CN205442346U - 一种电梯节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电梯节能系统，包括与变频器的直流母线连接的制动电阻，其通过耗能散热的方式稳定变频器的直流母线电压，所述制动电阻设于保温箱内；保温箱，用于将制动电阻耗能散发出的热量集聚在保温箱内；设于该保温箱内的温差发电单元，用于将保温箱内的热量转化成电能；与温差发电单元连接的DC/DC稳压单元、与DC/DC稳压单元连接的控制器、与控制器连接的负载和蓄电池。本实用新型的电梯节能系统可充分回收再利用曳引机的回馈电能。

Description

一种电梯节能系统

技术领域

本实用新型涉及电梯节能领域，特别涉及一种电梯节能系统。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，为人们日常生活和工作中提供了极大方便，同时其也消耗了大量电能，据统计，电梯用电量占建筑总用电量的17％～25％，每年消耗的电能超450亿kWh。

电梯的上升和下降动作是通过电梯牵引电动机来实现的，由电梯工作原理可知，电梯在轻载上行和满载下行工况下，曳引电动机处于发电状态，产生大量的电能。为了保持直流母线电压的相对稳定性，现有技术中，对于电梯曳引机回馈电能的处理方式普遍采用制动电阻耗能的方法，即在变频器直流母线并联制动电阻，将回馈电能以热量的形式消耗掉。但是电梯回馈电能工况频繁，制动电阻长时间发热，该方法不仅造成能源的巨大浪费，而且引起机房气温升高，导致附加能耗(机房换气降温设备能耗)的产生。

为回收曳引机的回馈电能，目前研究较多的为电能回馈电网技术和超级电容技术，然而回馈电网技术存在谐波污染的缺点，超级电容还存在技术瓶颈，并且该两种节能技术的成本较高，目前尚无法得到普遍的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电梯节能系统，该系统可充分回收再利用曳引机的回馈电能。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电梯节能系统，包括：与变频器的直流母线连接的制动电阻，其通过耗能散热的方式稳定变频器的直流母线电压，所述制动电阻设于保温箱内；保温箱，用于将制动电阻耗能散发出的热量集聚在保温箱内；设于该保温箱内的温差发电单元，用于将保温箱内的热量转化成电能；与温差发电单元连接的DC/DC稳压单元、与DC/DC稳压单元连接的控制器、与控制器连接的负载和蓄电池；所述控制器用于判断DC/DC稳压单元输出的电压值是否在正常值范围内，若是，则将DC/DC稳压单元输出的电压提供给负载、同时为蓄电池充电；若否，则控制器与DC/DC稳压单元断开连接，由蓄电池为负载供电。

作为一种具体的实施例，该系统还包括：过载电阻、过载保护开关，所述过载保护开关包括温度传感器，用以感应保温箱内的温度并将温度信号传递给控制器；

所述控制器还用于根据所述温度信号，判断所述保温箱内的温度是否大于等于温差发电单元的最高温度，若否，则不发送过载保护开关工作指令，过载电阻与制动电阻不连接；若是，则发送过载保护开关工作指令，控制过载保护开关接通，过载电阻与制动电阻连接，通过耗能散能的方式使保温箱内温度下降，进一步，当保温箱内温度下降至正常温度时，控制器发送过载保护开关关断指令，控制过载保护开关关断，过载电阻与制动电阻断开。

作为一种具体的实施例，所述温差发电单元包括多个温差发电模块，所述温差发电模块包括温差发电片、散热翅片、用以将散热翅片粘接在温差发电片的冷端上的硅胶层。

进一步地，所述保温箱由聚氨酯夹芯板拼接而成；该保温箱的四块侧面板和顶面板均包括第一聚氨酯夹芯板钢板，第二聚氨酯夹芯板钢板，设于第一、第二聚氨酯夹芯板钢板间的聚氨酯芯材，所述第一聚氨酯夹芯板钢板位于保温箱内侧；

所述四块侧面板和顶面板上均开设有多个温差发电模块安装孔，其贯穿第二聚氨酯夹芯板钢板和聚氨酯芯材，所述温差发电模块嵌装在温差发电模块安装孔内，且温差发电片的热端与所述第一聚氨酯夹芯板钢板压紧。

作为一种具体的实施例，在保温箱上，开设有用以维持保温箱内外的压力平衡的压力平衡孔。优选地，压力平衡孔开始在保温箱的侧壁。

进一步地，所述压力平衡孔内设有透气过滤网，用以防止外界空气中的杂质进入保温箱内。

作为一种具体的实施例，该系统还包括：设于保温箱顶部的通风箱支架，所述通风箱支架包括有立柱、安装在通风箱支架的顶面的聚氨酯顶板、开孔金属围板，所述聚氨酯顶板，用以阻止来自上部通风箱的热量。所述开孔金属围板固定在立柱上的，将通风箱支架的侧面封住，用以防护支架范围内的连接线路。

进一步地，设于通风箱支架顶部的通风箱，所述过载电阻设于通风箱内，所述通风箱用于防护过载电阻和保证过载电阻周围空气流通。

作为一种具体的实施例，该系统还包括：电梯控制柜，所述保温箱设于控制柜的顶部，所述变频器设于电梯控制柜内。

作为一种具体的实施例，所述负载为电梯照明设备、通风设备等其他用于电梯工作中需要用电的设备。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型的电梯节能系统，通过设置一保温箱，将接入变频器直流母线的制动电阻散出的热量聚集起来，然后通过在保温箱内设置温差发电单元，利用保温箱内外温差，将聚集的热量转换成电能，用于电梯工作中如照明、通风、换气等用电设备中，实现了电梯曳引机回馈电能的再利用，有效实现了电梯的节能。

附图说明

图1是本实用新型的电梯节能系统的电路结构示意图；

图2是本实用新型的电梯节能系统的结构和原理示意图；

图3是本实用新型的保温箱侧面板和顶面板的结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是本实用新型的温差发电模块结构示意图；

图6是本实用新型的通风箱支架的结构示意图。

具体实施方式

为了充分地了解本实用新型的目的、特征和效果，以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。

如图1-6所示，为本实施例的电梯节能系统，其包括：制动电阻3、保温箱2、温差发电单元、与温差发电单元连接的DC/DC稳压单元10、与DC/DC稳压单元10连接的控制器11、与控制器11连接的负载12和蓄电池13，还包括与制动电阻3连接的过载保护开关8，与过载保护开关8连接的过载电阻7。

所述制动电阻3与变频器的直流母线连接，通过耗能散热的方式，保持变频器的直流母线电压稳定。

为了将制动电阻3散出的热量收集起来，本实用新型将制动电阻3设于保温箱2内。所述保温箱2用于将制动电阻3耗能散发出的热量集聚在保温箱3内。优选地，所述保温箱3可以由聚氨酯夹芯板拼接而成；需要说明的是，保温箱还可以由其他材料制成，只要能达到相应的保温效果即可。

以使用聚氨酯夹芯板拼接形成保温箱为例：本实施例的保温箱3包括四块侧面板和一块顶面板，所述侧面板和顶面板均包括第一聚氨酯夹芯板钢板23，第二聚氨酯夹芯板钢板24，设于第一聚氨酯夹芯板钢板23、第二聚氨酯夹芯板钢板24间的聚氨酯芯材25，并且所述第一聚氨酯夹芯板钢板23位于保温箱2内侧。

在所述侧面板和顶面板上均开设有多个温差发电模块安装孔21，其从外至内，贯穿第二聚氨酯夹芯板钢板24和聚氨酯芯材25，换言之，聚氨酯夹芯板包括有三层，从保温箱的内侧往保温箱2的外层，依次是第一聚氨酯夹芯板钢板23、聚氨酯芯材25、第二聚氨酯夹芯板钢板24；温差发电模块安装孔21穿透第二聚氨酯夹芯板钢板24、聚氨酯芯材25，透过温差发电模块安装孔21，可从保温箱2外侧看到第一聚氨酯夹芯板钢板23。优选地，所述多个温差发电模块安装孔21均匀分布在侧面板和顶面板上，进一步，矩阵分布在侧面板和顶面板上。

所述温差发电单元设于该保温箱2内，用于将保温箱2内的热量转化成电能；其中，所述温差发电单元包括多个温差发电模块4，各个温差发电模块4连接在一起，形成温差发电单元，需要说明的是，图1、2中只示出了其中一个温差发电模块。在保温箱2内，还开设有线槽26，各个温差发电模块4之间的连接可放置于线槽26中，再通过线槽盖22封好。

其中，所述温差发电模块4包括温差发电片41、散热翅片44、连接在温差发电片41和散热翅片44之间的硅胶层42，所述温差发电片41包括冷端和热端，其中，冷端与硅胶层42粘接，使散热翅片44粘接在温差发电片41的冷端上。

在本实施例中，将温差发电模块4嵌装在温差发电模块安装孔21内，其中，温差发电片41的热端与所述第一聚氨酯夹芯板钢板23压紧，散热翅片44上开设有温差发电片固定孔43，将紧固件穿过该固定孔，以将温差发电模块4固定在第二聚氨酯夹芯板钢板24上。如此，即可使温差发电模块处于内层高温、外层低温的内外温差环境中，从而将保温箱内的热量转化成电能。

为了维持保温箱2内外的压力平衡，本实施例在保温箱2的侧壁上开设了压力平衡孔9，并且在所述压力平衡孔内设有透气过滤网，用以防止外界空气中的杂质进入保温箱2内，保持保温箱内洁净。

由于电梯在运行中，启停工况随机变化频繁，垂直运行距离随机变化频繁，直接导致制动电阻所散发的热能随机变化频繁，并且所散发的热量变化幅度较大。换言之，保温箱内的温度变化频繁，且不同工况时，温度差大，在高温时，甚至超过温差发电片的最高温度，最终导致整个节能系统失效。

为此，在本实施例中，还设计有过载保护开关8和过载电阻7，所述过载保护开关8包括温度传感器，用以感应保温箱2内的温度并将温度信号传递给控制器11；所述控制器根据所述温度信号，判断所述保温箱2内的温度是否大于等于温差发电单元的最高温度，若否，则不发送过载保护开关工作指令，过载电阻7与制动电阻3不连接；若是，则发送过载保护开关工作指令，控制过载保护开关8接通，过载电阻7与制动电阻3连接，通过耗能散能的方式将多余的回馈电能通过过载电阻散热消耗掉，使保温箱2内温度下降，进一步，当保温箱2内温度下降至正常温度时，控制器11发送过载保护开关关断指令，控制过载保护开关8关断，过载电阻7与制动电阻3断开。其中，温差发电单元的最高温度、正常温度可根据温差发电单元选用的材料、连线的耐温等得知，在合理范围内，自行设定。

本实用新型节能系统所设计的温差发电模块、过载电阻、安装有温度传感器的过载保护开关、控制器配合工作，可以屏蔽掉对用电负载或蓄电池不利的过高电压或过低电压，保证节能系统的安全，保证所产生电能的质量。使本实用新型节能系统对电压范围适应性较强，可以保证所产生电能的质量，可以提高电能利用率。

在温差发电单元将热能转换成电能后，由于电梯工况变化频繁，其产生的电势差大小也不一样，电势差变化大且变化不稳定，为了可以将该部分电能加以利用，本实施例中将温差发电单元的输出端与DC/DC稳压单元10连接，通过DC/DC稳压单元10将温差发电单元输出的电压转换成稳定的电压。进一步，将DC/DC稳压单元10连接至控制器11，所述控制器11可对DC/DC稳压单元10输出的电压进行监测，判断DC/DC稳压单元10输出的电压值是否在正常值范围内，若是，则将DC/DC稳压单元10输出的电压提供给负载12、同时为蓄电池13充电；若否，则控制器11与DC/DC稳压单元10断开连接，由蓄电池13为负载12供电。其中，所述负载12可以是电梯照明设备、通风设备等其他用于电梯工作中需要用电的设备。

在本实施例中，该电梯节能系统还包括电梯控制柜1，所述保温箱2设于控制柜1的顶部，所述变频器设于电梯控制柜1内。

设于保温箱2顶部的通风箱支架5，所述通风箱支架5包括有立柱52、安装在通风箱支架的顶面的聚氨酯顶板51、开孔金属围板53，所述聚氨酯顶板51，用以阻止来自上部通风箱6的热量。其中，所述开孔金属围板53固定在立柱52上的，将通风箱支架的四个侧面封住，用以防护支架范围内的连接线路。

设于通风箱支架5顶部的通风箱6，所述过载电阻7设于通风箱6内，用于防护过载电阻和保证过载电阻周围空气流通。

本实用新型的电梯节能系统，通过设置一保温箱，将接入变频器直流母线的制动电阻散出的热量聚集起来，然后通过在保温箱内设置温差发电单元，利用保温箱内外温差，将聚集的热量转换成电能，用于电梯工作中如照明、通风、换气等用电设备中，实现了电梯曳引机回馈电能的再利用，有效实现了电梯的节能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电梯节能系统，其特征在于，包括：

与变频器的直流母线连接的制动电阻，其通过耗能散热的方式稳定变频器的直流母线电压，所述制动电阻设于保温箱内；

保温箱，用于将制动电阻耗能散发出的热量集聚在保温箱内；

设于该保温箱内的温差发电单元，用于将保温箱内的热量转化成电能；

与温差发电单元连接的DC/DC稳压单元、与DC/DC稳压单元连接的控制器、与控制器连接的负载和蓄电池；所述控制器用于判断DC/DC稳压单元输出的电压值是否在正常值范围内，若是，则将DC/DC稳压单元输出的电压提供给负载、同时为蓄电池充电；若否，则控制器与DC/DC稳压单元断开连接，由蓄电池为负载供电。

2.根据权利要求1所述的电梯节能系统，其特征在于，该系统还包括：

过载电阻、过载保护开关，所述过载保护开关包括温度传感器，用以感应保温箱内的温度并将温度信号传递给控制器；

所述控制器还用于根据所述温度信号，判断所述保温箱内的温度是否大于等于温差发电单元的最高温度，若否，则不发送过载保护开关工作指令，过载电阻与制动电阻不连接；若是，则发送过载保护开关工作指令，控制过载保护开关接通，过载电阻与制动电阻连接，通过耗能散能的方式使保温箱内温度下降，进一步，当保温箱内温度下降至正常温度时，控制器发送过载保护开关关断指令，控制过载保护开关关断，过载电阻与制动电阻断开。

3.根据权利要求1或2所述的电梯节能系统，其特征在于：

所述温差发电单元包括多个温差发电模块，所述温差发电模块包括温差发电片、散热翅片、用以将散热翅片粘接在温差发电片的冷端上的硅胶层。

4.根据权利要求3所述的电梯节能系统，其特征在于：

所述保温箱由聚氨酯夹芯板拼接而成；

该保温箱的侧面板和顶面板均包括第一聚氨酯夹芯板钢板，第二聚氨酯夹芯板钢板，设于第一、第二聚氨酯夹芯板钢板间的聚氨酯芯材，所述第一聚氨酯夹芯板钢板位于保温箱内侧；

所述侧面板和顶面板上均开设有多个温差发电模块安装孔，其贯穿第二聚氨酯夹芯板钢板和聚氨酯芯材，所述温差发电模块嵌装在温差发电模块安装孔内，且温差发电片的热端与所述第一聚氨酯夹芯板钢板压紧。

5.根据权利要求4所述的电梯节能系统，其特征在于：

在保温箱的上，开设有用以维持保温箱内外的压力平衡的压力平衡孔。

6.根据权利要求5所述的电梯节能系统，其特征在于：

所述压力平衡孔内设有透气过滤网。

7.根据权利要求1或2所述的电梯节能系统，其特征在于，该系统还包括：

设于保温箱顶部的通风箱支架，所述通风箱支架包括有立柱、安装在通风箱支架的顶面的聚氨酯顶板、用以将通风箱支架的侧面封住的开孔金属围板，所述开孔金属围板固定在立柱上。

8.根据权利要求2所述的电梯节能系统，其特征在于，该系统还包括：

设于通风箱支架顶部的通风箱，所述过载电阻设于通风箱内。

9.根据权利要求1或2所述的电梯节能系统，其特征在于，该系统还包括：

电梯控制柜，所述保温箱设于控制柜的顶部，所述变频器设于电梯控制柜内。

10.根据权利要求1所述的电梯节能系统，其特征在于：

所述负载为电梯照明设备、通风设备。