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一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法

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通常需要选择在能源效率方面表现最佳的电梯安装,例如,在建筑研究机构环境评估方法分类系统中获得第一名(其他环境评级分类存在,如 LEED、绿星等。 )。 以前的能耗计算方法不准确,例如 CIBSE 指南 D:2010. 国际标准化组织 (ISO) TC178 工作组 10 开发了一种更准确的方法。该方法于 25745 年 2 月 6 日在 ISO/DIS 2013-XNUMX 中发布。此处给出了计算方法的简化形式。

给定数据

该方法依赖于三个数据集的知识:已知数据、测量数据和估计数据。

目标装置的已知数据是设计数据。 这些数据是:额定转速; 额定负载; 加速度值; 急动值,终端楼层到终端楼层的距离; 停靠站数; 层站电梯门的开启、开启和关闭时间; 和平衡比。

测量数据是使用 EN ISO 25745-1: 2012 中指定的方法从实际目标安装或设置为模拟目标安装的测试塔设施中获得的。 这些数据是:运行能耗; 常备闲置能耗; 常备待机能量(这些术语在 BS EN ISO 25745-1:2012 中定义)。 在没有测量数据的情况下,可以使用通过模拟获得的值。

估计数据是装置活动范围从非常低到非常高活动的指示。 该数据以每天的出行次数表示。

预计每日能源消耗

估计的每日能源消耗量(Ed) 是运行消耗的总和 (Erd) 和常备 (idle/standby) 消耗 (Esd):

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法公式 1
(公式1)

预计每日运行能耗

每日跑步消耗(Ed) 取决于目标电梯进行的平均行程所使用的能量乘以一天中的行程次数 (nd)。 运行能耗(Erc) 用于执行 ISO 参考循环(空车从一个航站楼到另一个航站楼的向外行驶并返回)由根据 EN ISO 25745-1: 2012 进行的测量给出。此运行能量测量用于一辆空车行驶在航站楼之间的距离(src)。 平均行程的距离(sav) 小于终端平台之间的距离,可以表示为距离 (src),即:%S = sav/src.

运行能量测量是在一辆空车上进行的。 在运行中,电梯将承载从零到满额定负载的乘客负载。 一般来说,平均负载较低。 为了校正负载的汽车,运行能量需要通过负载系数(kL)。 因此,每天的跑步消耗(Ed) 在 Wh 中由公式 2 给出:

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 2
(公式2)

地点:

  • nd 是每天的行程次数(行程是从一层到另一层的移动。)
  • %S 是目标安装每次行程的平均行程距离百分比。
  • kL 是每次行程的负载系数。
  • Erc 是以 Wh 为单位的 ISO 参考循环(两次行程)的测量或估计运行能耗。
  1. 每天的出行次数(nd) 目标安装是已知的,或可以估计的,或者从表 1 中获取。行程次数定义了任何计算的使用类别。
一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法表 1
表 1:分类的每天启动次数(ISO 标准有使用类别 2,000,每天大于 XNUMX 次,这里不考虑,因为它只可能出现在极端情况下。)

百分比平均行驶距离 (%S) 可以根据所选的使用类别和服务建筑物中可能的停靠点数从表 2 中获取。

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法表 2
表 2:平均行驶距离百分比 (%S)

*如果两个航站楼之间的交通流量占主导地位,则可能需要审查建议的值。 在这种情况下,平均行驶距离可能趋向于 100%。

请注意,目标安装的停靠点数量是已知数据。

负载因子的值 (kL) 可以使用下面的公式 3a/3e 计算,其中百分比平均汽车负载的值 (%Q)根据使用类别和额定负载取自表3。 注意额定负载(Q) 的目标安装是已知数据。

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法表 3
表 3:平均汽车负载

对于平衡至 50% 的牵引升降机:       

           kL = 1 – (%Q × 0.0164)(等式 3a)

           范围 0.97–0.74。

对于平衡至 40% 的牵引升降机:         

           kL = 1 – (%Q × 0.0192)(公式 3b)

           范围 0.96–0.69。

对于没有平衡的液压升降机:   

           kL = 1 + (%Q × 0.0071) (公式 3c)

           范围 1.02–1.11。

对于平衡轿厢重量 35% 的液压升降机:  

           kL = 1 + (%Q × 0.0100) (公式 3d)

           范围 1.02–1.16。

对于平衡轿厢重量 70% 的液压升降机: 

           kL = 1 + (%Q × 0.0187) (公式 3e)

           范围 1.04–1.30。

前三个方程代表常见的牵引力和液压升降机。 这些方程中给出的参数是根据电梯系统的计算机模型开发的。 显示的范围是最低和最高百分比Q 值在表 3 中。应该注意的是,牵引电梯中的负载减少了能源使用,而液压电梯中的负载增加了能源使用。

预计每日站立能耗

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 4
(公式 4)

地点:

Pid         是电梯处于空闲模式时使用的功率 (W)
            (在门操作停止后测量,当
             停在一个着陆点)。

Pst         是电梯处于待机模式时使用的功率 (W)
             (在不活动五分钟后测量)。

Rid         是消耗Pid时空闲时间的比例(值
             <1)。

Rst         是消耗Pst时待机时间的比例
             (值 < 1)。

tav         是行驶时间 平均行驶距离
             目标安装,包括上门时间(s)。

请注意,公式 4 中的第一项是电梯不运行的时间,即:站立。 

空闲功率和待机功率是通过 EN ISO 25745-1: 2012 中给出的方法获得的测量值。空闲功率是在空车和门操作停止时测量的。 待机功率是在五分钟不活动后测量的。

ISO 方法考虑了可能在第二待机模式下停留长达 30 分钟的系统。 这里不考虑。

Rid 和 Rst 的值可以从表 4 中获取。tav) 行驶平均距离 (sav) 由公式 5 给出:

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 5
(公式5)

地点:

v         是额定速度(m/s)。

j          是额定加加速度 (m/s2).

td       是开、开、关的时间
             层站电梯门的次数(s)。

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法表 4
表 4:空闲和待机模式下的时间比

例子

示例 1 – 牵引升降机

下面的例子来自 SAFE S24,为了更容易的算术,四舍五入的值。

电梯参数

  • 办公楼内的牵引电梯
  • 额定载荷:1,500公斤
  • 额定速度:2.50 m/s
  • 旅行:75米
  • 停靠站数:20
  • 平衡:50%
  • 加速度:1.0 m/s2
  • 加加速度 1.25 m/s3
  • 开门时间:8.0 秒

由测量或模拟确定的数据

  • 每日行程:750(类别 4)
  • 空闲功率:500 W
  • 5 分钟后待机功率:120 W
  • ISO 参考循环能量:170 Wh

表格中的数据

  • 平均旅行距离:44%(来自表 2)
  • 平均汽车负载:3.5%(来自表 3)
  • 负载系数 (kL):0.94(从 kL = 1 – (%Q × 0.0164))
  • 空闲/待机时间比:45/55(来自表4)

计算

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 6a

SAV = 0.44 × 75 = 33 米

TAV = 33/2.5 + 2.5/1 + 1/1.25 + 8 = 24.5 秒

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 7

                                                                             = 5,500 瓦时

埃德 = 26,367 + 5,500 = 31,867 瓦时

这是每天 32 kWh(每次行程约 0.6 p [0.6 c])。

示例 2 — 液压升降机

(这个例子来自 SAFE S3,为了更容易的算术,四舍五入的值。)

电梯参数

  • 住宅楼中的液压升降机
  • 额定载荷:500公斤
  • 额定速度:0.6 m/s
  • 旅行:13米
  • 停靠站数:5
  • 平衡:0%
  • 加速度:0.3 m/s2
  • 加加速度:0.5 m/s3
  • 开门时间:8.0 秒

由测量或模拟确定的数据

  • 每日行程:30(类别 1)
  • 空闲功率:50 W
  • 5 分钟后的待机功率:31 W
  • ISO 参考循环能量:91 Wh

表格中的数据

  • 平均旅行距离:44%(来自表 2)
  • 平均汽车负载:7.5%(来自表 3)
  • 负载系数 (kL):1.05(从 kL = 1 + [%Q × 0.0071])
  • 空闲/待机时间比:13/87(来自表 4)

计算

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 8

                                                                               = 631Wh

SAV = 0.44 × 13 = 5.7 米

TAV = 5.7/0.6 + 0.6/0.3 + 0.3/0.5 + 8 = 20.1 秒

一种改进的、更准确的计算电梯能耗的方法 9

                                                                                 = 797 瓦时

Ed = 631 + 797 = 1,428 Wh

这是每天 1.4 kWh(每次行程约 0.7 p [0.7 c])。

警告

表 2、3 和 4 中给出的数字基于使用类别的中值。 如果发现使用量处于某个类别的低端或高端,则使用中值可能不准确。 因此,如果实际出行次数不接近中位数,建议通过插值从表中获得值。

致谢

  • ISO/TC178/WG10 用于开发该方法。
  • WG10 的任务组制定负载系数(kL).
  • 标准中包含的表格由 Ana Lorente 开发,作为她在西班牙萨拉戈萨大学的博士论文“电梯的生命周期分析和能量建模”的一部分,以支持 WG10 的工作。[4]
參考資料
[1] BS EN ISO 25745-1:2012 电梯、自动扶梯和自动人行道的能源性能第 1 部分:能源测量和验证。
[2] CIBSE 指南 D:2010。
[3] ISO/DIS 25745-2:2013 升降机、自动扶梯和自动人行道的能源性能第 2 部分:升降机(电梯)的能源计算和分类。
[4] Lorente、AM、Nunez、JL 和 Barney GC:“电梯的能量模型”; 第二届电梯和自动扶梯技术研讨会,2 年 27 月 2013 日,北安普顿大学
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电梯世界| 2013 年 XNUMX 月封面

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