谈电梯的节能降耗技术

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摘要：由于目前我国的电力能源大多数都是不可再生能源，并且电梯能耗具有高度的节能潜力和改善的空间，因此如何有效、合理地节约电梯能效就显得尤为重要。本文探讨了电梯的节能降耗技术 。

关键词：电梯；节能；降耗；技术

中图分类号：TU229文献标识码： A 文章编号：

近年来，随着国家对“节能降耗”、“创建节约型社会”的宣传，人们对节能减排的重要性认识不断深化，节能环保理念日益深入人心。我国是一个耗能大国，更把节能作为头等大事来抓。据有关调查显示，我国建筑物的能源约占全国总能耗的28％左右，是能耗的主力军。电梯能耗一般占建筑总能耗的3%～8%。虽然这个比例并不高，但是由于目前我国的电力能源大多数都是不可再生能源，并且电梯能耗具有高度的节能潜力和改善的空间，因此如何有效、合理地节约电梯能效就显得尤为重要。

一、电梯节能的必要性

电梯节能是经济发展的要求，是基本国策的要求，是相关法律法规的要求，电梯节能意义重大，实现电梯节能是利国利民的大事。无论是从现实需要还是建设资源节约型社会的社会目标，电梯节能都势在必行：

1、建设资源节约型社会的基本国策要求实现电梯节能

电梯的节能有非常好的经济效益，社会效益和生态效益。电梯节能还有巨大的空间，同时符合建设资源节约型社会基本国策的要求，使得电梯节能成为可能。采用节能电梯技术后可以减少不可再生资源的消耗，对可持续发展具有十分积极的意义。

2、电梯节能是社会发展的要求

在能源紧张的今天，社会必然要求其实现节能，这是建设资源节约型社会的要求，同时也是落实科学发展观的要求。电梯因其对电能的大量消耗，有必要使电梯实现节能，以提高能源利用率。据德国公布的最新调查数据显示，欧盟27 国电梯的年耗电量竟高达18 亿千瓦时，而合理应用节能措施能令电梯耗电量减半。可见电梯节能问题不仅是我们国家亟于解决的问题，也是世界各国都亟待解决的问题。

3、电梯节能具有可观的经济效益

对于电梯在制动过程中产生的电能，如果就地进行回收再利用，不仅可以很大程度上减少能量浪费，还可以避免增加过多的附加设备。按照较为保守的平均节能率20% 计算，倘若能够对制动能量成功回收利用，每年可节约近86 亿度电，按每度0.5 元价格计算，每年可节约近43 亿元，节能效益十分可观。

二、电梯的节能降耗技术

1、电机拖动系统节约电能的途径

第一类是提高电机拖动系统的运行效率, 如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施, 再如电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施。第二类是将运动中负载上的机械能(位能,动能)通过能量回馈器变换成电能(再生电能)并回送给交流电网, 供附近其他用电设备使用, 使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降, 从而达到节约电能的目的。第二类就是升降电梯这种具有势能性负载的设备。

采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械动能, 电梯到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止, 这一过程是电梯曳引机释放机械动能的过程。升降电梯还是一个势能性负载。为了均匀拖动负载, 电梯曳引机拖动的负载由载客轿厢和对重平衡块组成, 只有当轿厢载重量约为50% ( 1吨载客电梯乘客为7人左右)时, 轿厢和对重平衡块才相互平衡, 否则, 轿厢和对重平衡块就会有质量差, 使电梯运行时产生机械势能(电梯重载下行和轻载上行)。

2、传动节能

传动部分的节能技术主要是通过提高电梯机械传动效率，达到节能的目的。普通电动机的额定转速较高，输出转矩较小，不能直接驱动曳引轮，必须经减速机构将转速降低，转矩升高。在电梯中较早使用的传动是蜗轮蜗杆，它的技术成熟，一直沿用至现在，但它有一个明显的缺点，就是传动效率低，一般只能达到0.6。为了提高效率，人们一直在研究替代蜗轮蜗杆的传动，并且取得了很大的成果。较为常见的传动节能技术有以下几种。

（1）行星齿轮驱动技术。据测试，行星齿轮的传动效率最高可达0.9，远高于蜗轮蜗杆传动，因此在相当长的一段时间里，技术人员对它进行了大量的研究，以期取代蜗轮蜗杆，但是，由于受加工技术的限制，其成本较高，一直难以大量推广。

（2）永磁同步无齿轮驱动技术。同步无齿轮技术在电梯驱动上的应用带来了电梯传动的一场技术革命，它以节能（高传动效率及电机效率）、环保（无油污染）、舒适（低噪音、运行平稳）等诸多优点，迅速地应用于电梯中。

（3）同步行星齿轮驱动技术。近年来，个别厂家研究的一项技术结合了行星齿轮和永磁同步电机的优点，可以在普通中低速电梯上做到1:1的曳引比，减少了曳引钢丝绳的长度，也延长了钢丝绳的寿命，但其成本较高，只有在提升高度较高时才有一定优势。

3、电梯群控技术的运用

电梯群控技术，指的是在一个大楼里面同时安装多部电梯，并且将所有这些电梯和一个计算机连接起来。然后用这台计算机采集每个电梯的信号，经过一定的算法计算后，向每台电梯发出控制指令。总而言之，电梯群控技术可以通过楼内具体情况，及时调配每个电梯的运行状态，使电梯群能够提供最佳的服务。

传统的群算法只是为了达到最小的候机时间，但是容易致使电梯运行效率低、电梯扎堆的现象。现今的群算法为调度算法，它的实质是在一个变化的环境下进行在线调度，以达到合理的配置资源，实现最优控制的目的。现在的电梯群控技术越来越朝着智能化发展，把智能控制算法引入电梯群控系统能够较好地解决群控系统目的多样性和系统本身固有的随机性和非线性。把专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等几种算法有机地结合起来，进一步应用于群控电梯的设计中，将是电梯控制发展的趋势。

4、制动能再利用技术的原理和运用

电梯制动器的工作原理是：电梯运行时，通过抱闸板子给出信号使抱闸线圈工作抱闸打开；电梯不运行时候抱闸紧抱，电梯处于静止状态。电梯的制动的过程中，会由一个比较高的速度开始减速，直到停止在乘客指定楼层。在这个减速过程中，会有一部分能量的损耗。

制动能再利用的技术，主要指的就是对这部分损耗能量的回收利用。一般采用专用的电梯能量回馈制动器。这种制动器采用先进的电力电子技术，和高性能的IGBT作为开关的元器件，它具有安全可靠、可以智能运转、操作简单的特点。这种制动能量回馈器运动了电压自适应控制，当电压有波动的时候，只有电梯的机械能转化成电能送入储能元件中时，该能量回馈器就能将储存的能量返回至电网中，有效地解决了能量回馈。

总之，电梯节能是项复杂的系统工程，随着中国电梯业的蓬勃发展，在电梯行业科技工作者与有关职能部门的共同努力下，中国一定能从“电梯大国”迈向“电梯节能强国。

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