[00142443]电梯能效在线测评系统的设计与节能改造技术的研究

一、课题研究背景及意义随着经济的发展,能源需求量越来越高,能源紧缺成为各个领域发展的主要因素之一。节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》提出,到2020年,全国万元国内生产总值能耗比2015年下降15%,能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内。单位国内生产总值二氧化碳排放降低18％;主要污染物排放总量显著减少,化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8％,氨氮、氮氧化物排放分别减少10％等约束性指标。在节能重点工程中将能量系统优化、余热余压利用、电梯改造、节约、替代石油等节能改造项目列为重点工作,推行合同能源管理工程。在广西,随着工业化、城市化加速推进,一大批重点工业项目陆续建成投产,14个千亿元产业和10个战略性新兴产业加快发展,广西能源需求量将快速攀升,但广西能源供应紧张、保障能力脆弱、能源消耗水平高和利用效率低等特点没有根本改变,能源问题已经成为制约广西经济社会发展的重大“瓶颈”。为了缓解广西能源资源问题,提高能源使用效益,首要措施就是对全区高污染、高能耗工业设备进行节能改造。电梯是能耗最大的特种设备之一,近些年来房地产行业的高速运行以及城镇化进程的加快推进,中国已经成为全球最大的电梯制造地和销售国。截至2016年,中国电梯保有量已超过494万台,占全世界电梯的1/3,就广西而言,全区电梯约有7万台,其中,南宁市内接近3万,每年还以接近15%的速率增长。而作为耗能大户的电梯,其运行能耗十分惊人。目前,我国在用电梯约有1/3的电梯为交流双速、交流调压调速等老旧电梯;节能电梯不足总量的10%;采用永磁同步拖动技术的不足5%;应用制动电能回馈技术的不足0.5%。我国虽已制定了《住宅电梯的配置与选择》规定,也将电梯纳入高耗能设备,并以《高耗能特种设备节能监督管理办法》实施监管。但因目前国产电梯的能效标准缺失导致监管不力;有关电梯的设置也不规范,电梯的节能尚未纳入建筑节能议程; 设计建设时多由开发商选定电梯,且大都以台数少的大梯代替多台的小梯,造成“大马拉小车”现象普遍存在。据调查,1梯2～3 户的住宅电梯额定载重量在650kg～1100kg,其使用中平均每次乘梯不足2 人,载重量不到150kg,负荷率充其量只有23%,浪费实在惊人。此外,电梯还是物业耗电及维护量最多的设备,其电耗和使用费额占物业总电耗的60%～80%、总成本的25%～35%。鉴于电梯在建筑中的地位已十分突出,故应关注电梯的建筑节能。对于电梯节能工作而言,标准、技术规范严重滞后于法规。电梯节能效果检验检测的方法和标准研究、能源利用效率的指标体系研究都属于起步阶段,与我国电梯大国的地位很不相称。可以预见,随着电梯节能工作的不断深入,标准、技术规范研究工作将得到越来越广泛的重视。在此背景下,本课题基于加权有效质量速度积分法设计电梯能效在线测试仪,在一个循环周期内,通过同时测量电梯运行时消耗的电能和机械能,计算电梯能效指标,并生成历史数据,通过ARM9液晶显示数据和波形,完成电梯能效在线测试仪的设计。另外,研发基于视频人形识别和基于压力传感器的电梯控制系统,对电梯进行节能改造,并对改造后的电梯进行能效测试,通过比对,改造后的电梯节能效果显著。 二、技术原理：在一个循环周期内,采用成熟高可靠性的霍尔电流传感器测量电梯控制柜三相进线电流,采用浮动中性点方式直接测量三相电压,由三相电压和三相电流计算可得电梯运行时消耗的电能。采用汽车发动机转速测量专用的电磁感应曲轴位置传感器测量曳引轮旋转位置与速度,实现轿厢速度和位置的非接触式测量,再根据使用场地和工况选取合适的权重、运行方向、运行距离,从而计算出电梯运行时的机械能。根据获得的机械能和电能,计算电梯能效指标,并生成历史数据,通过ARM9液晶显示数据和波形,完成电梯能效在线测试仪的设计。另外,研发基于视频人形识别和基于压力传感器的电梯控制系统,对电梯进行节能改造,并对改造后的电梯进行能效测试,通过比对,改造后的电梯节能效果比蜗轮蜗杆曳引电梯节能效果达32.22%,比永磁同步曳引机节能效果达6.07%。 三、技术的成熟程度,适用范围和安全性 1、给出电梯能效测试新方法,并对电梯进行能效测试,其能效与传统蜗轮蜗杆电梯及永磁同步电梯相比,能耗降低了32.22%和6.07%。 2、截至2018年7月,南宁市宏涛机械设备有限责任公司生产新研制的SC200U施工升降机12台,实现产值96万元,上缴税费30元,净利润4.8万元。 四、应用情况及出现的问题目前,上述新技术已经在南宁市宏涛机械设备有限责任公司生产的SC200U施工升降机上正式投入生产,能够保持连续使用,处于稳定应用状态,达到设计产能,成为所在单位主要产业广泛应用。建议：进一步加快产品的市场占有率。 五、技术先进性技术水平高,有创新,已达到国内领先水平。