淺談電梯節(jié)能降耗的技術(shù)途徑

楊麗霞

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，浙江 杭州 310012）

目前，我國電梯使用量呈現(xiàn)上升趨勢，現(xiàn)代化建筑中應(yīng)用電梯設(shè)備的地方越來越多，從實(shí)際情況看，電梯能耗問題日益嚴(yán)重，開展節(jié)能降耗工作是新時(shí)期可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。我國是一個(gè)地域遼闊、人口眾多的國家，能源利用率較低，能耗較大，節(jié)約能源已經(jīng)成為當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的重要手段，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國電梯數(shù)量在500萬臺(tái)左右，且每年按10%的速度不斷上漲，開展全國范圍內(nèi)的電梯節(jié)能降耗技術(shù)勢在必行。

一、我國電梯節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展

當(dāng)前，我國電梯的生產(chǎn)、安裝和保有量均居全球第一。其中，約有三分之一的電梯為交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速等老舊電梯；節(jié)能電梯不足總量的10%。據(jù)國家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，今后幾年我國電梯增長率還將在15%以上。因此，對電梯實(shí)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)資源節(jié)約型社會(huì)的基本國策，必將取得顯著成效。據(jù)美國和香港權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，電梯耗電要占到大樓總能耗的3～7%；而我國電梯的能耗相對來說卻比這個(gè)數(shù)字更高一些，例如國內(nèi)的VVVF電梯系統(tǒng)中大都采用能耗制動(dòng)方式，即通過外加制動(dòng)電阻的方法將電能消耗掉，降低了系統(tǒng)的效率。電梯消耗了大量的能源，因此電梯節(jié)能降耗勢在必行。電梯行業(yè)在節(jié)能降耗方面的技術(shù)在不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，通過研發(fā)人員幾年時(shí)間的努力，一些電梯的能耗已經(jīng)降低到一定水平，特別近年永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)與制動(dòng)電能回饋利用技術(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。

二、電梯節(jié)能降耗系統(tǒng)構(gòu)成

對于電梯的節(jié)能降耗，其根本就是要有效地利用電動(dòng)機(jī)的輸出，使其可以最大限度地加以利用，將該部分電能有效地利用。電梯節(jié)能節(jié)電在當(dāng)前的狀態(tài)下具有較大的潛力。針對垂直電梯，負(fù)載旋轉(zhuǎn)中通過電動(dòng)機(jī)的曳引作用，上上下下不斷的重復(fù)動(dòng)作，在上下過程中就會(huì)有一定的位能產(chǎn)生。機(jī)械動(dòng)能將其有效釋放，進(jìn)而可以起到減速作用，如果位能減少或者是負(fù)載降低，那么機(jī)械位能同時(shí)就可以有效的釋放，此時(shí)就可以產(chǎn)生再生電能。如果要有效的節(jié)約電能，將該部分再生電能有效利用，電梯就需要進(jìn)行變頻控制設(shè)置。通過變頻控制對速度加以調(diào)控。如果電梯和轎廂的重量較重，電梯在非平衡狀態(tài)下運(yùn)行，或者是減速到站時(shí)，電動(dòng)機(jī)此時(shí)處于發(fā)電態(tài)勢，這時(shí)將能量在濾波電容上進(jìn)行積累，此時(shí)就可以催生出泵生電壓，如果此電壓過高，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過壓保護(hù)從而對電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。我國當(dāng)前對于泵生電壓的控制，一般采取的措施較為簡單，將泵生電壓用于電壓的產(chǎn)生，在直流母線中，通過電阻的接入進(jìn)行能量釋放。

三、電梯節(jié)能降耗的技術(shù)

（一）采用先進(jìn)的梯控節(jié)能技術(shù)

在進(jìn)行電梯節(jié)能系統(tǒng)控制時(shí)，需要合理調(diào)配電梯運(yùn)行方式，以降低不必要的能源消耗。在電梯操控方式上，主要包括并聯(lián)控制、梯群程序控制與梯群智能控制3種方式。

第一，并聯(lián)控制方式。多適用于電梯數(shù)量為2～3臺(tái)的情況，共用層部分站外設(shè)置召喚按鈕，這種控制方式的電梯本身具備集選功能。選擇應(yīng)用并聯(lián)控制方式，其優(yōu)點(diǎn)是在沒有電梯運(yùn)行任務(wù)時(shí)，其所控制的電梯，其中有一臺(tái)停在基站，一臺(tái)?？坑陬A(yù)設(shè)樓層，為自由梯在出現(xiàn)電梯運(yùn)行任務(wù)時(shí)，位于基站的電梯會(huì)向上運(yùn)行，另一臺(tái)電梯則自動(dòng)下降到基站；基站外樓層發(fā)出電梯召喚指令后，自由梯前往制定樓層，如樓層信號與自由梯運(yùn)行方向相反，則由基站電梯前往。通過這種控制方式，提高了電梯運(yùn)行效率。第二，梯群程序控制電梯方式。梯群程序控制電梯方式是依靠微機(jī)進(jìn)行多臺(tái)并列電梯控制與統(tǒng)一調(diào)度，集中排列多臺(tái)電梯，共用召喚按鈕，依據(jù)所設(shè)定的程序進(jìn)行電梯控制及調(diào)度。第三，梯群智能控制方式。梯群智能控制方式智能化水平較高，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、交換及存儲(chǔ)，并在數(shù)據(jù)獲取的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

（二）電梯電能回饋器的再生利用

此種節(jié)能措施對垂直電梯有著較為廣泛的應(yīng)用。電梯電能回饋器采用柔性雙PWM和LCL濾波技術(shù)，如果一臺(tái)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)階段產(chǎn)生的再生電能，就會(huì)回饋到上級變頻器中，從而到時(shí)設(shè)備直流母線電壓出現(xiàn)升高的問題，對設(shè)備造成一定的安全問題。具有電能回饋器的變頻器設(shè)備直流母線，通過對母線電壓進(jìn)行限制，通過制動(dòng)將再生能量回饋到電網(wǎng)之中，然后通過直流母線端子，直接連接到變頻器或者是逆變器上，此時(shí)直流母線電壓就達(dá)到了預(yù)設(shè)值，電梯電能回饋器此時(shí)就自動(dòng)開通，以防止直流母線電壓繼續(xù)增長。電梯電能回饋器的運(yùn)行，和變頻器以及逆變器沒有關(guān)系，電子器件通過直流母線電壓進(jìn)行電力的供應(yīng)。

（三）采用綠色節(jié)能技術(shù)

面對日益緊張的能源情況，可再生能源的應(yīng)用逐漸受到大家的重視。比如：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿染G色能源的應(yīng)用水平越來越高，在各領(lǐng)域的技術(shù)也日益完善，將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到電梯節(jié)能降耗中，具有良好的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。在一些高層建筑的頂層安裝太陽能收取裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為電梯運(yùn)行提供支持，當(dāng)白天日照充足的時(shí)候，太陽能量可以儲(chǔ)存在相應(yīng)的裝置中，夜間為電梯運(yùn)行提供能量，從而減小對電力能源的消耗。

結(jié)束語：

能源節(jié)約，倡導(dǎo)生活的環(huán)保，是當(dāng)今全球都在追求的目標(biāo)，節(jié)約能源是我國的基本國策。隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，電梯的使用越來越多，電梯的電量在高樓層日常用電中占據(jù)很大的位置，電梯的節(jié)能減耗已經(jīng)引起人們的重視。探究電梯節(jié)能的新技術(shù)，盡可能地減低電梯的耗能，對國民經(jīng)濟(jì)有重要現(xiàn)實(shí)利益。不僅符合我國基本國策，也是在當(dāng)今能源日趨緊張的環(huán)境下，必須關(guān)注的問題。