1、電梯節(jié)能技術(shù)分析與探討 摘 要通過對電梯現(xiàn)狀和能耗分析，探討電梯節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用，提出電梯節(jié)能采取的技術(shù)措施和主要途徑，從而進一步提高電梯使用效率和節(jié)能水平。 關(guān)鍵詞節(jié)能減排；能耗；電梯監(jiān)管；能量回饋 中圖分類號 TP2文獻標(biāo)識碼 A 文章編號：1674-7909（2014）10-00-0 前言 節(jié)能是擺在人類面前的共同任務(wù)，能源問題已經(jīng)被提到前所未有的高度。我國是一個耗能大國，更把節(jié)能作為頭等大事來抓。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國建筑物的能源約占全國總能耗的28%左右，是能耗的主力軍。電梯的用電量僅次于空調(diào)，遠高于照明、供水等的用電量，電梯的能耗已經(jīng)引起業(yè)界高度重視， 社會對于電梯能耗的關(guān)注程度

2、也在與日俱增，降低電梯的能耗、節(jié)約能源對于國民經(jīng)濟具有非常重要的現(xiàn)實意義。電機技術(shù)、功率電子技術(shù)、微計算機技術(shù)及變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，為電梯的節(jié)能控制提供了條件。 1 我國電梯現(xiàn)狀及節(jié)能減排意義 1.1 電梯節(jié)能減排的意義 節(jié)能減排是實踐科學(xué)發(fā)展，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的重要國策。在大型公用建筑中，電梯則是一個不折不扣的“耗能大戶”。隨著近幾年全國樓市的火暴，電梯市場需求量也不斷擴大。如何采用節(jié)能技術(shù)，降低電梯能耗，已成為市場關(guān)注的熱點。另據(jù)中國經(jīng)濟周刊報道，未來10 年我國新裝電梯如果全部采用能源再生電梯，除節(jié)電外，還將減少二氧化碳排放

3、約5100萬噸、二氧化硫排放約13.2萬噸、塵埃排放5 940噸，節(jié)省950億升水，減少0.7噸鉛堆積。因此，做好電梯節(jié)能減排，發(fā)展綠色節(jié)能電梯不僅是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是節(jié)約社會能源、保護周邊環(huán)境的需要。 1.2 我國電梯行業(yè)現(xiàn)狀 我國的高層建筑隨處可見， 國內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯，都是采用電梯機組中的電容儲存電能方法進行節(jié)能的控制。但這種方法的電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率， 使電阻產(chǎn)生大量熱量， 而且惡化了電梯控制柜的周邊環(huán)境。而建筑物的能耗約占全國總能耗的1/ 3 左右。近幾年來，我國政府逐步加大節(jié)能技術(shù)研發(fā)資金和技術(shù)支持， 提倡節(jié)能減排， 特別是針對建筑設(shè)備中的耗能大戶電梯。如何創(chuàng)

4、建一個綠色、節(jié)能以及環(huán)保的電梯行業(yè)， 成為我們必須面對的重大課題。從經(jīng)濟效益和環(huán)境保護的長遠角度來看， 我國電梯驅(qū)動系統(tǒng)要想實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保， 必須將電梯節(jié)能問題放在國家能源戰(zhàn)略的首位， 進行調(diào)度控制， 并且開發(fā)節(jié)能減排技術(shù)， 以降低電梯的耗電量， 研發(fā)綠色節(jié)能環(huán)保安全型電梯。因此， 提高能源利用率， 節(jié)約能源是一項利國利民的大事。然而，在實際應(yīng)用中，節(jié)能電梯的普及率還很低，節(jié)能電梯不足5%，還需要進一步推廣和應(yīng)用。 2電梯能耗情況分析對比 據(jù)國家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計和預(yù)測，今后幾年我國電梯增長率還會在兩位數(shù)以上。因此，對電梯實施節(jié)能審查和監(jiān)管，采取有效措施降低能耗，是非常必要的，符合建設(shè)資

5、源節(jié)約型社會的基本國策。如何降低電梯的有效能耗和控制無效能耗，值得深入研究和探討。 2.1電梯能耗非常驚人 電梯耗能主要體現(xiàn)在待機和運行兩種工況。電梯在輕載上行和重載下行時都處于發(fā)電狀態(tài)，而普通電梯卻將這部分電能轉(zhuǎn)換為熱能，白白浪費掉了，屬于無效能耗。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每年每臺電梯平均運行次數(shù)大概在20萬-30萬次，約有10萬次左右處于發(fā)電狀態(tài)。一部變頻電梯處于發(fā)電狀態(tài)運行，每次發(fā)出來的電能約為0.2 kwh 左右。如果樓層不高，按每次發(fā)電0.1kwh來計算，每年每臺電梯耗電1萬千瓦時左右；一部普通電梯，每天約用電量為50kwh-150kwh，按照每臺電梯平均每天用電量約為80kwh計算，假如全

6、國在用電梯數(shù)約為100萬臺，那么每天耗電約為8000萬千瓦時，每年消耗電量約為290億千瓦時。從以上情況分析，電梯節(jié)能形勢非常嚴(yán)峻，可以說到了刻不容緩的地步1 2.2電梯節(jié)能空間巨大 據(jù)國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局有關(guān)負責(zé)人介紹，目前我國在用電梯約77 萬余臺，僅一年耗電量約200 億千瓦時。據(jù)有關(guān)專家分析，我國15 年前安裝的電梯有相當(dāng)一部分是高能耗的老電梯，耗電是現(xiàn)在節(jié)能電梯的3倍-4倍。近年來，我國每年新增電梯均在15%以上。如果每年新增電梯13萬部，其中80%采用節(jié)能電梯，按照每天使用16 h計算，全年可節(jié)電32 億千瓦時。如果到2015年全國電梯仍全部采用非節(jié)能產(chǎn)品，將會多耗電80

7、0 億千瓦時，這相當(dāng)于三峽水電站1 年的發(fā)電量，因此電梯具有較大的節(jié)能空間。 3電梯節(jié)能的主要措施和途徑 從電動機設(shè)計、制造環(huán)節(jié)入手是電梯節(jié)能的主要途徑。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，電梯耗電主要在電動機上，約為電梯耗電的70%。因此，對電梯電動機的節(jié)能改造或節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用尤為重要，也是電梯節(jié)能的主要應(yīng)用空間。因此，電梯的節(jié)能重點就在于驅(qū)動與曳引系統(tǒng)、電梯調(diào)速方式的更新與改善。 3.1采取永磁同步技術(shù) 永磁同步無齒輪曳引機技術(shù)是基于具有低速、大轉(zhuǎn)矩特性的永磁同步電動機技術(shù)和現(xiàn)代電力電子技術(shù)而發(fā)展起來的電梯曳引技術(shù)。隨著永磁同步曳引機成本的下降，以及在大噸位載重產(chǎn)品方面的研發(fā)，其取代蝸輪蝸桿傳動曳引機的趨勢

8、越來越明顯。與有齒輪曳引機相比，有以下一些優(yōu)點： 3.1.1永磁同步曳引機無需從電網(wǎng)汲取無功電流，因而功率因數(shù)高； 因無需勵磁繞組沒有勵磁損耗，故效率高，發(fā)熱小，因而無需冷卻風(fēng)扇。效率可以提高20% -40%。 3.1.2采用轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制，具有與直流電動機一樣優(yōu)良的速度、轉(zhuǎn)矩控制特性，起、制動電流明顯低于感應(yīng)電動機，所需電動機功率和變頻器容量都有所減小。永磁同步曳引機與變頻器綜合成本由于容量的降低與大一檔的有齒輪曳引機與變頻器綜合成本接近，甚至更低。 3.2 采用能量回饋技術(shù) 電梯屬于位能負載，要求頻繁的起停，隨著載客量多少的變化、上下行的變換，要求電動機四象限運行。在電梯運行過程中，

9、輕載上行或者滿載下行時電動機由需要消耗電能轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài)，電機將處于再生發(fā)電制動狀態(tài)。為解決電動機處于再生發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生的再生能量，在變頻器的直流母線兩端并接上能量回饋裝置，采用有源逆變技術(shù)將再生能量及時高效地逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電反送電網(wǎng)。電梯節(jié)能能量回饋系統(tǒng)的作用就是將儲存在變頻器直流側(cè)電容中的電能及時逆變?yōu)榻涣麟姡?并回饋給電網(wǎng)， 從而達到節(jié)能的目的。對于直流電能到交流電能的逆變目前已經(jīng)有一些成熟的技術(shù)2。能量回饋裝置通常采用PWM控制模式，使回饋至電源電網(wǎng)的電能諧波污染少、功率因數(shù)高，節(jié)約了大量的能源，滿足了電梯驅(qū)動系統(tǒng)對速度跟隨的快速性和精確性要求，使曳引驅(qū)動電動機在四象限內(nèi)

10、運行時的工作效率更高。 采用能量回饋技術(shù)的電梯具有以下特點 3.2.1采用PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)，輸出相位準(zhǔn)確，有效抑制高次諧波。 3.2.2 采用先進的微處理器，速率高、精度高、穩(wěn)定性能好，抗干擾能力強。 3.2.3 應(yīng)用電抗器和噪聲濾波器，可直接和380-460V電網(wǎng)直接使用，在需要頻繁起制動的場合，節(jié)電更明顯。 3.2.4能量轉(zhuǎn)換率97%以上，節(jié)能15%-40%。 3.2.5制動產(chǎn)生的能量得到回收利用，系統(tǒng)節(jié)能又環(huán)保。 3.2.6系統(tǒng)發(fā)熱量降低，機房不再使用空調(diào)，減少日常維護工作，提高電梯使用壽命。 3.3 采取綜合監(jiān)管措施 電梯要達到最好節(jié)能效果，需要各方面的共同努力，特別是需要特種設(shè)備安全監(jiān)察機構(gòu)的統(tǒng)一監(jiān)督指導(dǎo)，推行和采取一系列電梯節(jié)能監(jiān)管措施： 3.3.1審核新建樓宇電梯配置方案，使電梯數(shù)量和主機電動機功率與使用率相匹配； 3.3.2推動并聯(lián)、目標(biāo)選層等群控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，減少電梯的無效能耗； 3.3.3在型式試驗中，控制電梯能耗指標(biāo)，推