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电梯节能技术探索

摘要:当前我国经济的发展势头迅猛,科学技术方面更加先进,工业化城市化进程日益加快,人们的生活水平不断提高,伴随而来的是电梯的使用数量逐渐增多,人们的生活和工作更加便捷。但由于电梯需要消耗能源,加之我国能源日益紧张,为缓解这一矛盾,需要实现电梯的节能发展。本文主要是对电梯节能发展的现状、节能技术的应用及具体的节能技术进行分析论述,希望能够加强电梯节能技术的推广使用。

关键词:电梯;节能技术;节能发展

当今社会,电梯已完全融入到人们的工作和生活中,为此,人们要求乘坐电梯时更加舒服和安全,却忽视了电梯的能耗问题。最近几年,随着“节能降耗、创建节约型社会”口号的提出,人们也认识到节能减排的重要性。作为现代建筑中主要的电能消耗之一,电梯的节能技术就成为社会关注的焦点。

1我国电梯节能的现状与发展

据不完全统计,截止2016年底,我国共有在用电梯数量达493.69万台。当前,我国电梯的生产、安装和保有量均居全球第一。其中,约有三分之一的电梯为交流双速、交流调压调速等老旧电梯;节能电梯不足总量的10%。据国家特种设备主管部门近期的统计和预测,今后几年我国电梯增长率还将在15%以上。因此,对电梯实施节能审查和监管,采取有效措施降低能耗,是非常必要的,符合建设资源节约型社会的基本国策,必将取得显著成效。据美国和香港权威机构提供的统计数据显示,电梯耗电要占到大楼总能耗的3~7%;而我国电梯的能耗相对来说却比这个数字更高一些,例如国内的VVVF电梯系统中大都采用能耗制动方式,即通过外加制动电阻的方法将电能消耗掉,降低了系统的效率。电梯消耗了大量的能源,因此电梯节能降耗势在必行。电梯行业在节能降耗方面的技术在不断的创新与发展,通过研发人员几年时间的努力,一些电梯的能耗已经降低到一定水平,特别近年永磁同步驱动技术与制动电能回馈利用技术的重大突破,对电梯产品总能耗产生了巨大影响,为电梯节能带来了巨大空间。

2电梯节能降耗技术的创新

事实上,电动机是电梯耗电的主要部分,大概占到电梯耗电的三分之二以上。了解了这些,在电梯节能改造技术方面就找到了最大的突破口,同时它也是电梯节能的主要应用空间。采用永磁同步拖动与制动电能回馈技术。业内有关人士认为,能源再生技术和电梯的完美结合将打破传统无齿轮电梯从节能到“造”能的飞跃。电梯能耗问题将进入一个崭新的阶段,应用制动电能回馈技术可在此耗电水平节电率16%~42%,平均节电30%左右。许多电梯仍是采用传统的交流变极调速和交流调压调速技术。这部分电梯电能损耗极大,同时也增加了这些用户的电费负担,因此这些用户也是怨声载道。对这部分电梯可提倡电梯节能技术的使用和改造旧电梯的控制系统,采用先进的变频控制技术和永磁同步电机可节能30%~50%左右,同时再采用能量反馈技术可高达70%,还能有效提高电梯运行的舒适感、稳定性和安全性。

3电梯降低能耗技术的应用

(1)变频器再生能量回馈技术采用变频调速方式运行的电梯在运行的过程中会产生巨大的机械位能,通过对这种机械位能加以利用可以在整体上降低电梯的消耗。电梯在运行的过程中必然要消耗电能,如何让电梯在运行的过程中将其所具备的能量转化为可以利用的电能是再生能量回馈技术研究的重点。在运行当中,电梯到达指定楼层室的时候,速度会逐渐减慢,释放掉一部分的机械能,为了从整体上达到节能的目的,可以利用变频器再生能量回馈技术对这些释放掉的机械能加以利用。所谓的变频器再生能量回馈技术就是利用变频器将电梯运行过程中的机械能转换成其他能量,并将转换后的能量存储在直流母线回路的电容当中,然后再利用有源逆变技术将其逆变为与电网同频率同相位的交流电返回到电网当中,实现能力的收集与反馈利用。通过变频器再生能量回馈技术,可以从整体上降低电梯的能耗,不同能耗的电梯节能比例不一样,但基本上可以节约掉整体的16%-40。因为这种技术实现的是将电梯的机械能转化为电能,所以当运行速度越快,载重越大以及提升的高度越高时,电梯具有的机械能量越多,因此在进行机械能的转化利用时,通过反馈得到的能量也就越多,自然会获得令人惊喜的效果。(2)利用群控技术降低能耗电梯在启动、加速和刹车的过程中会消耗大量的电能,电梯群控技术就是对电梯进行智能分配,有效的减少电梯的停靠次数、启动次数,以此提高运输效率,达到节能的目的。电梯群控技术基于计算机平台实现对多台电梯的控制,利用智能控制算法,采集信号对楼内的具体情况进行判定,然后经过智能算法的计算输出控制信号,及时调控每个电梯的运行状态。目前常用的电梯群控智能算法有专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等等。实际的智能控制算法可以结合各个算法的优势进行综合设计,以此来解决群控系统中控制目标多样性和系统本身固有的随机性和非线性问题。(3)永磁同步驱动技术的应用从电动机的设计、制造等环节来提高电梯的节能,是电梯节能的根本性措施,永磁同步驱动技术就是帮助电梯节能的一个有效措施。目前众多的电梯普遍使用的都是机械传统系统,而所谓的永磁同步驱动就是在电动机的转子表面加上一块永久性磁铁,这样所能达到的效果就是使电动机在电源恒定不变的情况下保持恒定的转速运行。采用永磁同步无齿轮马达作为电梯的曳引机,不仅可以节约电能,而且大大提高了电梯的传动效率。永磁同步无齿轮马达曳引机具有运行平稳、振动小、噪音低、传动效率高等众多优点,由于电动机轴与曳引轮同轴,此类曳引机可以摒弃掉庞大沉重的减速箱,从而可以大大提高传动效率,在降低电能的同时也节省了油耗。(4)共直线母线技术应用的优势当电梯的使用频率比较高时,往往会有多于两台的机器同时投入运营,此时便可以将其中的一台或者多台电梯发电时产生的能量直接反馈到共同使用的母线上,连接在直流母线上的其他电梯就可以充分利用这部分能量,这就是共直线母线技术。共直线母线电梯系统一般都是由变频器、直流熔断器、直流接触器以及能量反馈装置构成,其鲜明的特点就是电动机的电动状态和发电状态可以能量共享,另外,直流母线中的各电容组并联后使得整个系统中间直流环节的储能容量成倍加大,使整个系统更加得稳定和可靠[3]。(5)采用绿色能源技术太阳能、风能、潮汐能、地热能等绿色能源的普及率越来越高,且技术也是日臻完善。绿色能源也可以用在电梯的能源消耗中。在一些高层建筑当中,可以在楼顶上安装太阳能收取装置,利用太阳能来为电梯的运行提供能量。当白天日光充足时,可以将太阳能获取到的能量存储起来,夜晚的电梯运行就可以使用这些能量了。

4结束语

综上所述,节能型电梯是环保节约型社会的时代需求和产物,推广节能型电梯具有巨大的经济效益,同时也造福人类社会。本文对电梯节能技术的相关内容进行了论述,希望能够更好地推广使用节能技术。

参考文献

[1]孔晓华.电梯节能技术探讨[J].海峡科学,2014(05).

[2]田学成,李重远.电梯节能技术的现状与研究方向[J].低碳世界,2016(07).

[3]于铭生.电梯节能技术分析与探讨[J].科技与企业,2016(02).

[4]王新华,邱东勇.国内外电梯节能技术研究[J].节能技术,2013(03).

作者:张楠 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院

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