CN102079467B - 一种电梯能耗测试方法 - Google Patents

Abstract

一种电梯能耗测试方法，对运行正常的曳引电梯进行运行能耗和待机能耗测试，设计了电梯运行过程和中间层，本发明为一种基于平衡系数修正法的电梯能耗测试方法，适用于曳引电梯，测试方法简单易行，对电梯运行能耗的测试，无需对空载、轻载、半载、重载、满载都进行测试，而只需通过空载、轻载、半载以及平衡系数k就可测得所需所有数据，由此，本发明也解决了一些电梯曳引力不足致电梯满载不能启动而无法进行能耗测试的问题，方便地适应于各种曳引电梯的能耗测试，测试方法易于操作且测试的结果容易量化，提高了曳引电梯的测试效率。

Description

一种电梯能耗测试方法

技术领域

本发明属于电梯技术领域，涉及电梯的能耗测试，用于曳引电梯，为一种电梯能耗测试方法。

背景技术

随着中国经济的蓬勃发展和城市化进程的加速，国内建筑能耗的总量也在逐年上升，在所有能源消耗中所占的比例已从上世纪70年代末的10％，上升到近年的27.8％。同时，通过在对国内很多大型城市的调查数据显示，面积仅为5％的大型公共建筑的用电量已经接近全部住宅的用电量。而建筑中的电梯与空调一直被认为是大型建筑中的两个耗电大户。由此可见，国内电梯的能耗在整个社会能耗中占有相当大的比例，而且电梯总能耗伴随着电梯数量的增加也快速的增长。

同时由于电梯不是大规模生产的一个简单机电产品，而是根据不同建筑量身定做的工程系统，并且存在不确定的运行状况和使用条件。电梯的能耗除了与电梯本身所采用的驱动方式、额定载重量、额定速度、配置参数、控制系统的调度策略等诸多因素有关，而且与所在建筑楼层的数量及使用电梯的客流分布密切相关。所以，电梯的能耗往往不能以常规的方法来评定，因此针对某台电梯的能耗，在电梯安装之前是难于预测的。目前国际上还缺乏成熟的电梯能耗审查和监管方面的规程和标准，所以有关电梯能耗测量和能效评价方法的研究就更加具有实际意义。目前我国也尚未出台有关电梯能源利用效率的检测方法和评价方面的标准。由于没有统一的检测方法和评价标准，电梯企业和相关媒体提供的产品效率及其节能数据就没有可比性，往往误导了消费者，也引起了消费者的质疑，造成一定的市场混乱。更因没有统一的评价标准，法律规定的电梯能效审查与监管目前还难以开展。因此，在节能已取得一定的发展下，迫切需要有相关的研究机构开展电梯节能测试研究，制定电梯电源效率的评价指标与统一的检测方法，以解决电梯能耗的有效测试问题，而且有利于节能电梯更好地推广和应用。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有电梯的使用没有合适泛用的电梯能耗测试方法，对电梯使用的监管、性能参数的评定都带来了困难，需要一种简单的泛用电梯能耗测试方法。

本发明的技术方案为：一种电梯能耗测试方法，对运行正常的曳引电梯进行运行能耗和待机能耗测试，运行能耗的测试数据包括：电梯的平衡系数k、提升高度H、实际运行速度，测试过程内的每一数据采集时刻的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率和累积有功电能，数据采集的时间间隔根据测试仪表的精度设定，电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率和累积有功电能用于计算电梯的能耗；包括以下步骤：

1)能耗测试点设置：测量运行能耗的测试点设置在电梯主开关与电梯控制柜之间，测量待机能耗的测试点设置在电梯主开关与建筑对电梯的供电电源之间；

2)运行过程与中间层设置：对电梯运行楼层进行设置，包括顶层、次顶层、次底层、底层和中间层：

当电梯总楼层n≤5时，不设置中间层，即中间层的数量m＝0；

当电梯总楼层n为6≤n≤24时，中间层的数量m＝1，层数

结果取整；

当电梯总楼层n为25≤n≤35时，中间层的数量m＝2，中间层层数z为10F和20F；

当电梯总楼层n为36≤n≤46时，中间层的数量m＝3，中间层层数z为10F、20F、30F；

当电梯总楼层更多时，总楼层每增加10层，对应增加一个中间层，中间层层数z为10i，i＝1，2…m；

测量运行能耗时，只保留电梯控制与曳引系统的供电，电梯运行过程为由底层-次底层-中间层-次顶层-顶层，再由顶层-次顶层-中间层-次底层-底层运行，运行过程中在顶层、次顶层、次底层、底层和中间层分别进行停留，其中在底层和顶层停留的同时开关门一次，其他停留楼层只停靠一下再继续运行；

测量待机能耗时，电梯停至基站，所述基站指电梯闲置时，所处的待命楼层，恢复电梯所有设备供电，并保持待机状态，测量1小时待机能耗；

3)针对运行能耗的空载、轻载和半载运行的测试过程：电梯按照步骤2)分别在空载、轻载和半载状态下运行，电能质量分析仪设置在测试点，记录运行中的电梯能耗E，所述轻载指25％额定载荷，半载指50％额定载荷；

4)满载与空载、重载与轻载之间的能耗等效关系计算：依据平衡系数k来等效修正空载与满载、轻载与重载之间能耗关系，满载指100％额定载荷，重载指75％额定载荷，重载和满载下的电梯能耗分别为E_75％＝E_25％(1-k)/k和E_100％＝E_0％(1-k)/k，其中W表示包括电梯对重框架和对重块在内的总对重重量；P表示电梯空载时轿厢的重量；Q表示电梯额定载重重量；

5)提升高度H由安装公司在安装电梯时实测，或者检测人员用皮尺或激光测距仪测量；实际运行速度通过测速仪器测量。

进一步的，测试电梯供电电源采用三相五线制，电压在AC380±26.6V范围内，频率在50±0.5Hz范围内，电梯控制机房或机器设备间的空气温度、湿度在其规定的使用条件范围内。

作为优选，步骤2)中，层数

结果向上取整。

本发明为一种基于平衡系数修正法的电梯能耗测试方法，适用于曳引电梯，测试方法简单易行，对电梯运行能耗的测试，无需对空载、轻载、半载、重载、满载都进行测试，而只需通过空载、轻载、半载以及平衡系数k就可测得所需所有数据，由此，本发明也解决了一些电梯曳引力不足致电梯满载不能启动而无法进行能耗测试的问题，方便地适应于各种曳引电梯的能耗测试，测试方法易于操作且测试的结果容易量化，提高了曳引电梯的测试效率。

附图说明

图1为本发明的运行过程示意图。

图2为本发明测量运行能耗时测试点的设置位置示意图。

图3为本发明测量待机耗时测试点的设置位置示意图。

具体实施方式

本发明的核心是设计由各种载荷、运行方向、运行距离等组合后的综合工况，通过平衡系数来等效修正空载与满载、轻载与重载之间能耗关系，模拟电梯的真实运行情况，科学性地测试电梯能耗情况。

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面结合图表和实施方式对本发明作进一步的详细说明，具体实施步骤如下：

步骤1：电梯测试的条件

1.1测试项目和数据

为了计算电梯的能效指标，需测试以下项目与数据：

1)电梯的平衡系数、提升高度、实际运行速度；

2)测试周期内的每一时刻的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、累积有功电能；

3)待机能耗。

其中，根据《电梯监督检验规程(2002)》(现在已经作废，但测量方法不变)8.3.1项规定：轿厢分别承载0、25％、50％、75％、100％的额定载荷，进行沿全程直驶运行实验，分别记录轿厢上下行至与对重同一水平面时的电流、电压或速度值。对于交流电动机通过电流测量并结合速度测量，做电流-载荷曲线，以上、下运行曲线交点确定平衡系数。电流应用钳形电流表从交流电动机输入端测量。对于直流电动机通过电流测量并结合电压测量，做电流-载荷或电压-载荷曲线，确定平衡系数。

由数学公式表示：

其中，k表示平衡系数，W代表包括对重框架和对重块在内的总对重重量；P代表电梯空载时轿厢的重量；Q代表电梯额定载重重量。

1.2测试所用仪器

测试装置包括电能质量分析仪、位移传感器、钳型电流表、标准砝码、万用表、测距仪、便携式测试灯、温湿度计、验电器及常用电工工具等，测试装置精度要求见表1。

表1测试仪器与精度要求

1.3测试条件与准备工作

能耗测试需满足以下条件：

1)提前与使用单位协商，选择合适的测试时间，在底层站、中间层站、顶层站的合理位置设置电梯停用警示牌，测试时可取消电梯所有的外招功能，保证在测试期间没有乘客使用电梯；

2)电梯运行正常，各参数在设计值范围内；

3)电梯供电电源应采用三相五线制，不宜使用临时供电。电压应在AC(380±26.6)V范围内，频率应在(50±0.5)Hz范围内；

4)机房或机器设备间的空气温度、湿度在使用条件范围内。

步骤2：电梯运行过程与中间层设置

电梯在测量运行能耗时，其运行过程与中间站的设置分别在图1与表2中显示：

表2.比例仿真工况法中间层站的设置

当电梯总楼层n≤5时，不设置中间层，即中间层的数量m＝0；

当电梯总楼层n为6≤n≤24时，中间层的数量m＝1，层数结果取整；

当电梯总楼层n为25≤n≤35时，中间层的数量m＝2，中间层层数z为10F和20F；

当电梯总楼层n为36≤n≤46时，中间层的数量m＝3，中间层层数z为10F、20F、30F；

当电梯总楼层更多时，总楼层每增加10层，对应增加一个中间层，中间层层数z为10i，i＝1，2…m。

2.1测量“运行能耗”时，关闭轿厢照明及风扇，如果电梯的总层数n≤5，则运行楼层为：底层→顶层(如5F)→底层；如果6≤n≤24，则运行楼层为：底层→次底层→中间层→次顶层→顶层→次顶层→中间层→次底层→底层；如果25≤n≤35，则运行楼层为：底层→次底层→10F→20F→次顶层→顶层→次顶层→20F→10F→次底层→底层；其他情况，以此类推。

并且在运行能耗测试时，电梯空载或装载相应砝码处在底层时开着门，确定测量开始时间，测试开始，电梯关门，按上述运行过程行至顶层，停稳，先开门，后关门，再按运行过程行至底层开门到位，一个测试过程结束，所有的测试过程只有在底层和顶层才会涉及开关门，次底层、次顶层和中间层没有开关门，仅是停靠一下。

2.2测量待机能耗时，电梯停至基站，恢复轿厢照明及风扇，并保持待机状态，测量1小时待机能耗。电梯在程序设置时，会设置电梯在空闲时，在哪层待命，这层就是所谓的基站，通常是1F，当然也有的没有设置的，电梯到了某层后，电梯就在该层待命，本发明实施例中我们把电梯停在1F测量。

在测试能耗时，根据图2和图3可以看出，电梯用电分为两部分，电梯控制与拖动系统用电是一部分，而轿厢照明和风扇等电梯配设是另外一部分，所以在测量运行能耗时，关掉轿厢照明和风扇，但在测量待机能耗时，考虑了轿厢照明和风扇，这时也就是打开了电梯所有的用电设备。

步骤3：电梯能耗测试步骤

3.1测试并记录电梯基本参数

测试人员测量电梯的提升高度H，测量提升高度现在主要是安装公司在安装时，实测；或者检测人员用皮尺或激光测距仪测量；记录电梯的各基本参数以及曳引机、变频器等主要部件的规格型号，基本参数包括电梯的额定载重、额定速度、设备型号、设备编号、设备制造单位。

3.2电梯能耗测试点设置

3.2.1运行能耗测试点设置：

电梯运行能耗测试应包括控制柜、变频器、回馈装置(如有)等装置能耗，但不包括机房、滑轮间、井道、轿厢照明、通风、报警装置等电路的能耗。测试点设置在电梯主开关下端口处，具体如图2所示。

3.2.2待机能耗测试点设置

待机能耗测试应包括控制柜、变频器、回馈装置(如有)、轿厢照明、通风、报警装置等装置能耗，但不包括机房、滑轮间、井道等照明电路的能耗。测试点设置在电梯主开关上端口处，具体如图3所示。

能耗测试的测试仪器主要包括能测量电梯用电相关情况的仪器，主要能测量累积电能，包括有用功耗、无用功耗、视在功耗，另外还有视在功率、有功功率、功率因数、线电压、相电压及电流，市场上满足测量需求的仪器主要是电能功率仪，但价格昂贵，部分厂家的电能质量分析仪也能满足这要求，并且价格适中，本发明实施例采用法国CA公司生产的CA8335电能质量分析仪。

3.3仪器参数设置

对CA8335电能质量分析仪的参数进行设置，设置仪器记录的内容为：有用功耗、无用功耗、视在功耗、视在功率、有功功率、功率因数、线电压、相电压及电流；设置好测试的采样间隔，可设为1秒(根据仪表精度而定)。

3.4运行能耗测量及数据记录

电梯置于底层，启动仪器开始记录，电梯自动关门，并且对开门延时较长的货梯应先将时间调短，开关门时间长短有规定，依据GBT10058-2009中3.3.4项规定了乘客电梯的最短关门时间，对货梯没有提及，一股是参照执行。按图1的顺序运行，直到整个测试周期结束，停止仪器的记录，记录测试过程中的电梯累积有功电能。

3.5加载标准砝码

轿厢内加25％、50％的额定载重量的砝码，重复步骤(3.5)进行测量。(50％负载下行时需通过测速仪器测量电梯的实际速度)；

轿厢载重的加载顺序为：0％额定载荷(空载)→25％额定载荷(轻载)→50％额定载荷(半载)，分别测试的电梯能耗结果为E_0％，E_25％和E_50％。依据平衡系数k来等效修正空载与满载(100％额定载荷)、轻载与重载(75％额定载荷)之间的能耗关系，则重载和满载下的电梯能耗分别为E_75％＝E_25％(1-k)/k和E_100％＝E_0％(1-k)/k。以前常规的能耗测量需要测量5次：空载、25％、50％、75％、100％，但是我们只测量3次：空载、25％、50％，通过平衡系数k，本发明重载可以用轻载来等效，满载可以通过空载来等效。

3.6待机能耗测量及数据记录

电梯在基站停靠进入待机状态，当电梯关门到位后启动仪器，1小时后结束测试并记录待机能耗数据。

Claims (3)

1.一种电梯能耗测试方法，其特征是对运行正常的曳引电梯进行运行能耗和待机能耗测试，运行能耗的测试数据包括：电梯的平衡系数k、提升高度H、实际运行速度，测试过程内的每一数据采集时刻的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率和累积有功电能，数据采集的时间间隔根据测试仪表的精度设定，电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率和累积有功电能用于计算电梯的能耗；包括以下步骤：

1）能耗测试点设置：测量运行能耗的测试点设置在电梯主开关与电梯控制柜之间，测量待机能耗的测试点设置在电梯主开关与建筑对电梯的供电电源之间；

2）运行过程与中间层设置：对电梯运行楼层进行设置，包括顶层、次顶层、次底层、底层和中间层：

当电梯总楼层n≤5时，不设置中间层，即中间层的数量m＝0；

当电梯总楼层n为6≤n≤24时，中间层的数量m＝1，层数

结果取整；

当电梯总楼层n为25≤n≤35时，中间层的数量m＝2，中间层层数z为10F和20F；

当电梯总楼层n为36≤n≤46时，中间层的数量m＝3，中间层层数z为10F、20F、30F；

当电梯总楼层更多时，总楼层每增加10层，对应增加一个中间层，中间层层数z为10iF，i＝1，2…m；

测量运行能耗时，只保留电梯控制与曳引系统的供电，电梯运行过程为由底层－次底层－中间层－次顶层－顶层，再由顶层－次顶层－中间层－次底层－底层运行，运行过程中在顶层、次顶层、次底层、底层和中间层分别进行停留，其中在底层和顶层停留的同时开关门一次，其他停留楼层只停靠一下再继续运行；

测量待机能耗时，电梯停至基站，所述基站指电梯闲置时，所处的待命楼层，恢复电梯所有设备供电，并保持待机状态，测量1小时待机能耗；

3）针对运行能耗的空载、轻载和半载运行的测试过程：电梯按照步骤2）分别在空载、轻载和半载状态下运行，电能质量分析仪设置在测试点，记录运行中的电梯能耗E，所述轻载指25%额定载荷，半载指50%额定载荷；

4）满载与空载、重载与轻载之间的能耗等效关系计算：依据平衡系数k来等效修正空载与满载、轻载与重载之间能耗关系，满载指100%额定载荷，重载指75%额定载荷，重载和满载下的电梯能耗分别为E_75%=E_25%(1-k)/k和E_100%=E_0%(1-k)/k，

其中W表示包括电梯对重框架和对重块在内的总对重重量；P表示电梯空载时轿厢的重量；Q表示电梯额定载重重量；

5）提升高度H由安装公司在安装电梯时实测，或者检测人员用皮尺或激光测距仪测量；实际运行速度通过测速仪器测量。

2.根据权利要求1所述的一种电梯能耗测试方法，其特征是测试电梯供电电源采用三相五线制，电压在AC 380±26.6V范围内，频率在50±0.5Hz范围内，电梯控制机房或机器设备间的空气温度、湿度在其规定的使用条件范围内。

3.根据权利要求1或2所述的一种电梯能耗测试方法，其特征是步骤2）中，当电梯总楼层n为6≤n≤24时，确定中间层层数的另一方式为取中间层的层数

结果向上取整。

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