電梯節(jié)能技術(shù)探索

時(shí)間:2022-01-28 03:33:23

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電梯節(jié)能技術(shù)探索

摘要:當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展勢頭迅猛,科學(xué)技術(shù)方面更加先進(jìn),工業(yè)化城市化進(jìn)程日益加快,人們的生活水平不斷提高,伴隨而來的是電梯的使用數(shù)量逐漸增多,人們的生活和工作更加便捷。但由于電梯需要消耗能源,加之我國能源日益緊張,為緩解這一矛盾,需要實(shí)現(xiàn)電梯的節(jié)能發(fā)展。本文主要是對(duì)電梯節(jié)能發(fā)展的現(xiàn)狀、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用及具體的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析論述,希望能夠加強(qiáng)電梯節(jié)能技術(shù)的推廣使用。

關(guān)鍵詞:電梯;節(jié)能技術(shù);節(jié)能發(fā)展

當(dāng)今社會(huì),電梯已完全融入到人們的工作和生活中,為此,人們要求乘坐電梯時(shí)更加舒服和安全,卻忽視了電梯的能耗問題。最近幾年,隨著“節(jié)能降耗、創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)”口號(hào)的提出,人們也認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排的重要性。作為現(xiàn)代建筑中主要的電能消耗之一,電梯的節(jié)能技術(shù)就成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

1我國電梯節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止2016年底,我國共有在用電梯數(shù)量達(dá)493.69萬臺(tái)。當(dāng)前,我國電梯的生產(chǎn)、安裝和保有量均居全球第一。其中,約有三分之一的電梯為交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速等老舊電梯;節(jié)能電梯不足總量的10%。據(jù)國家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,今后幾年我國電梯增長率還將在15%以上。因此,對(duì)電梯實(shí)施節(jié)能審查和監(jiān)管,采取有效措施降低能耗,是非常必要的,符合建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的基本國策,必將取得顯著成效。據(jù)美國和香港權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,電梯耗電要占到大樓總能耗的3~7%;而我國電梯的能耗相對(duì)來說卻比這個(gè)數(shù)字更高一些,例如國內(nèi)的VVVF電梯系統(tǒng)中大都采用能耗制動(dòng)方式,即通過外加制動(dòng)電阻的方法將電能消耗掉,降低了系統(tǒng)的效率。電梯消耗了大量的能源,因此電梯節(jié)能降耗勢在必行。電梯行業(yè)在節(jié)能降耗方面的技術(shù)在不斷的創(chuàng)新與發(fā)展,通過研發(fā)人員幾年時(shí)間的努力,一些電梯的能耗已經(jīng)降低到一定水平,特別近年永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)與制動(dòng)電能回饋利用技術(shù)的重大突破,對(duì)電梯產(chǎn)品總能耗產(chǎn)生了巨大影響,為電梯節(jié)能帶來了巨大空間。

2電梯節(jié)能降耗技術(shù)的創(chuàng)新

事實(shí)上,電動(dòng)機(jī)是電梯耗電的主要部分,大概占到電梯耗電的三分之二以上。了解了這些,在電梯節(jié)能改造技術(shù)方面就找到了最大的突破口,同時(shí)它也是電梯節(jié)能的主要應(yīng)用空間。采用永磁同步拖動(dòng)與制動(dòng)電能回饋技術(shù)。業(yè)內(nèi)有關(guān)人士認(rèn)為,能源再生技術(shù)和電梯的完美結(jié)合將打破傳統(tǒng)無齒輪電梯從節(jié)能到“造”能的飛躍。電梯能耗問題將進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段,應(yīng)用制動(dòng)電能回饋技術(shù)可在此耗電水平節(jié)電率16%~42%,平均節(jié)電30%左右。許多電梯仍是采用傳統(tǒng)的交流變極調(diào)速和交流調(diào)壓調(diào)速技術(shù)。這部分電梯電能損耗極大,同時(shí)也增加了這些用戶的電費(fèi)負(fù)擔(dān),因此這些用戶也是怨聲載道。對(duì)這部分電梯可提倡電梯節(jié)能技術(shù)的使用和改造舊電梯的控制系統(tǒng),采用先進(jìn)的變頻控制技術(shù)和永磁同步電機(jī)可節(jié)能30%~50%左右,同時(shí)再采用能量反饋技術(shù)可高達(dá)70%,還能有效提高電梯運(yùn)行的舒適感、穩(wěn)定性和安全性。

3電梯降低能耗技術(shù)的應(yīng)用

(1)變頻器再生能量回饋技術(shù)采用變頻調(diào)速方式運(yùn)行的電梯在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的機(jī)械位能,通過對(duì)這種機(jī)械位能加以利用可以在整體上降低電梯的消耗。電梯在運(yùn)行的過程中必然要消耗電能,如何讓電梯在運(yùn)行的過程中將其所具備的能量轉(zhuǎn)化為可以利用的電能是再生能量回饋技術(shù)研究的重點(diǎn)。在運(yùn)行當(dāng)中,電梯到達(dá)指定樓層室的時(shí)候,速度會(huì)逐漸減慢,釋放掉一部分的機(jī)械能,為了從整體上達(dá)到節(jié)能的目的,可以利用變頻器再生能量回饋技術(shù)對(duì)這些釋放掉的機(jī)械能加以利用。所謂的變頻器再生能量回饋技術(shù)就是利用變頻器將電梯運(yùn)行過程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成其他能量,并將轉(zhuǎn)換后的能量存儲(chǔ)在直流母線回路的電容當(dāng)中,然后再利用有源逆變技術(shù)將其逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電返回到電網(wǎng)當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)能力的收集與反饋利用。通過變頻器再生能量回饋技術(shù),可以從整體上降低電梯的能耗,不同能耗的電梯節(jié)能比例不一樣,但基本上可以節(jié)約掉整體的16%-40。因?yàn)檫@種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是將電梯的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,所以當(dāng)運(yùn)行速度越快,載重越大以及提升的高度越高時(shí),電梯具有的機(jī)械能量越多,因此在進(jìn)行機(jī)械能的轉(zhuǎn)化利用時(shí),通過反饋得到的能量也就越多,自然會(huì)獲得令人驚喜的效果。(2)利用群控技術(shù)降低能耗電梯在啟動(dòng)、加速和剎車的過程中會(huì)消耗大量的電能,電梯群控技術(shù)就是對(duì)電梯進(jìn)行智能分配,有效的減少電梯的??看螖?shù)、啟動(dòng)次數(shù),以此提高運(yùn)輸效率,達(dá)到節(jié)能的目的。電梯群控技術(shù)基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)電梯的控制,利用智能控制算法,采集信號(hào)對(duì)樓內(nèi)的具體情況進(jìn)行判定,然后經(jīng)過智能算法的計(jì)算輸出控制信號(hào),及時(shí)調(diào)控每個(gè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)。目前常用的電梯群控智能算法有專家系統(tǒng)算法、模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和遺傳算法等等。實(shí)際的智能控制算法可以結(jié)合各個(gè)算法的優(yōu)勢進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),以此來解決群控系統(tǒng)中控制目標(biāo)多樣性和系統(tǒng)本身固有的隨機(jī)性和非線性問題。(3)永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用從電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)來提高電梯的節(jié)能,是電梯節(jié)能的根本性措施,永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是幫助電梯節(jié)能的一個(gè)有效措施。目前眾多的電梯普遍使用的都是機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng),而所謂的永磁同步驅(qū)動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子表面加上一塊永久性磁鐵,這樣所能達(dá)到的效果就是使電動(dòng)機(jī)在電源恒定不變的情況下保持恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。采用永磁同步無齒輪馬達(dá)作為電梯的曳引機(jī),不僅可以節(jié)約電能,而且大大提高了電梯的傳動(dòng)效率。永磁同步無齒輪馬達(dá)曳引機(jī)具有運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低、傳動(dòng)效率高等眾多優(yōu)點(diǎn),由于電動(dòng)機(jī)軸與曳引輪同軸,此類曳引機(jī)可以摒棄掉龐大沉重的減速箱,從而可以大大提高傳動(dòng)效率,在降低電能的同時(shí)也節(jié)省了油耗。(4)共直線母線技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢當(dāng)電梯的使用頻率比較高時(shí),往往會(huì)有多于兩臺(tái)的機(jī)器同時(shí)投入運(yùn)營,此時(shí)便可以將其中的一臺(tái)或者多臺(tái)電梯發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的能量直接反饋到共同使用的母線上,連接在直流母線上的其他電梯就可以充分利用這部分能量,這就是共直線母線技術(shù)。共直線母線電梯系統(tǒng)一般都是由變頻器、直流熔斷器、直流接觸器以及能量反饋裝置構(gòu)成,其鮮明的特點(diǎn)就是電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)可以能量共享,另外,直流母線中的各電容組并聯(lián)后使得整個(gè)系統(tǒng)中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能容量成倍加大,使整個(gè)系統(tǒng)更加得穩(wěn)定和可靠[3]。(5)采用綠色能源技術(shù)太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿染G色能源的普及率越來越高,且技術(shù)也是日臻完善。綠色能源也可以用在電梯的能源消耗中。在一些高層建筑當(dāng)中,可以在樓頂上安裝太陽能收取裝置,利用太陽能來為電梯的運(yùn)行提供能量。當(dāng)白天日光充足時(shí),可以將太陽能獲取到的能量存儲(chǔ)起來,夜晚的電梯運(yùn)行就可以使用這些能量了。

4結(jié)束語

綜上所述,節(jié)能型電梯是環(huán)保節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需求和產(chǎn)物,推廣節(jié)能型電梯具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也造福人類社會(huì)。本文對(duì)電梯節(jié)能技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了論述,希望能夠更好地推廣使用節(jié)能技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]孔曉華.電梯節(jié)能技術(shù)探討[J].海峽科學(xué),2014(05).

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[3]于銘生.電梯節(jié)能技術(shù)分析與探討[J].科技與企業(yè),2016(02).

[4]王新華,邱東勇.國內(nèi)外電梯節(jié)能技術(shù)研究[J].節(jié)能技術(shù),2013(03).

作者:張楠 單位:江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院揚(yáng)州分院