浅谈电梯节能技术的推广
作者：admin来源：李少纲，葛超明阅读量：时间：2013-03-25
李少纲，葛超明
(福州大学电气工程与自动化学院）
摘 要：叙述了中国节能电梯应用普及率低的原因及推广应用电梯节能技术亟待解决的问题，提出，电梯在设计、生产过程中的节能措施以及用电梯、电扶梯进行节能改造的方案。
关键词：节能电梯；能效标准；再生能量；回馈技术
0引言
中国不仅是耗能大国，也是能源利用率较低的国家，节约能源是一项利国利民的大事。中国建筑物消耗的能源约占中国总能耗的28%左右，而宾馆、写字楼、大型公用建筑中，电梯是个不折不扣的“耗能大户”，其用电量占建筑总用电量的25%以上[1]。
近几年，中国电梯产量持续保持20%左右的增长速度，2010年生产电梯、扶梯超过30×104台，已经超过了全球产量的1/2。中国不仅是世界上最大的电梯市场与电梯生产基地，也是电梯拥有量最大的国家，中国电梯保有量已超过160×104台。然而，节能电梯应用的普及率还很低，采用制动电能回馈技术的节能型电梯不足总量的5%。因此，降低电梯能耗、节约能源对国民经济的发展具有重要的现实意义。
1电梯节能技术推广应用亟待解决的问题
随着电梯业的蓬勃发展，中国电梯节能技术已达国际领先水平。但是，中国节能电梯应用的普及率还很低。出现这种情况的关键是国家标准中没有电梯节能方面的强制性规定，也没有权威的电梯节能标准，用户在采购电梯时，主要考虑电梯的安全和价格因素，不愿意选择价格较高的节能产品。电梯节能技术的推广和应用，需要政策导向和法律法规的支持。
1.1尽快出台电梯能效标准
中国强制执行的电梯质量标准是安全标准，尚没有电梯节能方面的强制性规定。国家特种设备检验检测机构对电梯的检测项目多达90多项，定期检查也有50多项，但没有一项与电梯节能有关。目前，中国尚未有电梯节能认证的制度，也没有出台权威的节能指标，是中国节能电梯推广难的主要原因。国家职能部门应尽快出台节能电梯标准，制订节能电梯产品认证技术规范，政府采购节能电梯才有标准衡量。据悉，中国质量认证中心与天津市特种设备监督检验技术研究院联合起草了电梯节能产品认证技术规范，国家质检总局已经立项组织开展《电梯能源效率评价与检测技术研究》，相信随着各项研究工作的推进，节能电梯的标准出台指日可待。
1.2尽快把电梯纳入政府采购节能清单
把电梯纳入政府采购节能清单，不仅是对电梯节能产品的肯定，也为电梯企业的研发和生产起到指引作用，对整个社会以及电梯行业的发展具有深远的意义。目前，电梯的销售有近50%是在政府采购领域或跟政府采购有关，政府应当鼓励和支持采购节能电梯产品，在招标文件明确给予加分。将电梯纳入政府采购节能清单，政府优先采购获得认证的节能电梯产品。
1.3制订电梯节能审查和监管制度
据检测数据统计，各类电梯的耗电量见表1，从中可以看出不同类型电梯的耗电量相差最大达8倍[2]，如果加上再生能量回馈装置的影响，差距就更大，可见在用电梯节能降耗的空间巨大。应当尽早制订电梯节能审查和监管制度，强制淘汰高耗能电梯，鼓励在用电梯实施节能技术改造、推广使用电梯再生能量回馈技术。
表1各类电梯的耗电量单位为千瓦时/（吨·千米）
2电梯节能技术的推广应用
2.1电梯设计与生产过程中的节能措施
电梯节能是项复杂的系统工程，电梯运行中的能耗主要取决于曳引机驱动与调速方式、控制系统（交通调度方案）的水平、再生能量的处理方式、安装质量等。在产品设计时，a）应尽可能采用“永磁同步电机无齿轮驱动+矢量控制或力矩直接控制的VVVF调速+再生能量回馈装置”等先进节能技术，与传统的高耗能电梯比较最高可节能70%。采用节能控制策略。如，对2台及以上电梯采用智能联控（群控）技术，减少运行次数和平衡负载，提高电梯的运行效率；采用共直流母线，再生能量可直接供给相邻电梯使用；采用休眠和待机技术，使电梯待机时变频驱动系统和大部分控制电路断电、关闭轿厢照明和通风设备；b）选用节能、环保材料(部件)，减小资源与能源的消耗，提高资源利用率。如，采用滚动导靴替代滑动导靴、轿厢采用LED等高效照明灯具等；c）进行“可循环、可拆卸、模块化设计”，便于生产制造和安装，减少制造加工与安装工序，降低能耗。
2.2在用电梯的节能技术改造
到2010年底，中国电梯保有量已超过160×104台，其中，交流双速电梯、交流调压调速等老旧电梯约有20×104台～30×104台，采用再生能量回馈技术的不足总量的5%，节能潜力巨大。a）对在用的交流双速电梯、调压调速(ACVV)电梯进行节能技术改造，采用先进的变频控制技术和永磁同步电机可节能20%～45%左右，如果同时采用能量回馈技术最高可节能70%[2]。对传统的变频调压调速(VVVF)电梯加装能量回馈装置，节电率可达到21%～45%。由于无电阻发热元件，机房温度下降，可节省机房空调的耗电量；b）对轿厢照明系统进行节能技术改造，采用LED等高效照明灯具替代电梯轿厢常规使用的白炽灯、日光灯等照明灯具，可节约照明用量90%左右，灯具寿命是常规灯具的30倍～50倍[2]；采用休眠（待机）技术，当轿厢无人延时自动关闭照明灯与风扇，减少电耗，延长设备的使用寿命；c）采用先进的智能群梯控制技术，提高电梯的运行效率。
2.3在用自动扶梯和自动人行道的节能技术改造
传统的自动扶梯和自动人行道为恒速运行模式，不能根据客流状态的变化自动调节扶梯（人行道）的速度。最简单的节能方案是采用Δ-Y运行模式，当重载时电机绕组以三角形连接Δ运行，轻载时（少人或无人），电机绕组转换成星形连接Y运行，Y连接时的输出力矩与能耗为连接时的1/3。最佳的节能方案采用VVVF技术，重载时全速运行，轻载时低速运行，无人时可延时停梯，调速性能与节能效果好。
3电梯节能技术有待深入研究的问题
随着科学技术的发展，电梯节能新措施将会不断涌现，作者认为在以下几个方面的问题有待电梯行业的科技工作者及有关部门深入研究。
a)提高电梯控制系统（群控调度）的智能水平。
如何消除层站无人而召唤信号有效时造成电梯的空运行；如何把各轿厢里乘客人数及选层分布结合层站候梯人员前往的目的层站及人数进行综合派梯，减少群梯总的停靠次数、减少电梯的运行台数、减少等候时间，提高运输效率；提高群梯负载平衡度，使电梯再生能量直接被相邻电梯利用，最大限度提高再生能量的自我利用；
b)提高电梯再生能量回馈的交流电质量，减少对公共电网的污染。对符合国家电网的相关要求，不会对公共电网造成污染的节能电梯产品，国家职能部门提供有关的技术认证，解决电梯再生能量直接返送公共电网的相关（手续）问题。如何解决电梯再生能量的间歇性与随机性，使回馈的交流电具有连续性与可预见性；
c)发混合动力电梯。在可持续发展观念的指导下，风光(互补)分布式发电系统在现代节能建筑得到广泛应用，为电梯再生能量的利用提供了新的途径，可将电梯再生能量通过变频器的直流母线反馈到风光（互补）发电系统中的直流母线连上，该方法具有回馈效率高，电压波动小，控制电路简单等优点；
d)开发新型电梯。如，直线电机驱动电梯，省去传统的曳引机，电机定子和转子之间只有相对运动而没有摩擦损耗，节能效果显著，但需降低成本。
4结语
