諶繼盛

摘 要：文章從節(jié)能的角度，針對電梯的設(shè)計(jì)研發(fā)和在用兩個(gè)階段提出了幾種提高能源利用的方法。

關(guān)鍵詞：電梯 節(jié)能；控制技術(shù)；再生能量

前言

節(jié)能是我國可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，是我國的基本國策。我國不僅是耗能大國，也是能源利用率較低的國家，其中建筑物耗能約占中國總能耗得28%左右。隨著油價(jià)、能源價(jià)格的上漲，現(xiàn)在對綠色建筑的需求越來越大。電梯的能源消耗基本上占整個(gè)大樓整體電能消耗的3%～8%，近年來，中國電梯產(chǎn)量持續(xù)保持20%左右的增長速度，2011年生產(chǎn)電梯、扶梯約45萬臺，同比增長23%。作為一個(gè)單一的用電的設(shè)備，這是一個(gè)非常大的比例。如果我們能夠運(yùn)用好的技術(shù)的話，可以有很大的機(jī)會(huì)降低這方面的能源消耗。然而，節(jié)能電梯應(yīng)用的普及率還很低，出現(xiàn)這種情況的原因是國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有電梯節(jié)能方面的強(qiáng)制性規(guī)定，也沒有權(quán)威的電梯節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，用戶在購買電梯時(shí)，主要考慮電梯的價(jià)格和安全因素，不太重視節(jié)能方面的應(yīng)用。因此，降低電梯能耗、節(jié)約能源使我們現(xiàn)在應(yīng)該倡導(dǎo)的話題，這對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.電梯節(jié)能技術(shù)的源頭在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中

據(jù)檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在相同的測試方法下，各類電梯的耗電量如表1所示。測試數(shù)據(jù)表明，完成相等的運(yùn)送量，不同的電梯的耗電水平相差可達(dá)8倍，如果加上電能回饋裝置的影響，差距會(huì)更大。

針對以上原因，在電梯設(shè)計(jì)生產(chǎn)中可采取以下措施：①盡可能采用“永磁同步電機(jī)無齒輪驅(qū)動(dòng)+矢量控制或力矩直接控制的VVVF調(diào)速+再生能量回饋裝置”等先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，與傳統(tǒng)的高耗能電梯比較最高可節(jié)能70%。②選用節(jié)能、環(huán)保材料（部件），減小資源與能源的消耗，提高資源利用率。如，采用滾動(dòng)導(dǎo)靴替代滑動(dòng)導(dǎo)靴，轎廂采用LED等高效照明燈具等。③進(jìn)行“可循環(huán)、可拆卸、模塊化設(shè)計(jì)”，便于生產(chǎn)制造和安裝，減少制造加工與安裝工序，降低能耗。④更新電梯轎廂照明系統(tǒng)。相關(guān)資料介紹，使用LED發(fā)光二極管更新電梯轎廂常規(guī)使用的白熾燈、日光燈等照明燈具，可節(jié)約照明用量90%左右，燈具壽命是常規(guī)燈具的30～50倍。LED燈具功率一般僅為1W，無熱量，而且能實(shí)現(xiàn)各種外形設(shè)計(jì)和光學(xué)效果，美觀大方。⑤采用先進(jìn)電梯控制技術(shù)。采用目前已成熟的各種先進(jìn)控制技術(shù)，如轎廂無人自動(dòng)關(guān)燈技術(shù)、驅(qū)動(dòng)器休眠技術(shù)、自動(dòng)扶梯變頻感應(yīng)啟動(dòng)技術(shù)、群控樓宇智能管理技術(shù)等均可達(dá)到很好的節(jié)能效果。

2.在用電梯的節(jié)能降耗技術(shù)

截止2012年底，中國電梯保有量已突破2000萬臺，節(jié)能潛力巨大。①對在用的交流雙速電梯、調(diào)壓調(diào)速（ACVV）電梯進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，采用先進(jìn)的變頻控制技術(shù)和永磁同步電機(jī)可節(jié)能20% ～45%左右，如果同時(shí)采用能量回饋技術(shù)最高可節(jié)能70%。對傳統(tǒng)的變頻調(diào)壓調(diào)速（VVVF）電梯加裝能量回饋裝置，節(jié)電率可達(dá)到21%～45%。由于無電阻發(fā)熱元件，機(jī)房溫度下降，可節(jié)省空調(diào)機(jī)房的耗電量。②改進(jìn)機(jī)械傳動(dòng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)在用電梯的實(shí)際情況，如果能滿足曳引條件及安裝工藝尺寸允許的情況下，可改進(jìn)電梯的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，例如將傳統(tǒng)的渦輪蝸桿減速器改為行星齒輪減速器或采用無齒輪傳動(dòng)，機(jī)械效率可提供15%～25%；將電力拖動(dòng)系統(tǒng)由交流雙速拖動(dòng)（AC-2）系統(tǒng)及交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV）系統(tǒng)改為變頻調(diào)壓調(diào)速（VVVF）拖動(dòng)系統(tǒng)，電能損耗可減少20%以上。③采用（IPC-PF系列）電能回饋器將制動(dòng)電能再生利用。電梯作為垂直交通運(yùn)輸設(shè)備，其向上運(yùn)送與向下運(yùn)送的工作量大致相等，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通常是工作在拖動(dòng)耗電或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)下。當(dāng)電梯輕載上行及重載下行以及電梯平層前逐步減速時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下。此時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，過去這部分電能要么消耗在電動(dòng)機(jī)的繞組中，要么消耗在外加的能耗電阻上。前者會(huì)引起驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，后者需要外接大功率制動(dòng)電阻，不僅浪費(fèi)了大量的電能，還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致機(jī)房升溫。有時(shí)候還需要增加空調(diào)降溫，從而進(jìn)一步增加了能耗。利用變頻器交-直-交的工作原理，將機(jī)械能產(chǎn)生的交流電（再生電能）轉(zhuǎn)化為直流電，并利用一種電能回饋器將直流電電能回饋至交流電網(wǎng)，供附近其他用電設(shè)備使用，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)消耗電網(wǎng)電能下降，從而使總電度表走慢，起到節(jié)約電能的目的。目前對于將制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)輸出的電能回饋至電網(wǎng)的控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟，據(jù)介紹，用于普通電梯的電能回饋裝置市場價(jià)在4千～1萬元，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電30%以上。

3.小結(jié)

電梯的節(jié)能技術(shù)主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)研發(fā)和在用電梯改造兩大方面，通過電梯節(jié)能技術(shù)的采用，不僅可以緩解國內(nèi)日益增長的電力緊張局勢，隨著每年的電梯數(shù)量、用電價(jià)格逐年增長，那么綜合全國電梯節(jié)能的巨大潛力，對社會(huì)將是巨大貢獻(xiàn)，節(jié)能措施勢在必行。