電梯節(jié)能問題探討

陳筍　趙迪鳴

【摘 ?要】文章在分析道電梯節(jié)能技術(shù)在國內(nèi)外的研究具體狀況以及推進到電梯節(jié)能必要性的基礎上，同時也提出推廣電梯節(jié)能的相關技術(shù)應當采取到的措施，望能對電梯節(jié)能技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。

【關鍵詞】電梯節(jié)能;國內(nèi)外;策略

引言

近年來，我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，同時也推動了電梯行業(yè)的發(fā)展。電梯節(jié)能中存在的問題是當前受到世界廣泛關注的能源問題，會對整個社會有著極其重要的作用。為此有關人員應當增大到對綠色節(jié)能電梯產(chǎn)業(yè)的方針，解決電梯節(jié)能中存在的問題才能有效制造到綠色環(huán)保的節(jié)能電梯。

1.國內(nèi)外電梯節(jié)能技術(shù)的現(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，電梯的生產(chǎn)出貨量與整個研發(fā)技術(shù)水平都有了很大提高和跨越式發(fā)展。由于全球能源的逐步減少， 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，特別是針對建筑設備中的耗能大戶電梯。如何創(chuàng)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。國外的電梯在技術(shù)上和使用上均進行了優(yōu)化設計， 例如，在電梯使用上分層， 單雙數(shù)進行設置， 保障了電梯優(yōu)化分配和優(yōu)化使用， 在很大程度上減少了電梯停止、啟動、開門、關門的次數(shù)， 從而降低了電梯的使用能耗。

2.電梯節(jié)能技術(shù)的推廣及應用

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， 空載（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)再生能量， 現(xiàn)有的方法是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)。電梯發(fā)電節(jié)能裝置能有效地將電梯運行過程中儲存的電能回送給交流電網(wǎng)供周邊其他用電設備使用，節(jié)電效果十分明顯。此外， 由于無電阻發(fā)熱元件，機房溫度下降， 可以節(jié)省機房空調(diào)的耗電量， 在許多場合， 節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來更大的節(jié)電效果。目前比較常用的是雙PWM控制技術(shù)。

3.推進我國電梯節(jié)能的必要性

推進我國電梯節(jié)能工作刻不容緩。 在相同時間內(nèi)， 電梯運作的次數(shù)越多， 其消耗的電能也就越多，其能量最高節(jié)約可達70%。我國目前的節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)達到了國際先進水平， 但我國的電梯節(jié)能技術(shù)和手段與發(fā)達國家比存在的差距還很大， 其主要體現(xiàn)在：（1）電梯節(jié)能工作的起步較晚，工程基礎較弱;（2）節(jié)能電梯的普及率還很低;（3）國家標準中沒有電梯節(jié)能方面的強 制性規(guī)定，也沒有權(quán)威的電梯節(jié)能標準;（4）電梯節(jié)能技術(shù)的推廣和應用欠缺， 需要 政策導向和法律法規(guī)的支持;（5）用戶在采購電梯時， 主要考慮電梯的安全和價格因素，不愿意選擇價格較高的節(jié)能產(chǎn)品;（6）人們對電梯在認識、使用、 選擇上仍然存在一些誤區(qū)。

4.實現(xiàn)電梯節(jié)能的途徑

電梯的核心是電動機， 而電動機及其負載節(jié)約電能的途徑有許多， 主要有3大類：

4.1采用回饋制動法

回饋制動法就是將電機已轉(zhuǎn)換到上的機械能， 變換成電能回饋給電 源再生利用， 使單位時間內(nèi)電動機和負載消耗的電網(wǎng)電能下降。將電動機拖動負載旋轉(zhuǎn)運動具備的機械動能包括位能釋放出來， 并且有效地將這部分機械能轉(zhuǎn)換成電能并回饋再生利用， 以達到節(jié)約電能的目的。

4.2提高電動機負載的運行效率

電梯的群控技術(shù)就是將電梯的驅(qū)動用變頻器調(diào)速取代傳統(tǒng)節(jié)能方法，最終達到節(jié)電的目的。

4.3電梯的群控技術(shù)

電梯的群控技術(shù)就是合理控制一座建筑物中的所有電梯，協(xié)同工作來減少 電梯的能耗。由于電梯全速運行時所消耗的電能遠遠低于減速和加速時的電能消耗， 電梯?？康脑蕉?，其消耗的電能就越多。所以，利用智能派梯系統(tǒng)的高效派梯，能夠有效地減少電梯系統(tǒng)的?？看螖?shù)，提高輸送效率，從而達到電梯節(jié)能的目的。

5.電梯雙PWM控制傳動系統(tǒng)的工作原理

電梯的整個機電傳動控制系統(tǒng)主要由兩個控制驅(qū)動回路組成， 改變以往的簡單驅(qū)動 回路設計在雙PWM驅(qū)動控制傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，整流部分和逆變部分均采用全控制IGBT管， 使其電梯電路運行過程中，可以隨時實現(xiàn)能量的回饋，同時，電梯的機電線路不會產(chǎn)生過電流，實現(xiàn)交流及快速四象限運轉(zhuǎn)。通過PWM系統(tǒng)的 整流控制，可以很好地實現(xiàn)件能量的雙向流動。由于電梯系統(tǒng)電路中的開關元件開通與斷開完全是可以控制的， 因此， 其電流波形也可以通過這些開關實現(xiàn)隨時控制，在電梯運行的理想狀態(tài)下認為整流時以實現(xiàn)同相位，在逆變過程中可以實現(xiàn)反相位。由于電梯節(jié)能設計中使用了雙PWM控制傳動系統(tǒng)，基本可以使網(wǎng)測功率達到理想狀態(tài)值1，使得輸入的電流諧波值接近0，消除了電梯運行中對電網(wǎng)的諧波污染。在電梯機系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，可以直接對直流電壓進行控制，具有很快的反應速度，同時實現(xiàn)了電梯機電系統(tǒng)調(diào)速節(jié)能與電器綠色環(huán)保。

6.推廣電梯節(jié)能技術(shù)應采取的措施

6.1加強電梯再生能量回饋質(zhì)量技術(shù)的研發(fā)

改造與推廣使用電梯再生能量回饋技術(shù)對電梯的節(jié)能是至關重要的。提高電梯再生能量回饋的質(zhì)量，可以減少對公共電網(wǎng)的污染。對符合國家電網(wǎng)的相關要求， 解決電梯再生能量直接返送公共電網(wǎng)與電梯再生能量的間歇性與隨機性的問題，使回饋的交流電具有連續(xù)性與可預見性。

6.2制定電梯能效標準

有關部門應盡快出臺節(jié)能電梯標準，并制訂節(jié)能電梯的認證技術(shù)規(guī)范，把電梯納入政府采購節(jié)能清單。

6.3制訂電梯節(jié)能審查和監(jiān)管制度

不同類型電梯的耗電量的差距很大，再加上再生能量回饋裝置的影響，差距將更大。因此需要盡早制訂電梯節(jié)能審查和監(jiān)管的制度，鼓勵在用梯實施節(jié)能技術(shù)，并且強制淘汰高耗能電梯。

6.4改進調(diào)度控制算法

目前國內(nèi)的電梯調(diào)度算法是讓電梯對任意請求都做出立即反應，以最快速度使電梯調(diào)度到呼叫樓層， 達到侯梯人等待時間最短的目的。因而，傳統(tǒng)電梯調(diào)度方式下的電梯載客率很低。這種電梯調(diào)度方式可以在效率和能耗之間進行更好的協(xié)調(diào)， 可以對節(jié)能的算法優(yōu)化設計。于是，為了兼顧電梯的服務效率以及電梯運行和待機過程中的節(jié)能問題， 提出了新的調(diào)度控制算法。它是基于電梯等待時間的電梯節(jié)能新思想及技術(shù)，可以合理地配備電梯數(shù)量以及選擇方式，達到節(jié)能的目的。其根據(jù)建筑客流特點，通過模擬的自動識別， 確定等待時間并進行派梯，在提高電梯滿載率的同時， 減小了啟停次數(shù)和運行里程， 最終實現(xiàn)了電梯節(jié)能。

7.結(jié)束語

由上可知，電梯在高層建筑中廣泛應用開來，但電梯在運行的過程中具有了消耗電能大的特點，能源節(jié)約和如何有效合理使用到能源是當前引起人們廣泛關注的一個話題。為此有關人員應當要選擇到節(jié)能型的產(chǎn)品和使用到節(jié)能技術(shù)，才能有效降低到電梯的總體能耗。

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