自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題與節(jié)能對(duì)策

張小紅

摘要：自動(dòng)扶梯具有運(yùn)輸平穩(wěn)、方便、快捷、省時(shí)、省力等優(yōu)勢(shì)，在大型商場(chǎng)、超市、機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站、地鐵站等人流量較大的公共場(chǎng)所，得到了廣泛的應(yīng)用，給人們的日常工作、生活、購(gòu)物、出行等提供了極大的方便。然而，我們要認(rèn)識(shí)到，為了方便人們隨時(shí)搭乘，自動(dòng)扶梯通常是在連續(xù)不停的運(yùn)行。即使沒(méi)有一個(gè)人搭乘，它仍然在不停的運(yùn)行。在此過(guò)程中，需要消耗巨大的電能，不但造成了大量電能的浪費(fèi)，不利于節(jié)省能源，而且導(dǎo)致了電梯的磨損加快，縮短了電梯的使用壽命。因此，對(duì)自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題進(jìn)行分析，研究如何降低自動(dòng)扶梯的能耗，實(shí)現(xiàn)既不影響它的正常載人功能，同時(shí)又能節(jié)約電能、減少能源的浪費(fèi)，對(duì)于推進(jìn)構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文分析了當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題，探討了自動(dòng)扶梯的節(jié)能對(duì)策。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)扶梯;能耗;節(jié)能;對(duì)策

自動(dòng)扶梯具有運(yùn)輸平穩(wěn)、方便、快捷、省時(shí)、省力等優(yōu)勢(shì)，在大型商場(chǎng)、超市、機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站、地鐵站等人流量較大的公共場(chǎng)所，得到了日益廣泛的應(yīng)用，給人們的日常工作、生活、購(gòu)物、出行等提供了極大的方便。然而，我們要認(rèn)識(shí)到，為了方便人們隨時(shí)搭乘，自動(dòng)扶梯通常是在連續(xù)不停的運(yùn)行。即使沒(méi)有一個(gè)人搭乘，它仍然在不停的運(yùn)行。在此過(guò)程中，需要消耗巨大的電能，不但造成了大量電能的浪費(fèi)，不利于節(jié)省能源，而且導(dǎo)致了電梯的磨損加快，縮短了電梯的使用壽命。因此，對(duì)自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題進(jìn)行分析，研究如何降低自動(dòng)扶梯的能耗，實(shí)現(xiàn)既不影響它的正常載人功能，同時(shí)又能節(jié)約電能、減少能源的浪費(fèi)，對(duì)于推進(jìn)構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題

1.1空載耗能大，電能浪費(fèi)嚴(yán)重

當(dāng)前，我國(guó)的自動(dòng)扶梯大多采用電源供電、直接啟動(dòng)的工作方式。每天從場(chǎng)所開(kāi)始營(yíng)業(yè)時(shí)，自動(dòng)扶梯就啟動(dòng)，開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，以恒定的速度，不間斷的運(yùn)行，直到營(yíng)業(yè)結(jié)束后，才停止運(yùn)行，每天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí)。而且，即使無(wú)乘客搭乘，它也一直處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，空載運(yùn)行的情況很常見(jiàn)。可見(jiàn)，自動(dòng)扶梯的使用率普遍較低，不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn)耗能大，造成電能的極大浪費(fèi)。

1.2機(jī)械磨損大，使用壽命短

自動(dòng)扶梯在日常運(yùn)行的過(guò)程中，存在一個(gè)明顯的問(wèn)題，即自動(dòng)扶梯在搭乘的人數(shù)較多時(shí)，處于額定運(yùn)行的工作狀態(tài)。在沒(méi)有乘客搭乘時(shí)，仍然是處于額定運(yùn)行的工作狀態(tài)。自動(dòng)扶梯在每天十幾個(gè)小時(shí)的運(yùn)行過(guò)程中，不管是載客還是空載，都以相同的額定速度連續(xù)、平穩(wěn)的運(yùn)行，不但造成了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且在無(wú)形中加劇了自動(dòng)扶梯機(jī)械零件的磨損，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯的各種零部件，出現(xiàn)不同程度的疲勞損傷，如扶手帶、梳齒板、梯級(jí)、鏈條、電機(jī)、減速箱等部件，它們磨損程度較大，這樣會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)扶梯的使用壽命極大的縮短。自動(dòng)扶梯的使用壽命，通常在十年左右，使用超過(guò)十年后，其主要的零部件，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，嚴(yán)重影響自動(dòng)扶梯的正常使用。

1.3故障率較高，維修費(fèi)用大

由于自動(dòng)扶梯每天十幾個(gè)小時(shí)始終保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使得大量易損件的磨損加劇，導(dǎo)致發(fā)熱量高，引起自動(dòng)扶梯的故障率提高，加大了自動(dòng)扶梯維修的工作量，造成維修費(fèi)用的提高。同時(shí)，由于自動(dòng)扶梯大量的易損件磨損嚴(yán)重，需要頻繁的進(jìn)行更換，花費(fèi)大量的更換費(fèi)用，這些都增加了用戶的使用成本。

2.自動(dòng)扶梯的節(jié)能對(duì)策

目前，有兩種設(shè)計(jì)方案，可以降低自動(dòng)扶梯的能耗。第一種方案，是自動(dòng)運(yùn)行方式，當(dāng)自動(dòng)扶梯沒(méi)有乘客搭乘時(shí)，驅(qū)動(dòng)回路斷開(kāi)，自動(dòng)扶梯停止運(yùn)行，不再耗電，只需點(diǎn)亮指示燈，來(lái)提醒乘客搭乘。當(dāng)乘客按照指示燈的指示，進(jìn)入自動(dòng)扶梯后，扶梯啟動(dòng)，由靜止逐漸加速，直至以額定的速度正常運(yùn)行。此種方案可以明顯的節(jié)省電能，但其缺點(diǎn)是，每次乘客進(jìn)入自動(dòng)扶梯后，自動(dòng)扶梯都會(huì)頻繁的啟動(dòng)，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯的機(jī)械部件磨損較大，降低自動(dòng)扶梯的使用年限。同時(shí)，乘客進(jìn)入自動(dòng)扶梯后，扶梯由靜止啟動(dòng)，逐漸加速到額定速度，可能會(huì)用時(shí)過(guò)長(zhǎng)，而且扶梯從靜止開(kāi)始加速的過(guò)程中，會(huì)造成乘客的舒適感降低，甚至身體出現(xiàn)不適;第二種方案，是變頻運(yùn)行方式，當(dāng)自動(dòng)扶梯上沒(méi)有載客時(shí)，扶梯進(jìn)入半休眠狀態(tài)，以較低的速度平穩(wěn)運(yùn)行，功耗也隨之降低;當(dāng)有乘客進(jìn)入自動(dòng)扶梯時(shí)，扶梯會(huì)從較低的運(yùn)行速度，逐漸加速到額定的運(yùn)行速度，與第一種方案的從靜止啟動(dòng)加速到額定的運(yùn)行速度相比，第二種方案的加速過(guò)程，用時(shí)明顯減少，而且對(duì)乘客的舒適感影響較小。

目前在我國(guó)，變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)、生活的多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。變頻器在啟動(dòng)、調(diào)速的時(shí)候，運(yùn)行較為平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)零速制動(dòng)，產(chǎn)生的噪聲也比較小。因此，可選采用變頻器的節(jié)能控制技術(shù)，例如，PLC與變頻器相結(jié)合的節(jié)能控制系統(tǒng)，通過(guò)采用PLC可編程序控制器，變頻器的控制組合，可實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能效果。當(dāng)無(wú)人搭乘自動(dòng)扶梯時(shí)，扶梯可以自動(dòng)、平穩(wěn)的過(guò)渡到節(jié)能運(yùn)行的模式，以額定速度的20%的低速度進(jìn)行運(yùn)行。

具體操作方式為，在自動(dòng)扶梯的入口處，設(shè)置感應(yīng)裝置，當(dāng)有乘客進(jìn)入自動(dòng)扶梯時(shí)，感應(yīng)裝置能夠自動(dòng)感知乘客的到來(lái)，并向控制系統(tǒng)傳輸信號(hào)，使系統(tǒng)控制變頻器，促使自動(dòng)扶梯啟動(dòng)，在達(dá)到額定速度后，平穩(wěn)運(yùn)行;若無(wú)乘客搭乘自動(dòng)扶梯，感應(yīng)裝置不會(huì)檢測(cè)到乘客，在經(jīng)過(guò)短時(shí)間的空載運(yùn)行后，自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)控制變頻器，實(shí)現(xiàn)降速運(yùn)行，運(yùn)行速度約為額定速度的20%;當(dāng)感應(yīng)系統(tǒng)感知到乘客到來(lái)，自動(dòng)扶梯又會(huì)逐漸的、平穩(wěn)加速到額定速度，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。這樣循環(huán)往復(fù)，無(wú)乘客搭乘時(shí)，自動(dòng)扶梯保持低速運(yùn)行，在降低電能損耗的同時(shí)，也極大的降低了自動(dòng)扶梯機(jī)械部件的磨損，進(jìn)而延長(zhǎng)自動(dòng)扶梯的使用壽命。變頻運(yùn)行方式，節(jié)電效果明顯，理論上講，可節(jié)電60%左右，同時(shí)，沒(méi)有頻繁啟動(dòng)的問(wèn)題，自動(dòng)扶梯的機(jī)械部件磨損程度小。

綜上所述，對(duì)于當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)扶梯存在的能耗問(wèn)題，采用變頻運(yùn)行的方式，PLC與變頻器相結(jié)合的節(jié)能控制系統(tǒng)，可以起到良好的節(jié)能效果，同時(shí)降低自動(dòng)扶梯的機(jī)械部件磨損程度，延長(zhǎng)自動(dòng)扶梯的使用壽命，推進(jìn)資源節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)建。

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