冀翠莲，刘晓鹏，甘信广，孙亚林，任传磊

（1.山东城市建设职业学院，济南 250000；2.山东省工业设备安装集团有限公司，济南 250000）

1 引言

随着建筑层数的增加，电梯的运行高度随之增加，而电梯机房通常设在建筑物的顶层，四周都暴露在空中。尤其夏季高温天气，机房内温度可达60 ℃左右，控制柜附件温度可达78 ℃，甚至更高，这对机房控制元件的运行带来诸多隐患。特种设备安全技术规范TSG T7001－2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》第十五条规定：对电梯整机进行检验时，检验现场应当具备以下检验条件：机房或者机器设备间的空气温度保持在5～40 ℃。但是实际使用中，大部分机房温度远远超过该标准，导致电梯运行存在诸多不安全因素，多表现为控制板异常，如电梯运行中突然停梯关人，电梯运行到门区不开门或不关门，电梯运行到门区不换速等；电子元器件损坏；曳引电动机、减速器性能变差等[1]。目前，夏季高温天气机房温度过高时，一般采取自然通风和装设空调2种方式。空调设备投资大，运行成本高，而且对环境造成不可逆转的破坏，进一步加重了全球气候问题[2]，一旦检修不及时，空调运行出现故障，就可能发生电梯机房温度短时间迅速升高，导致事故发生，因此，电梯机房配置空调比例相对较低；而排风扇因价格优势，安装比例较高，但是运行环境温度高，噪声大，降温效果有限。因此，在保证各种设备的安全运行的同时，必须减少对环境造成的各种污染，达到节能减排的目标[3]。

2 自然冷源降温机理

项目规划是针对济南市多个小区的高层建筑顶层机房和地下车库温度的测量，发现温度相差很大，尤其是夏天，地下3层车库的最低温度达到22.4 ℃，建筑顶层的建筑机房温度高达78 ℃，图1 和图2 是在6 月底测得的实际温度。

图1 机房温度

图2 地下室温度

基于大温差原理，开发了地下空间冷源在电梯机房新型节能降温系统。

3 自然冷源降温装置设计

本系统产品主要由风机、输送风管及附件、过滤器、感温系统、主控板、数据远传装置等组成。在地下空间冷源处与电梯机房内各安装一台风机，将地下空间冷源输送至电梯机房进行降温。系统模型图如图3 所示。

图3 系统模型图

系统工作流程图如图4 所示，在电梯控制柜附近设置感温系统，该系统将感应的温度信号转化成电信号，传送到风机主控板，根据设定的温度启停风机，当控制柜环境温度高于设定值时，风机启动，当低于设定值时，风机停止，达到节能降温的效果，同时由于风机直接对着控制柜送风，起到清洁的效果。同时，控制柜附近设置的感温系统还具有异常高温报警装置，该装置将检测到异常高温信号，及时传递到移动设备，值班人员及时查看，避免意外故障的发生。

图4 系统工作流程图

电梯机房温度的控制是关系到整个电梯控制和安全运行的重要因素，当下，很多老旧电梯机房仍通过排风扇降温，不但噪声大，而且降温效果不理想。新型降温系统充分利用地下空间冷源，解决了传统电梯机房降温效果不理想、不环保的问题，并将以太网通信技术引入其中，确保电梯机房内温度的实时监控，保证了机房内设备的安全性，充分响应未来电梯行业发展“绿色节能”和“安全”两大主题，开创了国内利用地下空间冷源进行机房降温的先例。

4 自然冷源降温装置设计方案

4.1 本系统采用的主要产品特点及要求

4.1.1 风机

采用变频马达风机，不但省电节能，还能保持在平稳运行的同时高效率工作。该产品具有抗氧化，高可靠性，高承载能力，高精度引导，低摩擦，耐高温，耐潮湿的特点；接线盒防漏水，不易老化，使用长久等优点。

4.1.2 输送风管及附件

管道选择PVC 材质。主要成分为聚氯乙烯，耐腐蚀、耐用。在制造过程中添加增塑剂、抗老化剂等一些辅助材料来增强其耐热性、韧性、延展性，而且PVC 管还具有结实耐用、内壁光滑，风阻小的优点，保证风量能输送到较远的距离。

4.1.3 感温系统

采用环氧树脂一次性包封而成，体积很小，具有测量温度灵敏、反应速度快、精度高等优点。阻燃外壳经久耐用，防尘盖能有效防止灰尘进入。

4.1.4 短信报警模块

设置短信报警模块，PLC 通过DO 点将报警信息连接到短信报警模块，模块中插入电话卡，可设置发短信给值班人员。

4.2 方案设计原则及降温效果

基于该项目的功能特点及国家政策相关要求,在方案设计时要符合下列要求[4]：（1）保证设备运行安全；（2）充分利用可再生能源；（3）系统投资、运行经济合理；（4）降低能源消耗,减少碳排放。本系统产品针对不同的楼层高度采用不同的产品配置方案。

方案一：对于10 层及以下建筑选用HF-80 节能风机和80 mm 的PVC 管道；

方案二：对于10 层以上及20 层以下建筑选用HF-100 节能风机和100 mm 的PVC 管道；

方案三：对于20～35 层的建筑选用HF-120 节能风机和120 mm 的PVC 管道。

为确保达到预期的降温效果，该方案是基于楼层越高而需要的风压越大而设计的，但是考虑到安装的方便性，尽量使风机出口和管道直径保持一致，以减少输送阻力。

以济南市高新区国际会展中心附近20 层楼房为例，配置送风量为1 000 m3/h 的轴流风机，于9 月份实测机房和地下空间的温度，具体测定数据见表1。

表1 降温速度测定

本系统出口温度为24.0 ℃，控制柜初始温度为78.0 ℃，测定总时长为30 min，降温速度1.32 ℃/min，满足电梯机房设备运行环境温度在5～40 ℃内，提高了设备运行的安全性。

5 自然冷源利用降温装置的优点

5.1 能耗低

根据楼层高度设置组装方案，以20 层楼房（高度包括地下室、建筑、机房之和约74 m）为例，经投资核算，本降温装置与装设同样效果的空调相比，投资低，耗电量低。

5.2 功能多

降温系统是针对机房主控柜进行降温的，散热快而又兼具除尘功能；而空调是针对整个机房降温，不能根本解决主控板散热问题，部分机房还需要配置落地扇给主控柜降温，投入成本及运行成本进一步提高。

5.3 绿色环保

利用地下空间冷源进行机房主控柜散热，在保证绿色能源应用的同时，确保电梯运行的稳定性，真正做到对用户的安全防护，引领电梯绿色环保安全运行新时代。

6 结语

本产品针对电梯机房主控柜进行降温，从根本上解决了散热问题，可以有效保证夏季高温天气机房主控板附近空气温度在40℃内，最终消除或减少因高温引发的各种故障，更好地保障电梯的安全运行。