CN104071673A - 一种电梯配重节能设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种电梯配重节能设计方法，设有电梯负载监控系统。电梯负载监控系统由电梯轿厢检测单元和电梯数据处理单元组成。电梯轿厢检测单元由电梯称重传感器、放大器、A/D转换器、上下平层传感器、电源模块组成。电梯数据处理单元由存储器模块、CPU模块、LCD显示模块组成。电梯称重传感器与上平层传感器、下平层传感器分别将采集到的电梯轿厢负载数据和行程数据存储到电梯数据处理单元的存储器模块中。通过对存储器模块中的电梯负载及行程数据按月、季、年进行统计分析，计算其最佳电梯配重并通过LCD模块显示，操作人员观察显示来合理地补偿轿厢的势能变化，达到满意的节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及电梯领域，尤其涉及一种电梯配重节能设计方法。
背景技术
随着城镇化的发展，电梯的保有量急剧增长，电梯的耗电量巨大。国家能源政策对耗能产品提出新的要求。属于建筑中高耗能特种设备的曳引电梯，其能耗的研究成为电梯能效评价、节能监管、电梯设计的基础。
现实当中电梯轿厢的上升或下降一定的距离时，轿厢和配重各有一定的反向势能变化量，由于轿厢内乘载的人数变化使得轿厢的总质量也会改变，所以即使轿厢位移相同，其势能变化量也是变化的。轿厢的势能变化量大时，配重的势能变化量也应该取得大些，同理当轿厢的势能变化小时，配重的势能变化量也应该取得小些，这样才有可能获得最佳的节能效果。当电梯轿厢重量+乘员重量等于电梯配重时，此时的电梯的运动只需克服电梯系统的摩擦阻力就能运行；由于电梯乘员重量是随着不同的使用环境而变化的，所以现有的出厂电梯配重的计算规则为：配重的重量等于轿厢自重加上电梯额定载荷的一半。由于固定的出厂电梯配重计算规则没有考虑电梯客流情况带来的影响，因此出厂电梯配重往往不能最大程度地补偿轿厢势能的变化，或补偿过多，或补偿过少，使得现有的电梯不能获得满意的节能效果。
由于电梯实际运行中负载变化是与工作环境有关，同样额定载重的电梯，有的电梯经常工作在满载状态，也有的电梯经常工作在轻负载状态，若采用相同的配重，电梯的效率就会很低。若能够检测到每台电梯在其使用环境中的实际运行时的负载，通过最佳配重的计算公式就可以计算出对应负载的配重；但是 由于电梯负载有着一定的随机性，计算的最佳配重可能是变化的，所以需要根据最佳配重的变化趋势来得到一个平均最佳配重值，将这个值作为该电梯的实际配重值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种能够对电梯的轿厢负载进行测量和储存，并对不同客流情况下电梯轿厢负载的统计数据进行分析，计算出最佳的电梯配重，最大程度地补偿轿厢势能的变化，从而获得满意的节能效果。通过对电梯不同客流情况下电梯轿厢负载的统计数据进行分析，可以预测该电梯的负载变化趋势，对该电梯配重适时地进行调整，将极大提高该电梯的能效比。
本发明方法包含下述内容：
(1)电梯负载监控系统设置对应的电梯轿厢检测单元，轿厢负载检测单元设有电梯称重传感器、放大器、A/D转换器、上平层传感器和下平层传感器。
(2)电梯轿厢检测单元中的电梯称重传感器采集不同运行状态下的电梯负载数据(模拟量)，经过放大器放大后由A/D转换器将模拟量的负载数据转换成数字信号并传送给电梯数据处理单元。
(3)电梯轿厢检测单元上的上、下平层传感器采集电梯的运行状态，获取电梯的行程数据并传送给电梯数据处理单元。
(4)采集的电梯负载数据及行程数据存储于电梯数据处理单元的存储器模块中。
(5)通过对电梯数据处理单元的存储器模块中的各项数据实现电梯负载统计。通过统计分析电梯负载及行程数据得出电梯最佳配重方案。本发明电梯最佳配重G配重是通过对电梯历史负载和行程数据统计分析，充分考虑具体电梯客流 情况给出的最佳值。最佳值的确定方法为：假设电梯每次运行轿厢的势能变化量为G1H，配重的势能变化量为G配重H，其中G1＝G轿厢+G载人，H表示位移。则配重补偿势能做功W补偿＝|G1H-G配重H|，本发明通过电梯负载监控系统对一段时间(能够完整代表该电梯负载变化规律的时间)内电梯n次运行过程中轿厢内的负载进行统计，得到一组电梯轿厢内负载数据：{G载人(1)，G载人(2)，G载人(3)，...，G载人(n)}，则该段时间内电梯配重的总补偿势能为：
为了获得满意的节能效果，本发明电梯的配重G配重在与 之间取值。当配重G配重取值使得W总补偿最小时，则此时G配重为最优电梯的配重，电梯使用该配重可以最大程度的补偿轿厢势能的变化。
有益效果
本发明提供的电梯配重方法，可以针对不同应用场合下对不同客流量的电梯轿厢负载的统计分析，可以得到电梯最佳的配重，通过调整电梯配重使其合理地补偿轿厢的势能变化，从而获得最佳配重方案达到满意的节能效果。
附图说明
图1是本发明的电梯结构布置系统图。
图2是本发明的电梯负载监控系统结构图。
具体实施方式
下面结合具体附图1、附图2对本发明作进一步说明。
图1是本实施方式的电梯结构布置系统图。
图2是电梯负载监控系统结构图。
如图1所示：电梯结构平衡系统由轿厢2与乘员3、钢缆4、电机5、滑轮 6和配重7组成。电梯在运行过程中，轿厢的重量是由轿厢2自重与乘员3组成。轿厢重量和配重7重量通过钢缆4、电机5、滑轮6构成平衡系统；当二者的重量值不相等时，其差值由电机5做功来完成运行任务；当然在实际电梯系统中的摩擦阻力也是由电机做功来克服的。随行电缆1是由数对电缆组成，并随着电梯轿厢2的上下运动，其功能是完成电梯轿厢检测单元8对电梯轿厢供电和传递相关的电信号。电梯轿厢检测单元8从电梯称重传感器10获得轿厢重量的电信号经调理后再传送给电梯数据处理单元9处理。
如图2所示：电梯负载监控系统由电梯轿厢检测单元8和电梯数据处理单元9组成。电梯轿厢检测单元8是由电梯称重传感器10、放大器11、A/D转换器12、电源模块13、上平层传感器14、下平层传感器15组成。
由电梯称重传感器10采集不同运行状态下的电梯轿厢重量信号，并将重量信号转换成模拟电信号；放大器11将该模拟电信号进行放大；放大后的模拟信号由A/D转换器12将其转换成数字信号(电梯重量数据)输入到电梯数据处理单元9。
同时由电梯上平层传感器14和电梯下平层传感器15采集电梯运行状态信号输入到电梯数据处理单元9。
电梯轿厢检测单元8中的电源模块13给系统中各模块、传感器供电。
电梯数据处理单元9中的CPU模块18将电梯运行状态信号转换成电梯行程数据，然后将电梯行程数据和电梯轿厢重量数据储存在存储器模块16中。CPU模块18对存储器模块16中的电梯重量数据及电梯行程数据按月、季、年进行统计分析，计算其最佳电梯配重并通过LCD显示模块17显示，操作人员观察显示来调节配重7，以合理地补偿轿厢2的势能变化，达到满意的节能效果。
本发明的核心是通过对电梯轿厢重量数据进行统计分析，给出该电梯的合 理配重，使得电梯配重能合理补偿轿厢的势能变化，从而获得满意节能效果。
在图1所示电梯结构布置系统图中，轿厢2配重的计算公式为：
W＝G+KQ
其中W为电梯配重总质量7，G为轿厢自重，Q为轿厢额定载重量，K为电梯平衡系数(一般取0.5)。当前电梯生产厂家一般按照轿厢额定的载重量对电梯进行配重，没有考虑电梯客流情况带来的影响，这样不能最大程度地补偿轿厢势能的变化。
本发明根据使用者群体的使用偏好以及电梯工作场所的不同，利用如图2所示的电梯轿厢检测单元8对电梯的负载进行监测，统计出电梯运行负载的变化规律，然后针对具体电梯的客流情况给出合理的电梯配重7。本发明电梯最佳配重G配重是通过对电梯历史负载数据统计分析，充分考虑具体电梯客流情况给出的最佳值。最佳值的确定方法为：假设电梯每次运行轿厢2的势能变化量为G1H，配重的势能变化量为G配重H，其中G1＝G轿厢+G载人，H表示位移。则配重补偿势能做功W补偿＝|G1H-G配重H|，本发明通过电梯负载监控系统对一段时间内(能够完整代表该电梯负载变化规律的时间)电梯n次运行过程中轿厢内的负载进行统计，得到一组电梯轿厢重量数据：{G载人(1)，G载人(2)，G载人(3)，...，G载人(n)}，则该段时间内电梯配重的总补偿势能为：
为了获得满意的节能效果，本发明电梯的配重G配重在与 之间取值。当配重G配重取值使得W总补偿最小时，则此时G配重为最优电梯的配重，电梯使用该配重7可以最大程度的补偿轿厢2势能的变化。
Claims (3)
1.一种电梯配重节能设计方法，其特征在于：
1.1电梯配置对应的电梯负载监测系统；电梯负载监控系统设有电梯轿厢检测单元和电梯数据处理单元；电梯轿厢检测单元由电梯称重传感器、放大器、A/D转换器、上平层传感器、下平层传感器和电源模块组成；电梯数据处理单元由CPU模块、LCD显示器模块和存储器模块组成；
1.2电梯轿厢检测单元将采集到的电梯轿厢负载数据和电梯的行程数据存储到电梯数据处理单元的存储器模块中；
1.3电梯数据处理单元根据从电梯轿厢检测单元发送的电梯轿厢负载数据和行程数据，计算出该电梯在不同时间段的电梯最佳配重方案；
1.4电梯数据处理单元将计算得出电梯最佳配重方案，通过LCD模块显示并指导操作人员调节电梯的配重。
2.根据权利要求1所述的一种电梯配重节能设计方法，其特征在于：1.3给出的电梯最佳配重方案包含：通过对电梯数据处理单元的存储器模块中保存的该电梯运行情况下负载的历史数据和行程数据进行统计分析，得到该电梯负载和行程的按月、季、年的变化规律，然后计算出该电梯最佳配重。
3.根据权利要求1所述的一种电梯配重节能设计方法，其特征在于：电梯最佳配重G配重是通过对电梯历史负载数据统计分析，充分考虑该电梯客流情况给出的最佳值；最佳值的确定方法为：假设电梯每次运行轿厢的势能变化量为G1H，配重的势能变化量为G配重H，其中G1＝G轿厢+G载人，H表示电梯行程位移；配重补偿势能做功W补偿＝|G1H-G配重H|；通过电梯轿厢检测单元对一段时间内电梯n次的运行过程中轿厢内的负载进行统计，得到一组电梯轿厢的负载数据：{G载人(1)，G载人(2)，G载人(3)，...，G载人(n)}，则该段时间内电梯配重的总补偿势能为：
为了获得满意的节能效果，电梯的配重G配重在与之间取值；使配重G配重取值使得W总补偿最小时，则此时G配重为最优电梯的配重。
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