浅析电梯节能

我国是电能消耗大国，电梯与我们日常生活息息相关，其耗电量不可小视。本文从我国的实际出发，浅析了电梯节能的背景和发展趋势，阐述了电梯节能的社会意义和经济效益。

一．引言

随着工业现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高，住宅和一般公共建筑内,空调和电梯成为最大的两只“电老虎”。电能供需矛盾日益突出，节约电量的呼声日益高涨。《中华人民共和国节约能源法》已由第十届全国人大常委会第三十次会议于2007年10月28日修订通过，自2008年4月1日起施行。修订后的《节约能源法》第十六条明确规定：“对高耗能的特种设备，按照国务院的规定实行节能审查和监管。”近日，国家质检总局已将节能监管的有关内容融入修订中的《特种设备安全监察条例》。

二．国内现状

我国到2008年底全国电梯保有量达到110万台，成为世界电梯超级大国。

目前国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻耗能制动,电梯电能回馈装置将电梯运行过程中由势能转化并储存在变频器电容中被电阻消耗掉的电能，直接转化为三相交流380V电能送回到局部电网。另外，由于电梯运行中通过电阻产生的热量非常高，电阻局部温度都在100度以上，为了使机房温度降低到常温状态，让电梯免于因高温而产生故障，用户需要安装大排风量的空调或风机；在电梯功率较大的机房，往往需要空调、风机同时使用，或是多台空调、多台风机同时启动。在有些地方降温设备的耗电量往往比电梯的用电量还要高，用户明知能耗严重，却毫无办法。

一般情况下，电梯主要用能是由电网经整流器、滤波器、逆变器等传输到电动机。当电动机处于发电状态（即电梯非平衡上下运行或减速到站时），能量将在滤波电容上累积，产生泵升电压，如果泵升电压过高，就会威胁电梯控制系统的安全。目前国内使用的电梯在控制泵升电压方面采用最简单的方法是：泵升电压产生后，在直流母线之间接通一个能耗电阻，将能量释放。

这种方法虽然实现电机的四象限运行，方法比较简单，但有如下严重缺点：

1.浪费能量，降低了系统的效率。

2.电阻发热严重，影响系统的其他部分正常工作。

3.简单的能耗制动有时不能及时抑制快速制动产生的泵升电压，限制了制动性能的提高(制动力矩大，调速范围宽，动态性能好)。

上述缺点决定了能耗制动方式只能用于几十kW以下的中小容量系统。

随着中国电梯数量的不断激增，一部普通的电梯每天约用电50-150度。按照每台电梯每天用电量80度/天计算。按照保守数量全国电梯100万台计算，每天消耗电能约为7300万度，每年的消耗的电能近300亿度，全国每年电梯消耗的电能相当于大亚湾核电站近一年的发电量，可见电梯消耗电能巨大。

三．电梯节能的突破口

实际上，电梯的节电大有潜力可挖。众所周知，垂直升降电梯其电动机拖动负载旋转运动即具备了机械动能，而上、下运动的负载又具备了势能。当电动机拖动负载减速运动时，其机械动能将释放出来，当位能性负载下降运动时（位能减少），其机械位能也将释放出来，如果能有效的将这两部分机械能转换成电能并回馈再生利用，就可达到节约电能的目的。

电机拖动系统节约电能的途径主要有两大类：

1.提高电机拖动系统的运行效率，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。2001年,西子奥的斯凭借母公司--世界第一电梯品牌奥的斯公司世界领先电梯技术的支持,于当年推出西子OH5000“无齿轮节能电梯”,受到业界广泛关注。

2.将运动中负载上的机械能（势能和动能）通过能量回馈器变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，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。

目前国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻消耗电容中储存的电能的方法来防止电容过电压，但是电阻耗能不仅降低了系统的效率，电阻产生的大量热量还影响了电梯控制柜周边的环境。能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达21%-46%。此外，由于无电阻发热元件，机房温度下降，可以节省机房空调的耗电量，在许多场合，节约空调耗电量往往带来更大的节电效果。

应用电梯电能回馈装置，等于把一部分降温设备投资转移，实现一次投资，长期受益，在回馈电能的同时，间接消除了降温设备电能消耗，保证了电梯在常温环境下正常工作，改善了城市热岛效应，达到节能减排的双重目标。

新型能量回馈器与目前国内外其它能量回馈器相比的一个最主要的特点是具有电压自适应控制回馈功能。即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，新型能量回馈器才及时将电容中的储能回送电网，有效解决了原有能量回馈的缺陷。此外，新型能量回馈器具有十分完善的保护功能和扩展功能，既可以用于现有电梯的改造，也适用于新电梯控制柜的配套。新电梯控制柜采用新型能量回馈器供电，不仅可以大大节约电能，还可以有效改善输入电流的质量，达到更高的电位兼容标准。

现在国内已经有很多用户通过电梯节能技术的使用，为企业降低了成本消耗，带来可观的经济效益。通过电梯节能技术的采用，不仅缓解国内日益增长的电力紧张局势，随着每年的电梯数量、用电价格逐年增长，通过节能缓解用电紧张对社会将是巨大贡献！