电梯节能的困惑与措施

浅谈电梯节能EMC节能改造装置

编辑简介：本文论述了电梯节能设备（能量回馈器）在电梯推广过程中的困惑与措施。

文章摘要：据悉，目前全国在用电梯总保有量已超过100多万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有超过数十万台新增电梯(新增电梯数量世界第一)投入使用。电梯作为交通工具，已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。

关键词：

电梯节能能量回馈器电梯节能技术电梯节能设备电梯再生能源电梯回馈节能装置

电梯能量回馈节能原理

图1所示的是四层电梯示意图，从图中可以看到，电梯的轿厢与电梯配重连接在钢丝的两端，悬挂于电梯驱动电动机上。当电动机正向或者反向旋转时，轿厢会相应的上行或者下行，实现了电梯运送乘客或者货物的目的。位于电梯控制系统中的变频器是驱动电动机运行的装置。一般来讲，电梯平衡系数为45%左右，即轿厢内放置45%左右载重时，轿厢与电梯配重的重量相当。因此，当电梯轿厢重量小于电梯配重重量时，电梯上行势能转化为电能向电动机回馈能量，即发电运行；电梯下行时需要电动机拖动负载作功，电动机从电网中消耗电能，即电动运行；反之当电梯轿厢重量大于电梯配重重量时，则上行为电动运行，下行为发电运行。

电梯发电运行，所产生的能量通过电动机和变频器转化为变频器直流母线上的直流电能。这些能量被临时存储在变频器直流回路的电容中，随着电梯工作时间的持续，电容中的电能和电压越来越高，导致过压故障，使电梯停止工作。目前，电梯为了避免过压故障，通常在直流母线上增加能耗制动部分－－-通过制动单元将这部分能量以发热的方式消耗的制动电阻上。

上述方法十分浪费，最理想的方案是电梯使用能量回馈装置，可以将这部分直流母线上的能量自动回馈到交流电网上，供电梯周边设备用电。现有能量回馈单元的能量转化率超过了97%，而且不会污染电网。一般电梯的节电率可达15～45%。

电梯能耗的现状

据悉，目前全国在用电梯总保有量已超过100多万台，成为世界上电梯总保有量最多的国家。而且，随着我国城市化进程进入快速发展期，每年都将有超过数十万台新增电梯(新增电梯数量世界第一)投入使用。电梯作为交通工具，已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。

电梯运营离不开电能，一般正常使用的普通电梯，每天用电量大约在30度至150度之间，如果按照一部电梯每天用电80度计算，每年耗电量达29200度。由此可见，电梯能耗已经成为建筑能耗的重要部分。

在用的电梯中大部分是使用变频器驱动电机的方式，电梯在运行过程中，有电动运行与发电运行(也叫制动运行)两种状态。当电梯启动达到最高运行速度时产生的机械动能也是最大的，而当电梯到达目的层前要逐步减速，而这个减速的过程就是电梯释放机械动能的一个过程。在系统设计时是通过电动机可以将这一运动过程的机械能转换成电能存储在变频器内部的大电容中(发电运行状态会产生一部分能量，我们称之为再生能源)。实际上输送回这个大电容中的电能越多，电容电压就会越高，如果不能及时把电容器储存的这些电能释放掉，电梯就可能产生过压故障，会直接导致电梯无法正常工作运行。因此在使用中会通过外置制动电阻将这些能量以热能的方式消耗掉，这个制动的过程使整个控制屏的温度上升，此时如合理使用电梯回馈节能装置的话，就可以有效地将电容中储存的直流电能轻易地转换成交流电能并且及时输送电网。这样不但实现了节电的目的，还可以避免大功率电阻的工作，会极大地改善电梯系统的运行，并且避免了因使用能耗电阻而造成的系统效率低、电梯控制柜的发热，环境温度过高等缺点。同时能量回馈器将这部分再生能源转换为市电，每年节约的电能相当可观。

现目前的电梯节能技术一般是使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，可以节省15%～45%的耗电量，且速度越高、载重越大，省电的效果越好。按照平均20%的数据计算，如果全国的电梯都安装了能量回馈装置，每年可以从电梯中回收大约58亿度电。这个数字是什么概念呢？我们看一下，据中国水利网数据，国家黄河小浪底水电厂每年发电量平均为51亿度，也就是说，全国的电梯使用能量回馈装置来收集电梯再生能源，相当于又造了一个小浪底水电厂！

故使用能量回馈装置收集电梯再生能源，同时也降低了电梯运行中的发热量，即减少了需保持工作温度而带来的能源投入，也将大大降低电梯控制系统的故障率，延长使用寿命。

二十一世纪能源将日益紧张，我国又是能源消耗大国，节能势在必行。因此，使用能量回馈装置收集电梯再生能源是利国利民的一件好事，是造福子孙后代的大事。

目前现状的情况与困惑

在变频电梯上使用能量回馈器安装比较简单，只需几根线即可完成安装，既然有如此简单方便的电梯节能产品，比起一般的旧梯改造操作简单得多，在推广上应该是顺水推舟的事情，然而在目前仍是举步维艰。

到底是什么问题阻碍了新电梯与在用电梯在节能方面的推广呢？笔者在推广此类节能产品过程中分析出的几个原因：

一：到目前为止，我国有关部门并没有对电梯节能实行强制标准和强制验收，忽视了电梯节能的实际意义，并缺少对电梯节能的宣传，对于加装能量回馈器基本上是由电梯企业或使用单位出于自身情况而销售和使用的，但使用普及率非常低，尤其是在用的电梯客户上；

二：在新梯销售上，由于安装同类型的节能电梯比普通电梯的成本高，开发商过分追求经济利益，更多地考虑建设成本而不考虑使用成本，作为新梯的销售上，使用能量反馈器非常之少。

三：易于忽略，作为电梯设备来说，电梯的用电量占整栋大厦已是很少的一部分，若再以节约的度数比较，更是微乎其微，如在酒店这类场所的电梯台数不多，所占的份额低，尽管能节省一定比例的电费，但积极性不高，而且由于节能改造初期投资大，成本回收所需时间较长，产出的周期过长，用户不愿意在前期投入资源搞节能。在居民小区里，有的物业主管认为，反正电费是住户承担的，改造了自己没什么实惠，不如维持现状。

四：以回馈器的投入与产出来计算，以一台设备投入一万多元，每天节省15度电，一年节省的电费约为5500度即相当于5500元，客户觉得要两年多收回成本的时间过长。

五：客户使用的迫切性不高，由于加装能量反馈器不同于电梯维修，可有可无，不同于电梯出故障必须要马上修复，故推进缓慢。

六：衡量节电效果的工作繁琐，由于反馈回电网的电直接给大楼的其他设备使用，需要另外加装多块电度表经过一定周期测试才能对比直观呈现效果，一般的市民没有电工方面的知识难以理解节能效果。

七：从电梯检验的角度来说，增加能量回馈器虽然只是在变频器旁边一个部件，但由于是改变了系统的控制方式，按电梯的检验规则来说是改造的项目，必须经过政府部门的检验，这样又带来了检测费用，必然导致加装成本的增加投入，严重阻碍了节能项目的推进。

有效解决的措施

虽然电梯能量回馈器能在经济上、环保上带来很大的效果，但在推广的过程中仍未能引起各方面的重视，总结如下：