯轿箱14中，因而不能从节能装置11达到，所以如果如上所述借助轿箱灯L1监视使用标准，则如图3所示，优选通过换流器19.1实现这一点。
所以为使电梯设备10进入备用模式，优选步进开关18.2被用于切断(主)能量源(该目的所需的)，这是因为这样的开关只有在切换过程中才消耗能量。如果以常规断路器代替步进开关18.2，则这样的断路器在运行中并且在备用期间消耗数个10W。
因此可以以简单方式使新的节能装置11的功能适应某些特殊需要，并且可以以推进的技术发展进行扩展或者改进，如图3所示提供插头30.1或者用于软件更新的接口。此接口是任选的。
此外，可提供具有输出单元例如显示单元如显示器30.2，以及具有输入单元例如移动操纵杆30.3的用户界面。还可建立使用日志并以其控制由任选的附加存储器单元和时钟编程的步骤。
此外，图3的装置可包括输入/输出插头系统30.4。这一点使得可借助外部装置从备用模式唤醒电梯设备10。实现此目的的简单装置为键控制开关系统或者另外的封闭系统，例如读卡器，另外还有专用唤醒键、检测人员期望用途例如红外线或者雷达的传感器、从建筑物接收信号的信号接收器、或者控制元件中的第二切换平面，即，例如呼叫按钮或者触摸键(例如Biobus或者LOP总线系统)。
另外，可通过插头系统30.4供应连接其它装置的电压。特别是，可提供早期警报输出以发出这样的信号：节能装置11不久将中断至电源的连接18而电梯设备10将进入备用模式。
可采用插头系统30.4的另一个输出以指示处于备用模式的电梯设备10被唤醒并将很快进入运行模式，从而处于预热状态。这里，例如可连接显示器或者信号灯，其信号告知装置或者后来的乘客关于节能装置11的状态。
因为在楼层面板20.1、20.2上安装附加按钮和开关常常存在问题，因此电梯专用或者产品专用接口可与插头系统30.4的输入端连接，借助这些接口存在更多种扩展可能特别是关于特殊控制目的的扩展可能。
图4A示出了产生和传送信号的专用LON总线系统60，图4B示出了相同目的的另一专用总线系统70(Schindler Biobus)。当电梯设备处于备用模式时采用这些系统总线60、70。然后中断与主能量源之间的连接18，但是由于乘客要求使用可在任何时候出现，所以面板20.1、20.2或者楼层上的控制按钮或者键必须仍然通过例如辅助能量源保持能够起作用并为此目的被供应能量。在电梯设备10处于备用模式或者静止时，由总线系统60、70操作面板20.1、20.2。如果以后的乘客启动呼叫按钮以呼叫或者请求使用电梯轿箱14，那么在总线B上的通信从相应的面板20.1、20.2发出。由接口识别此通信，于是接口通过唤醒输入使得本发明的装置即节能装置11唤醒电梯设备10以使其进入运行模式。为节省能量和/或由于接口电源部分的有限功率，可能有必要在楼层上将显示器与具有请求呼叫按钮的面板20.1、20.2分开。
上面参考附图2进一步解释了电梯竖井12(称作房屋装置20)外部的线缆。图5现在示出了本发明的装置11与平行轴线缆连接的可能情况。如果在楼层之一上启动呼叫按钮，则会使得房屋装置20的相应导线的电压变化。如果电梯设备10运行超过例如五层，则必须监控五个信号从而在合适时刻，即当在五层中其中一层请求电梯轿箱14时，电梯设备10从备用模式唤醒并被置于运行模式。在实现电梯设备10的这一部分中应注意下面几点，当节能装置11用于改装现有电梯设备10时其中一些特别相关。
首先，将被监控的信号数量增加，从而导线随着楼层数量或面板的请求呼叫按键数的增加而增加。通过二极管或者晶体管确实可从多种这些信号获得单个信号，但是在这种配置下，布线成本和易出错性都很高。
第二，实际的电梯设备10和本发明的装置即节能装置11导电连接。如果电梯设备10处于备用模式而与主能量源之间的连接18断开，则会发生从节流装置11向实际的电梯设备10的反馈。这会导致错误运行。
第三，应当分开指示呼叫按钮或者呼叫键(导致装置复杂)的能量源。呼叫按钮或者呼叫键常常与集成其中的确认指示灯形式的显示器连接，从而不可能分开。
第四，补偿电流可在一方面的节能装置11的地线和另一方面的实际的电梯系统10之间流动。对于这种情况，必须保证节能装置11不具备接地连接。
可通过图5所示的(耦合)电路11.1极大地避免上述问题。
前面只提到了包括单个电梯竖井12的电梯设备20。但是显然降低能耗的措施与包括图6所示出的多个电梯竖井12和/或电梯轿箱14的电梯设备10结合会更有效。具有电梯组的电梯设备10例如可用于办公楼、百货商店、火车站和机场。在多数情况下，这样的电梯组的负载在时间上是不连续的。例如，在办公楼中上下班时电梯大量使用，但在此期间很少使用而在夜间和周末几乎不用。可以以不同方法例如环形、星形或者网络式连接各个电梯的节能装置11。
可以选择一种设置，其中每个单独的电梯包括具有自己的微处理器30的节能装置11，例如如参照上面附图3所进一步描述的，其中可能需要与其它节能装置11通信的单独附加功能。与多向网络结合的这种布置就其功能而言最佳，但从装置而言却是昂贵的。
可选择地，如已经解释的，可选择具有其它连接结构和/或仅仅一个单独(例如中央)的微处理器30的布置。
在环形连接的情况下，如图6所示，原则上每个节能装置11可与直接相邻的电梯的节能装置11通信，其中管理最终负责单个电梯设备全部的模式。
如果总体上对运输性能要求较低，则通常较长时间不使用其中一个电梯并使其保持在暂停状态。但是，此电梯设备然后不能立即从运行模式切换至备用模式，但是询问相邻的电梯或者请求允许置于备用模式发生。只要电梯设备10的足够的电梯保持在运行模式，则可将不再负载的被询问电梯置于备用模式。可随机决定或者控制哪部电梯处于备用模式。如果例如电梯设备10的各个电梯在其尺寸或者选择运行的楼层不同，则可确定哪部电梯最后到达备用模式，即，在缺少其它所要求的标准时，运行至所有楼层的小电梯最后被确定为备用模式。如果长时间不使用电梯设备10的电梯，则最后的活动电梯也被置于备用模式。如果随后业务量分布再次增加，则最初单个电梯被置于运行模式。如果此电梯此后负载加重，则它从其它电梯之一获得授权将处于备用模式，从而使得该第二电梯进入运行模式。如果两部电梯的负载都过重，则使得另一部电梯进入运行模式。

Claims (17)

1.一种降低交替处于运行模式或者备用模式的电梯设备(10)能耗的方法，其中：
由检测装置(19.1)检测使用标准，以及
由模式变更装置(11)改变电梯设备(10)的模式：
-在不执行使用标准而执行备用标准的情况下从运行模式进入备用模式，和
-在不执行备用标准的情况下从备用模式进入运行模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少当乘客处于电梯轿箱(14)中并因此所述电梯设备(10)保持在运行模式时执行所述使用标准。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，监控向电梯轿箱(14)的灯(L1)供应的电能以监控所述使用标准，所述灯在乘客处于电梯轿箱(14)中的情况下保持打开。
4.如前述任一个权利要求所述的方法，其特征在于，至少一个备用标准被确定，在于用于备用模式的转换时间和/或时间段是确定的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，由可编程时间开关确定至少一部分备用标准。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，由外部装置优选通过接口(30.1、30.4)确定至少一部分备用标准。
7.如前述任一个权利要求所述的方法，其特征在于，在备用模式下对应急电源存储装置充电。
8.一种降低交替处于运行模式或者备用模式的电梯设备(10)能耗的装置，其中所述装置包括：
检测装置(19.1)，用于检测描述电梯设备(10)当前使用状态的使用标准，以及
具有微处理器(30)的节能装置(11)，以使电梯设备(10)
-在不执行使用标准而执行备用标准的情况下从运行模式进入备用模式，和
-在不执行备用标准的情况下从备用模式进入运行模式。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述用于检测使用标准的执行的所述检测装置(19.1)包括检测供应至所述电梯设备(10)的电梯轿箱(14)的照明体(L1)的电能的装置，所述装置优选为换流器。
10.如权利要求8和9其中之一所述的装置，其特征在于，在节能装置(11)中提供所述装置例如可编程时间开关，以确定至少一部分备用标准。
11.如权利要求8至10任一个所述的装置，其特征在于，提供可通过接口(30.1)连接到所述节能装置(11)的外部控制装置，以确定至少一部分备用标准。
12.如权利要求8至11任一个所述的装置，其特征在于，所述节能装置(11)包括用于从所述主能量源分离所述电梯设备(10)的至少一部分的步进开关(18.2)。
13.如权利要求8至12任一个所述的装置，其特征在于，所述节能装置(11)被构造用于改装现有的电梯设备(10)。
14.如权利要求8至13任一个所述的装置，其特征在于，所述电梯设备(10)包括多个电梯，并且在每个电梯上提供节能装置(11)，所述节能装置(11)连接在一起。
15.如权利要求8至14任一个所述的装置，其特征在于，所述电梯设备(10)具有至少一个可在所述电梯设备(10)的备用模式下充电的应急电源存储装置。
16.具有如权利要求8至15任一个所述装置的电梯设备(10)，其特征在于，处于备用模式的所述电梯设备(10)至少部分地被从主能量源分离，并且仅仅维持所述电梯设备(10)的基本功能以便之后进入运行模式。
17.一种用权利要求8至15任一个所述装置改装电梯设备(10)的方法。
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