浅谈电梯节能技术

浅谈电梯节能技术

相关调查结果显示，电梯能耗约占建筑总能耗的1/5左右，是建筑能耗的主要消耗之一。在资源能源压力不断增长的情势下，必须关注电梯节能技术的研究与应用。目前国内垂直电梯多数为曳引式电梯，采用的节能技术包括变频技术、超级电容技术和能量回馈技术等。应积极关注于新技术的研究发展，并将其应用到电梯设计领域，进一步提升电梯节能效果。

标签：电梯节能;节能降耗;降耗技术;节能途径

中图分类号：TU857

文献标志码：A

引言

随着经济的发展，能源需求量越来越高，能源紧缺成为制约各个领域发展的主要因素之一。根据建筑中运行的其它设备的能耗情况统计，电梯的能耗占整个建筑能耗的5%～15%，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量，电梯已成为高层建筑中的第二大耗能设备。使用适当的节能技术对电梯进行节能处理是电梯行业发展的必然趋势。

1电梯节能存在的问题

（1）虽然已有电梯节能监管的法律法规，但与法律法规配套的节能监管技术规范尚未发布，未能对电梯产品的节能性能进行综合评价。（2）由于缺乏电梯节能产品的分级方法，电梯制造单位对节能技术的研究开发主动性不强，未把电梯节能等级作为产品的一个竞争品牌参与推广。（3）电梯的采购方和使用方脱节，采购方往往重视电梯价格而不重视后续的使用环节。目前，在用电梯中，使用的节能电梯约占30%，使用时间超过10年的老旧电梯约有40万台，老旧电梯能耗普遍偏高。（4）社会对电梯的节能认识不强，缺乏节能效果的认知，对电梯节能技术的宣传和培训不够。（5）节能与安全，节能与成本之间权重关系把握不够细，缺乏细分监督模式和配套技术指标。（6）目前电梯产品节能缺乏标准化，还没有电梯产品节能的标准和对电梯节能具体量化考核的要求。

2谈电梯节能技术应用要点

2.1群控技术

随着科技发展，自动化、信息化技术在各领域中得到了应用与推广。电梯在运行过程中启动、刹车、加速等都会产生大量的电能消耗。电梯群控技术能够对此展开智能的控制预分配，减少电梯停靠、开启的次数，提高电梯运行效率，有规律、有目标的进行高效运行，从而实现节能降耗的效果。电梯群控技术主要依

托于计算机控制平台，实现对多台电梯的集中控制，通过智能控制算法，对楼内电梯运行及使用情况进行判断，通过科学的计算输出控制信号，从而调整电梯的运行状态。从目前来看，电梯群控智能算法有模糊控制算法、网络神经算法、专家系统算法等多种方法，智能控制算法可以结合不同方法的优势达到多样化的控制效果。

2.2变频器再生能量回馈技术

变频器在当代节能领域中受到了广泛应用，比如：空调系统、电力系统等等，采取变频调速的方法控制电梯运行中所产生的机械位能，对这种力量加以利用，降低电能运行过程中所产生的能耗。电梯的运行离不开电力能源，这也是造成能源损耗的一方面，如何才能将这部分的能量转化为再生能量回饋技术是值得研究的一个重点问题。电梯在运行过程中达到指定楼层的时候，速度会逐渐降慢，这就会释放掉一部分的机械能，通过变频器再生能量回馈技术对释放掉的机械能回收利用，可以达到节能降耗的效果。我们所说的变频器再生能量回馈技术就是将机械能转换为一种其他可利用的能源，通过能量存储利用逆变技术将其传输回电网当中，从而实现能量收集与反馈目的。相比于其他节能降耗技术，变频器再生能量回馈技术的应用能够从整体上降低电梯能耗，具有16%-40%不等的效果。电梯的运行速度与使用频率越高，机械能量越多，得到的反馈能量越大。

2.3SPWM逆变器

按恒压频比控制方式进行变频调速的装置有直接变频（交-交变频）和间接变频（交-直-交变频）两种，直接变频所用的原件数量较多，输出频率只能限制在电网工频以下，功率因数较低，因此只用于低速大容量的调速系统。交-直-交逆变器输出电压是方波电压，按傅里叶级数分解，除基波外，在其电压波形中还含有较大成分的高次谐波分量。这样会使曳引电动机的运行效率降低，矩形波供电的电机效率要比正弦波供电的效率下降5%～7%，功率因数下降8%左右，而电流却要增大10倍左右。虽可在逆变器的输出端采用交流滤波器来消除高次谐波分量，但又非常不经济，且增大了逆变器的输出阻抗，使逆变器的输出特性变坏。SPWM逆变器，以期望正弦波为调制波，以等腰三角波作为载波，通过控制开关元件的通断，在逆变器输出端得到一组等幅而不等宽的矩形脉冲波，理论上可以等价于正弦波，使无功功率最小化。

2.4永磁同步驱动技术

这种技术的应用主要针对电动机方面，从电动机的设计与制造工艺入手，提高电梯的节能效果。永磁同步驱动技术是当前电梯节能的一个主要措施。当前很多的老旧电梯采取机械传统系统，永磁同步驱动技术就是在电动机的转子表面加上一块永久性的磁铁，这样可以使电动机电源在恒定不变的状态下保持稳定运行，不仅可以提高电梯的运行效率，还能节约电力能源。将永磁同步驱动技术应用于电器的曳引机，具有噪音低、效率高、运行平稳的优点，这在很大程度上转变了传统电梯沉重的减速箱，从而实现电梯节能降耗效果。

2.5负载运行效率

负载运行效率是曳引式电梯性能的核心指标之一，以节能作为视角，在永磁同步无齿轮技术和变频调速技术的支持下，运行效率的提升强调实时数据收集，以标准负载和实际负载的差值作为核心指标，对两个数值进行匹配分析，选取合适的工作参数。如某电梯的负载标准为15人/1000kg，当负载达到500kg时，其工作参数应与对应重量相匹配，考虑到剩余电能、电阻耗能的综合影响，额外给予10%的变动空间。当匹配数值出现过大的差异时，表明电梯工作存在异常。在后续工作中，可以针对电梯实际运行的态势进行数据收集，明确不同负载率下的运行参数，以永磁同步无齿轮技术进行参数的进一步优化，以智能技术支持变频调速的进行。

2.6采用绿色节能技术

面对日益紧张的能源情况，可再生能源的应用逐渐受到大家的重视。比如：太阳能、风能、地热能等绿色能源的应用水平越来越高，在各领域的技术也日益完善，将绿色节能技术应用到电梯节能降耗中，具有良好的生态效益与经济效益。在一些高层建筑的顶层安装太阳能收取装置，将太阳能转化为电能为电梯运行提供支持，当白天日照充足的时候，太阳能量可以储存在相应的装置中，夜间为电梯运行提供能量，从而减小对电力能源的消耗。

2.7老电梯节能改造

除了现有电梯的节能降耗技术，对老电梯进行节能改造也是降低能耗的很大一方面，由于传统的电梯采用交流变级调速技术比较多，所造成的电能损耗很大，产生大量的电费。通过对电梯控制系统进行改造，采用现代化变频控制技术与永磁同步电机的方法能够节省30%-45%的电量，另外搭配上面我们所说的能量反馈技术所获得到节电效果更加可观。从目前来看，我国老旧电梯数量不在少数，如果每台平均节电35%，那每年所节省的用电量是非常庞大的，不仅可以减少成本费用还能确保电梯运行的安全、稳定。

结束语

目前电梯节能技术面临着成本高，低回报，实施难的特点，推广的路上比较艰难，电梯的能量回馈装置无论对于老旧电梯，还是新电梯都有着比较好的节能效果。只有政府严格把关，企业不断的投入，加大创新力度，不断的发展制定出一套合理及高效的解决办法，才能最大程度地降低能源的消耗，符合国家节能减排的大政方针。

参考文献

[1]汪尊武，曾永键，田涛，等.红外感应新型电梯的节能技术研究[J].南方农机，2017，48（16）：94.