電梯節能技術的現狀及研究方向

摘 要：城市建設日新月異，能源問題日益突出，制造綠色節能環保的電梯，成為當前電梯從業者面臨的巨大機遇和挑戰。作為電梯使用的消費者，在對電梯這種特種設備的認識、選擇和使用上還存在一定誤區，文章試圖用淺顯、通俗的語言為廣大消費者普及相關的知識，以期為節能減排盡一份微薄之力。

關鍵詞：綠色；節能；環保；節能電梯

中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0107-02

隨著我國經濟的快速發展，人民的生活水平也有了大幅度的提高，各地建筑市場火爆，各大城市的房地產市場、高檔小區、寫字樓商場以及城市公共建設的蓬勃發展，人們對住房的需求越來越高，我國已經超過日本成為世界上最大的新梯安裝市場，擁有電梯作業資格的從業人員數量已經遠遠不能滿足市場需求。電梯的安裝要求也在逐漸提高，不管從國家的層面，還是從電梯使用著本身而言，都對節能減排提出了新的和更高的要求。

在建筑設備中，電梯是比較耗能的。節能減排已成為大眾關注的焦點。建筑節能是指在建筑工程中依然按照國家有關法律、法規的規定，采取節能型的建筑材料、產品和設備，提高建筑物圍護的保熱性能和采暖空調設備的能效比，減少建筑使用過程中的采暖、制冷、照明能耗，合理有小的利用能源。

我國作為能源消耗大國之一，近幾年，國家也在加大對節能減排技術方面科研的投資，政策導向上的傾斜，使得不僅是高校科研機構等，一些公司也在加大研究力度，如何更加綠色、節能、環保成為整個電梯行業都必須面對的重大課題，我們都希望大眾也通過日常常見的電梯，普及對節能減排的認識，進而推廣。

從目前來說，節能電梯技術是一個新生事物，人們對此技術還沒有一個廣泛的認識。然而從長遠看，電梯節能技術既是實現可持續發展的需要，也是節約社會能源、保護周邊環境的需要。

1 電梯節能技術在國內外的現狀

1.1 電梯節能技術在國外的現狀

在國外，很多國家的能源戰略都把節能技術放在首位，因此在節能減排方面積累了很多經驗。在節能減排方面有很多成功的經驗。但是因為每個國家的具體情況不同，所以能源政策的出發點以及傾斜方向也各不相同。比如歐盟和美國因為經濟發達，對能源的需求比較大，對外依賴較強，所以他們把提高能源使用率作為能源政策的首要任務。電梯回饋制動單元控制節能柜，是采用加拿大技術生產制造的電梯專用高性能回饋式制動系統。電梯運行時能節約電量約25%～45%。另外，由于無電阻發熱元件降低了機房的環境溫度，同時改善了電梯控制系統的運行溫度，使控制系統死機現象減少，延長了電梯的使用壽命。機房可以不再需要空調等散熱設備，可以節省耗電量，達到了節能環保的目的，是新電梯配套、舊電梯改造、節能減排的首選。

1.2 電梯節能技術在國內的現狀

截止2011年年底，全國在用電梯達近200萬臺，且保持著每年20%的遞增速度，并且全球平均每年都會新安裝近50萬部電梯。雖然電梯系統僅占建筑商投資的4%，但忽略它的投資卻也會帶來不小的經濟損失。電阻所消耗的能量不僅降低了系統的效率，電阻產生的熱量還惡化了電梯控制柜周邊的環境。智能、高效、環保將成為未來電梯業的發展趨勢和共同目標。綠色節能電梯早已不僅僅是一種概念，而是與建筑商經濟利益直接掛鉤的重要環節。國家也出臺了相應的節約能源法、建筑節能強制性標準、電梯節能技術規范、電梯節能評估標準等。

2 采取的對策

目前，我國的環境污染以及日益顯現的能源危機已經成為全社會的共識，全社會的各個領域內都在積極開展節能環保活動，對于電梯生產企業而言，也相應地推出了緊跟時代發展趨勢的都節能型電梯。下面試對此進行分析。

2.1 節能型電梯的節能情況分析

電梯的節能效果與電梯功率、系統以及平衡系統等有關，在下述幾類情況是，節能效果會更好：①樓層高，制動頻繁；②新安裝，機械慣性大；③使用時間久，摩擦力大；④速度越快，制動頻繁；⑤使用頻繁，制動頻繁。

2.2 我國目前節能電梯使用的最新技術

2.2.1 永磁同步驅動

從電動機的設計、制造環節入手，是提高電梯節能技術的主要途徑。此系列電梯采用永磁同步無齒輪馬達作為曳引機。此類型曳引機具有結構緊湊、體積小、重量輕、傳動效率高、運行平穩、振動小、噪音低等特點。由于電動機軸與曳引輪同軸，摒棄了體積龐大笨重的減速箱，傳動效率可以達到85%以上，比傳統曳引機效率提高了將近50%，同時降低了電能消耗，減少了油耗，又因其為密封免維護，真正可以稱之為綠色節能環保產品。

2.2.2 一體化微機控制變頻技術

作為最新一代的智能化矢量控制系統，即一體化控制系統，將電梯控制與變頻驅動完美地融合在一起，打破了控制板和變頻器技術屏障，智能的曲線算法，準確的運行曲線可以真實反映控制意圖，加速過程允許截車，系統接口簡潔、故障診斷準確、豐富，預留遠程監控、智能樓宇控制、能量反饋等高端功能。以上功能不僅為電梯的安裝維保帶來極大方便，亦可以為乘客安全提供最大限度的可靠保證。

2.2.3 能量回饋及能量再生

要使電梯達到節電的目的，最重要的是如何利用處于發電制動狀態的電動機輸出的電能。電梯運行過程中，空載上行，重載下行，不需要使用曳引機提供動力驅動轎廂運行，轎廂和對重之間的機械能轉換成熱能釋放。在電梯系統中加裝能量回饋和再生技術，可以將浪費掉的機械能轉化成電能，再反饋回電網供其他設備使用，只有當電梯機械能轉換成電能送入直流回路電容中時，新型能量回饋器才及時將電容中的儲能回送電網，有效解決了原有能量回饋的缺陷，可以達到節能的目的，同時，因為沒有多余的熱能釋放，環保效果就顯得更加明顯。此外，新型能量回饋器具有十分完善的保護功能和擴展功能，既可以用于現有電梯的改造，也適用于新電梯控制柜的配套。能量再生技術，也會在電梯運行時節能。

3 此技術的研究方向

電梯要節能，主要的途徑有：①提高電機拖動系統的運行效率，如風機、水泵的調速是以提高負載運行效率為目標的節能措施，電梯曳引機采用變頻器取代異步電動機調壓速是以提高電動機運行效率為目標的節能措施；②把電梯已轉換到負載上的勢能和動能再次反變換成電能，回饋電網再生利用，使電梯在單位時間內消耗的電網電能下降；③用節電的永磁同步電機取代三相異步電動機；④優化群控電梯的運行控制，如采用模糊、神經網絡電梯調度算法等。

電梯節能技術是一項全新的有發展前景的技術，其研究方向主要有以下方面。

3.1 電梯驅動系統節能

電動機拖動負載旋轉運動即具備了機械動能，如果電動機曳引上、下運動的負載又具備了位能。當電動機拖動負載減速運動時，其機械動能將釋放出來，當位能性負載下降運動時，其機械位能也將釋放出來，如果能有效地將這兩部分機械能轉換成電能并回饋再生利用，就可達到節約電能的目的。電機拖動系統節約電能的途徑主要有兩大類：第一類是提高電機拖動系統的運行效率，如風機、水泵調速是以提高負載運行效率為目標的節能措施，再如電梯曳引機采用變頻器調速取代異步電動機調壓調速是以提高電動機運行效率為目標的節能措施。第二類是將運動中負載上的機械能通過能量回饋器變換成電能并回送給交流電網，供附近其它用電設備使用，使電機拖動系統在單位時間消耗電網電能下降，從而達到節約電能的目的。此外，由于無電阻發熱元件，機房溫度下降，可以節省機房空調的耗電量，在許多場合，節約空調耗電量往往帶來更大的節電效果。

3.2 調度控制算法

目前國內外的電梯調度算法都是使電梯對任意請求做出立即反應，以最快速度將電梯調度到呼叫樓層，以使侯梯人等待的時間最短。因此，在傳統電梯調度方式下，電梯載客率常較低，電梯調度算法在效率和能耗之間缺乏優化設計。為兼顧電梯服務效率和電梯節能，提出基于電梯等待時間的電梯節能新思想及技術：根據建筑客流特點，通過交通模式的自動識別以確定加不加等待時間并進行派梯，即在電梯高峰交通模式下不加等待時間，而在電梯非高峰交通模式下加入等待時間，從而提高電梯滿載率，減小啟停次數和運行里程，實現電梯節能。也可以通過配備電梯數量、方式合理選擇，例如采用雙轎廂或多轎廂等方式達到節能的目的。

3.3 綠色能源節能

隨著油價、能源價格的上漲，現在對綠色建筑的需求越來越大。電梯的能源消耗基本占整個大樓整體電能的8%。我們可以說中國的電梯業正處于一個“綠色科技革命”之中。如果我們能夠運用好的技術，例如太陽能技術節能，可以有很大的機會降低這個方面的能源消耗。

3.4 設計、監督管理方面

加強電梯的結構設計，減少空氣阻力，充分利用風速也可以達到節能的目的。國家質檢總局已明確將大力推進電梯的節能審查和監管政策，實施安全與節能并舉的新舉措，并將采取制訂規范、明確指標、逐步更新、逐年推動的策略，逐步提升電梯節能技術的應用范圍。相信在不遠的將來，符合我國電梯節能的發展途徑將產生良好的經濟、社會效益。

4 結 語

雖然我國現已成為電梯大國，但卻是一個電梯弱國，我們的制造技術、安裝技術都非常落后。隨著節能降耗意識的增強，綠色科技已然是當今全球工業的主題。未來的電梯安裝、安全性能檢驗和維護保養工作將朝科學化、標準化、規范化、節能減排方向邁進。在選擇電梯的時候應該更多地選擇節能型產品，為節能減排減盡一份自己的微薄之力。通過本文的分析，希望能為大家認識節能電梯、選擇節能電梯的時候有所幫助。做好電梯節能不單要依靠政府、制造單位和使用單位，我們每個人也都要加強節能意識，擔當起節能的責任！

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