用于建筑物内气候控制的电梯的制作方法

1.本发明总体上涉及电梯技术领域。本发明进一步构成了通往处理诸如供暖、通风或空调的气候项目的房屋系统的工艺技术领域的桥梁。这样的房屋系统可以包括以例如hvac系统(供暖、通风和空调)而闻名的自动化系统。


背景技术：

2.现代建筑越来越多地配备了室内空气质量监测设备，因为室内空气质量是宣布建筑可持续和运作良好的越来越重要的因素。这在监管层面和消费者需求中都是可见的。例如，健康和福祉被认为是欧盟建筑智能准备指标(sri)下的关键影响领域之一。在客户方面，人们越来越意识到室内空气质量差的危害。这在存在严重空气污染问题的新兴市场尤为明显。因此，监测、预测和控制室内空气质量是实现对可持续和运作良好的建筑的预期影响的重要驱动力。然而，这些系统通常仅限于商业建筑，在这些建筑中，分布传感器和提供必要连通性的商业案例可以更容易地得到证明。住宅建筑可以说面临室内空气质量的类似问题，但需要创新来降低所需基础设施的投资成本。
3.传统的室内空气监测是通过在每个监测位置安装固定传感器来执行，其中这些传感器的数据通过有线或无线方式传送到hvac系统的集中数据采集控制器，该控制器负责相应地调整建筑物中的气候。一些架构还利用来自传感器设备的直接移动连接，而无需在建筑物中进行集中数据收集。
4.发明目的
5.本发明的目标是改善包括电梯系统的建筑物中的气候环境。


技术实现要素：

6.上述目的通过根据权利要求1所述的方法实现。权利要求14中要求保护实现该方法的相应系统。在相应的从属权利要求中公开了优选的实施例。
7.本发明的基本思想是使用电梯作为整个建筑物的室内气候质量监测中心。因此，电梯轿厢可以作为测量部件集成到建筑物的hvac系统中。
8.一般而言，本发明构思在于在建筑物楼层之间移动电梯轿厢、在轿厢门打开时获取建筑物气候的数据、将数据与通过轿厢的位置检测可用的楼层信息配对以及将数据发送到特定的外部设备。为此，电梯轿厢至少配备了空气质量传感器。
9.然而，通过根据本发明的电梯的室内气候质量监测可以收集以下测量数据，其中安装和使用相应的便捷传感器：
10.·
温度
11.·
湿度
12.·
气压
13.·
voc(挥发性有机物)
14.·
pm2.5/pm10(空气污染的小颗粒)
15.·
楼层噪音
16.·
气味(这是住宅建筑中的常见问题)。
17.当涉及噪音检测时，无需吸入空气，并且当在方便的电梯舱位置安装相应的传感器时可以记录相应楼层的噪音水平。
18.关于轿厢在井道内的位置检测，可以通过向电梯轿厢提供磁性传感器来检索轿厢关于楼层的位置，该磁性传感器在功能上链接到井道中的感测磁条，反之亦然。控制单元然后处理传感器获得的数据，以指示轿厢实际所处的楼层。条带配备了典型的磁性编码，通过读取这些编码，系统能够执行适当的位置确定。获取楼层信息的另一种方法是借助电梯轿厢上的限位开关与竖井中的触发装置(反之亦然)相互作用来实现，这样当电梯准确地位于楼层时，就会触发这些开关。至少，获得楼层信息的另一种选择是附接距离测量传感器，例如激光位置传感器或超声换能器，并利用该传感器提供的距离信息来检测电梯处于哪个楼层。电机控制是确定轿厢位置的另一个示例场景。关于电机部件的位置信息对于控制电机本身是有用的，对于确定响应于电机的运转而移动的其他部件的位置也是有用的。至少，可以通过分析由非常低成本的附加传感器例如可以安装在轿厢处的加速度计设备产生的信号来获取电梯轿厢的楼层信息。这些也可以与传感器解决方案相结合，提供关于轿厢门的打开/关闭状态信息，然后验证相应的楼层高度。通过这种附加传感器，可以方便地使用本发明对现有电梯系统进行现代化改造，以通过使用电梯设备来改善气候控制。
19.根据本发明，认识到电梯作为穿过建筑物的移动单元非常适合收集关于建筑物的气候状况的数据。将电梯系统与建筑物的hvac系统链接起来可以使建筑物内的气候调整更加有效。电梯轿厢显示出固有的垂直移动能力，以在电梯服务的每一层提供测量样本。这意味着一个传感器中心，而不是每层楼的各自的传感器。因此，电梯可以在其正常运行期间收集气候数据。
20.本发明解决了减少在多租户住宅建筑中也用于室内气候质量监测的投资成本。在住宅建筑中将传感器和连通分布到多个楼层(多达30层以上)的传统方式成本过高，因此投资受到抑制。考虑到合适的空气质量传感器设备的成本从100至1000欧元不等，很明显，在每层楼安装此类设备变得非常昂贵。此外，安装/维护设备以及为这些设备提供布线或无线连接会进一步增加成本。此外，可以利用现有的电梯状态监控的边缘设备和网关进行数据处理和连接，以最大限度地降低成本。
21.本发明描述了一种电梯上载有的气候质量监测中心，该中心被配置为在电梯停靠的每个楼层采集测量样本。气候质量传感器可以安装在电梯轿厢天花板内或在电梯舱内的其他方便位置。电梯被配置成利用其吊扇将电梯舱空气从舱内部推到外部进入电梯竖井中，并由此在当门打开或至少在打开模式时的停止期间使空气从层站楼层循环到电梯舱中。吊扇因此在电梯舱空间和层站楼层空间之间产生压差，从而导致气流从层站空间流入电梯舱。可以调整电梯停止时间和门打开/关闭时间以在停止期间启用足够的空气吸入，从而特别考虑空气质量传感器的响应时间，即获得合适测量样本所需的时间。每次测量都会记录时间和轿厢位置，尤其是在楼层上。这使得能够将传感器的测量数据分配到门打开时轿厢所处的楼层。在获取气候数据期间，将气候数据映射到轿厢所在的位置，创建了整个建筑物的气候图像。
22.在将感测数据与门上一次打开的那个楼层配对的情况下，可以根据优选实施例改
进将正确气候映射到特定楼层。因此，即使在轿厢离开该楼层或关门时，感测时间也会延长以更好地验证数据。可以针对该楼层执行这样的感测循环，直到轿厢门在不同楼层重新打开。作为实施例，即使在轿厢移动时也可以持续执行感测步骤，直到门在下一楼层重新打开。
23.除此之外，风扇可以与轿厢门打开动作同步。然后通过控制器，即门控制器或电梯控制器打开风扇，同时进行轿厢门的打开动作并且关闭门时关闭风扇。或者，对于上述长周期的测量，可以仅在风扇运行期间感测气候数据。
24.或者，可以仅在门已打开后开始的预设时间延迟的时间过去之后才开始感测周期。这增强了将气候数据正确映射到轿厢实际所在的楼层，因为在该时间延迟之后开始检测，风扇吸入的空气才可能实际到达传感器。该测量取决于传感器在轿厢处的安装位置以及风扇的容量。风扇可以循环的空气越多，在传感器附近吸入的空气就越快，并且可以选择更短的时间延迟。
25.此外，在住宅建筑中，电梯轿厢通常在楼层上长时间保持空闲，这可用于执行感测循环，其中电梯在不运送乘客的情况下行驶，但在每个楼层都停下来采集测量样本。该实施例包括由电梯控制器通知是否有另外的乘客呼叫待处理的步骤，如果没有，则执行上述通过空轿厢检测楼层气候的步骤。
26.或者，可以设置停止时间窗口，在该时间窗口内不进行检测任何气候参数的测量。然后，可以在控制器中定义和设置电梯不用于检测气候质量的时间窗口的阈值。然后，所述阈值的超过可以触发测量周期，或者至少可以将这样的测量周期列为待办步骤，以在可以方便地完成时尽快执行控制方法。该步骤也可以对每个楼层独立实施，即为每个楼层设置时间窗口阈值，指示是否在特定楼层执行了感测周期。超过与特定楼层链接的阈值将仅触发针对特定楼层的感测动作。
27.作为替代方案，电梯可以配置为仅在其正常运行期间执行测量，这样对电梯运行时间或能耗没有影响。这种方法应该为建筑物的每一层提供至少几个每日数据点。
28.至少，根据本发明的实施例，电梯控制器被配置为通过预先确定的程序控制该方法。这意味着电梯控制器负责执行或启动该方法，包括将电梯轿厢从一个楼层移动到一个楼层并在每个楼层打开门，以分别收集有关每个特定楼层气候的数据。
29.本发明的方法可以如下运行：
30.1.电梯轿厢停在层站楼层。如果乘客想要离开或进入电梯舱，电梯门将根据乘客的要求打开。
31.2.电梯的控制器可以被配置为使得门响应于感测需求保持打开。这种感测需求可以由电梯控制器或建筑物的外部hvac控制器触发。它也可以由链接到电梯控制的移动智能小设备触发。
32.3.在没有乘客需要服务的情况下，电梯的控制器可以被配置为使得门将仅仅因为采集测量样本的测量需求而被打开。
33.4.电梯控制器打开吊扇以将空气吹出，直到电梯轿厢内的空气特性与建筑物楼层的空气特性相同。在轿厢尺寸为2-4m3，典型的吊扇容量为2-4m3/min的情况下，进风时间优选小于60s。
34.5.空气质量传感器采集一个或多个测量样本，数据可以在本地机器上进行预处
理。
35.6.在现有噪声传感器的情况下，可以持续记录数据。
36.7.任何经过预处理的数据都可以通过现场网关(数据传输单元(dtu))发送到云平台。
37.8.这些数据可以由建筑物的hvac系统共享。
38.根据优选的实施例，气候质量监测数据可以与建筑模型(bim模型)相结合，为终端用户创建可视化。根据另一个实施例，如果室内气候偏离最佳值，该数据还可用于向设施管理公司提供警报。
39.由位于电梯舱位的感测装置获取的数据可以在中间步骤中或作为独立的附加步骤发送到电梯控制器或远程服务器或云计算单元或任何其他外部设备以处理或将感测的数据可视化。这可以支持例如任何分析，以便以合适的方式为hvac控制器准备数据。这也意味着当将数据发送到类似智能手机或ipad的移动设备以传递数据或在屏幕上将它们可视化时的有利通信。
40.在将气候数据传输到建筑物的hvac系统控制器后，建筑物的hvac控制单元可以采取措施进行调整，即改善建筑物的气候。这包括例如打开通风风门或打开空气净化系统，或打开/关闭空调系统。
附图说明
41.下面，通过附图中所示的实施例来阐明本发明。
42.图1是电梯在井道内移动的立体图；
43.图2是显示本发明功能的示意图。
具体实施方式
44.在图1中，可以看到电梯系统服务于多个楼层4。在中间楼层有电梯轿厢10在轿厢门18打开的情况下停止，以使得轿厢10的内部空间8与相应楼层4的空气进行空气交换。任何获得或发送到轿厢的数据通过电缆6传输到电梯系统的控制器。
45.当现在看图2时，鉴于当轿厢门18打开时，至少此时在电梯轿厢10的天花板中的风扇14被触发以打开，本发明变得清楚。这反过来导致轿厢内的空气被通风并被推入井道12，这也导致楼层4的空气被吸入轿厢，由此产生进入其中的气流20。由于该气流20继续到达风扇14并进一步进入井道空间，因此气流20被引导至空气质量传感器16，该空气质量传感器16创建从楼层4吸入的空气质量数据。这些数据可以通过电缆6发送到电梯控制器以进行任何进一步的评估。当将这些数据集成到建筑物自动化中时，建筑物内的任何空气通风系统都可以通过轿厢10内的质量传感器16收集的数据进行调整。由于轿厢在几个楼层4之间移动，通过移动的轿厢从每个楼层4收集空气质量数据是一种简单的方法。