上海三菱電梯有限公司 朱武標

電梯是現(xiàn)代建筑不可缺少的交通工具。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高，電梯的擁有量呈快速上升趨勢。國家特種設(shè)備主管部門的統(tǒng)計顯示：2011年底我國在用電梯201.06萬臺，其中，約有五分之一的電梯為交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV）等老舊電梯；采用永磁同步無齒輪曳引技術(shù)的不足40%；應(yīng)用能量回饋技術(shù)的不足2%；節(jié)能電梯數(shù)量不足總量的40%。另據(jù)近3年以來每年新增電梯統(tǒng)計，我國電梯擁有量年均增長在15%以上。據(jù)國外相關(guān)權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計，瑞士在用電梯的每天耗電量為5.2kWh，美國在用電梯平均日耗電量為11.1 kWh。而我國由于電梯的使用頻率和平均的電梯提升高度都較高，國內(nèi)電梯界公認的每臺電梯每天平均耗電是40kWh左右。據(jù)此計算，2011年全國電梯年耗電量約為293億kWh。電梯耗電已經(jīng)占到大樓總能耗的3%～5%，占到全社會用電總量的約0.49%。由此可見，電梯的能耗不容忽視。電梯節(jié)能降耗工作需要引起社會各界的關(guān)注。

實際上，電梯行業(yè)已經(jīng)比以往任何時候都更為努力地為減少電梯能耗[1]進行探索，通過近幾年的研究和開發(fā)，一些電梯節(jié)能技術(shù)日趨成熟，特別是近年來永磁同步（PM）驅(qū)動無齒輪曳引技術(shù)與制動電能回饋利用技術(shù)（能量回饋技術(shù)）的重大突破，對電梯產(chǎn)品總能耗產(chǎn)生了巨大影響，為電梯節(jié)能帶來了巨大空間。眾所周知，采用交流異步VVVF（變壓變頻）調(diào)速技術(shù)的電梯比傳統(tǒng)的ACVV調(diào)壓調(diào)速電梯能夠節(jié)能50%以上，而上述PM技術(shù)與能量回饋技術(shù)的產(chǎn)品化應(yīng)用，又可以比交流異步VVVF調(diào)速電梯節(jié)能35%左右，也就是說，傳統(tǒng)的ACVV電梯若日耗電100kWh，則采用現(xiàn)在最先進的PM和能量回饋技術(shù)的電梯日耗電僅為32kWh。

當(dāng)然，上述兩項新技術(shù)只是電梯行業(yè)目前所采用的節(jié)能技術(shù)的一部分，實際上，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)品化的電梯節(jié)能技術(shù)[2]還有下述各項：

1）轎廂照明和風(fēng)扇自動關(guān)閉技術(shù)。當(dāng)電梯檢測到一定時間內(nèi)沒有乘客需要服務(wù)時，電梯的信息處理系統(tǒng)會將電梯轎廂內(nèi)的照明和風(fēng)扇自動關(guān)閉，以達到節(jié)省電能的目的；

2）電梯顯示休眠技術(shù)。電梯在非服務(wù)狀態(tài)時，關(guān)閉電梯轎廂內(nèi)相關(guān)的樓層等信息顯示、降低層站顯示部件的亮度等，以節(jié)省電能；

3）誤召喚指令消除技術(shù)。如果電梯被兒童或惡意乘客按下了很多指令按鈕，電梯信息處理系統(tǒng)會根據(jù)所檢測的轎廂內(nèi)乘客的重量，自動將這些按鈕指令消除（比如，電梯轎廂內(nèi)登記了10個轎廂指令，但是電梯只檢測到50kg的乘客重量，則電梯自動將10個指令全部消除），以免電梯無效運行；乘客還可以通過在短時間內(nèi)多次主動按壓已登記的轎廂指令或?qū)诱菊賳荆瑢⒄`召喚或指令消除；

4）先進的群控調(diào)配技術(shù)。采用專家系統(tǒng)、模糊邏輯控制人工智能、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的智能電梯群控調(diào)配系統(tǒng)，這些先進的調(diào)配技術(shù)可以極大提高電梯群控系統(tǒng)的效率，縮短乘客候梯時間，減少電梯啟動、運行次數(shù)，節(jié)省大量的電能；

5）先進的目的層去向預(yù)報系統(tǒng)。電梯控制系統(tǒng)根據(jù)乘客所需要去的樓層進行“合并同類項”，去同一目的層的乘客被明確指示乘用同一臺電梯。如：在1樓侯梯廳有準備到4樓、5樓、6樓、7樓、8樓等的乘客，傳統(tǒng)的電梯調(diào)配可能使得這些人進入同一臺電梯，因而該電梯將會依次停4、5、6、7、8樓，效率低、耗能高。采用該功能后，可以讓乘客在層站就選擇好所要去的樓層，根據(jù)不同的目的樓層，電梯分配乘客去不同的電梯，相應(yīng)的電梯僅?？肯鄳?yīng)的樓層。這一功能極大地減少了電梯的停層次數(shù)，提高了運行效率，降低了能耗；

6）自動調(diào)節(jié)電梯運行速度和服務(wù)電梯臺數(shù)技術(shù)。在中高速電梯系統(tǒng)中，當(dāng)電梯檢測到客流量較少時，電梯的信息處理系統(tǒng)將控制電梯降低速度運行（比如原來為4m/s，可以降為2m/s），以達到節(jié)能目的。在電梯作為群控運行時，若電梯的信息處理系統(tǒng)檢測到客流量較少，電梯的群分配系統(tǒng)將減少投入運行電梯的臺數(shù)（比如原來為6臺運行，可以減少為2臺運行，其余4臺電梯進入休眠狀態(tài)），以達到節(jié)能目的；

7）先進的節(jié)能照明技術(shù)。在轎廂內(nèi)采用LED照明。傳統(tǒng)的日光燈或白熾燈照明，1050kg額定載重量的轎廂需要約400W，而采用LED照明后，約僅需100W；

8）自動降速或待機技術(shù)。對于自動扶梯和自動人行道，根據(jù)客流狀態(tài)的變化自動調(diào)整自動扶梯的運行速度，直至間歇性的停車，從而進一步實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

9）采用節(jié)能部件。如采用更新一代的功率開關(guān)器件（IGBT、IPM），使得變頻系統(tǒng)的無功損耗降低。

上述是目前部分主要的已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的電梯節(jié)能技術(shù)。實際上，電梯行業(yè)還在不斷地研發(fā)和試驗更多新的節(jié)能技術(shù)，比如：應(yīng)用超級電容進行儲能的技術(shù)、矩陣變頻技術(shù)[3]、應(yīng)用新型控制電源替代目前控制變壓器的電源技術(shù)、研究電梯的進一步的休眠技術(shù)等等。總之，電梯的節(jié)能技術(shù)研發(fā)是一個永無止境的課題。

顯然，若電梯都采用上述先進的節(jié)能技術(shù)，其社會效益是非常明顯的。以電梯的能量回饋技術(shù)為例：如果我國今后5年新裝的電梯（按年均約45萬臺計）都采用能量回饋技術(shù)，預(yù)計到2018年底，這225萬臺電梯將每年節(jié)省電能100億kWh，節(jié)約標準煤338萬t，CO2排放將減少1000萬t左右，SO2排放將減少8萬t左右；NOx排放將減少2.6萬t左右；減少塵埃排放3.3萬t。這將為中國建設(shè)節(jié)約型社會、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作出巨大的貢獻。

當(dāng)然，電梯的節(jié)能不僅僅是電梯制造廠商的義務(wù)，同時也是開發(fā)商和各類用戶的義務(wù)。采用節(jié)能技術(shù)的電梯，必然會有一定的高于普通電梯的前期投入。比如，采用能量回饋技術(shù)的電梯，其價格會比同規(guī)格類似的非能量回饋電梯單價要高（該高出的價格，實際上在電梯投入使用3年左右后，其節(jié)省的電費基本就可以彌補）。所以，開發(fā)商在采購電梯產(chǎn)品時，從全社會節(jié)能大計考慮，應(yīng)該合理采用節(jié)能型電梯，而不能一味地追求低成本電梯。另外，電梯的使用者也要合理使用電梯。比如在等候電梯時，不要由于擔(dān)心等候電梯時間可能較長，將電梯層站上的上下行按鈕全都按亮，導(dǎo)致一臺電梯無效空跑。所以，我們?nèi)鐣枰餐?，一起來實現(xiàn)電梯的節(jié)能。

另外，再談?wù)勲娞莸哪苄Х旨墕栴}，即，電梯能否進行類似電冰箱、空調(diào)等家用電器一樣的能效分級。在國際上，目前采用較多的電梯能效分級標準是德國的VDI 4707第一部分《電梯能效》。而在我國，由于目前相關(guān)的國家標準尚未出臺，上海市、浙江省、海南省等地方先后頒布實施了關(guān)于電梯的能效分級的地方標準，其它部分省、直轄市也正在積極制定自己的標準。這從側(cè)面說明了全社會已經(jīng)越來越主動關(guān)心電梯的節(jié)能問題。事實上，在全國電梯標準化技術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)下，上海三菱電梯有限公司作為組長單位正在積極地制定我們國家的電梯能效分級標準《電梯、自動扶梯和自動人行道的能量性能-第一部分：能量的測量與驗證》，現(xiàn)已形成征求意見稿，該標準等同采用ISO 25745-1：2012，該國際標準已經(jīng)于2012年10月份頒布實施；通力電梯有限公司作為工作組長單位正在籌備制定國家標準《電梯、自動扶梯和自動人行道的能量性能-第二部分：電梯的能量計算與分級》、《電梯、自動扶梯和自動人行道的能量性能-第三部分：自動扶梯與自動人行道的能量消耗與分級》。當(dāng)然，由于電梯的能耗取決于電梯的技術(shù)，也取決于使用場合，比如，高端住宅樓的電梯的使用頻率小，能耗必然低；高端商務(wù)樓、醫(yī)院門診樓等地電梯使用頻率很高，能耗必然高。所以電梯的能效分級不同于家用電器那樣容易處理，可能需要綜合考慮采用的技術(shù)、使用的場合等多方面因數(shù)。

總之，電梯的節(jié)能是一個系統(tǒng)問題，它不僅取決于廠家所采用的電梯技術(shù)，也取決于建筑商的采購策略，同時也取決于電梯的使用場合和乘客的乘梯習(xí)慣。另外，電梯能效標準的盡早出臺，也必將有利于節(jié)能電梯的研發(fā)和推廣。

[1]萬忠培.淺述電梯的節(jié)能 [J]，中國電梯，2008，19（16）：P37～38.

[2]朱武標.上海三菱電梯的節(jié)能技術(shù) [J]，建設(shè)科技，2009，2：P84～85.

[3]朱武標.陳玉東.矩陣變頻在電梯驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，2009，31（6）：P12～15.