[doc格式] 也谈电梯节省能源和资源的途径和方法

[doc格式] 也谈电梯节省能源和资源的途径和方法 也谈电梯节省能源和资源的途径和方法 也谈电梯节省能源和资源的途径和方法 WayofEnergyandResourcesSavingforElevators 摘要:阐述了电梯节省能源和资源的途 径和方法,可以从优化电梯的选型配 置,降低电梯的土建成本,优化电梯 的常规控制技术,应用最新的电动机 拖动技术,推广新材料在电梯上的应 用,灵活运用电梯技术标准,发挥行 业主管部门的引导作用等几个方面入 手. 关键词:电梯节省能源资源途径 方法 Abstract:Thisarticleintroducesthe wayofenergyandresourcessavingfor elevators,whichmaytakeapproach asfollowing:optimizationofelevator configuration,reducingconstruction cost,optimizingelevatorcommon controllingtechnology,usingthenew motordrivingtechnology,application ofnewmaterials,carryoutelevator technicaIstandardSandPIaythe guideroleoftheindustrycompetent authorities. Keyworks:Elevator;Saving;Energy; Resource;Approach;Method ?周骏黄岳衡 随着我国经济的飞速发展,在用电梯数量增势迅猛.以深 圳市为例,到2008年底电梯保有量已近7万台,而且每年以 6000,8000台的速度递增.按中国电梯协会测算的每台电梯平均 每天用电量约80,150kWh计,深圳市在用电梯一年总用电量约20 亿kwh.如果全深圳市近7万台电梯每年能够节约1O%的用电量, 那么将节约2亿kwh电量.2009年5月1日起执行的国务院颁布的修 改后的《特种设备安全监察条例》增加了高耗能特种设备节能管理 的相关规定,电梯企业出于社会责任和行业竞争压力,早就对电梯 节能展开了卓有成效的研发工作,以永磁同步曳引机和再生电能回 馈电网技术为代的各种节能新产品逐步进入市场,并开始发挥经 济效益和社会效益.针对目前行业节省能源和资源方面研发高度集 中于降低电能消耗这一问题,笔者认为,节省能源和资源的内涵是 广泛的,它体现于设计,制造,使用等各个环节,体现于技术,材 料,工艺,管理等各个方面,它是一个系统工程,下面就电梯节省 能源和资源的途径和方法谈谈自己的看法. 1优化电梯的选型配置 电梯设备成本在整个楼宇建设成本中占有不小的比例,此外还 有电梯投入运行后的使用及维护费用.作为建筑中的交通系统,合 理的选型配置意味着人员及货物在建筑内安全快捷地流通,意味着 节省设备成本和运营成本,增加建筑利用面积.因此,对节省能源 和资源至关重要.通常,发展商需要根据建筑物对电梯交通系统的 期望值(如单位时间的输送能力,乘客平均的候梯时间等指标)来 决定电梯系统的数量,分布以及速度,载重量等,但楼宇种类繁 多,功能定位各异,从电梯供应商的立场当然希望卖的电梯多多益 善或者”杀鸡用牛刀”以谋求更多利润,而决定电梯采购的发展商 周骏,黄岳衡,深圳市特种设备安全检验研究院 中国电梯20o9年6月第20卷第11期23 受电梯专业知识的局限,很难做出最优抉择. 2降低电梯的土建成本 电梯在建筑物内运行,建筑物必须为电梯设备 的安置和运行提供必要的空间.降低电梯配套土建 成本,也就意味着减少了社会资源的浪费.以无机 房电梯为例,由于曳引机,控制柜等原本安装在机 房内的电梯部件全都移进井道,通过特殊的井道布 置和采用轻,薄,小型的曳引机保证了井道尺寸基 本不变,而不需要另设机房,仅此一项每台电梯 就可节约土建成本近5万元.另一个例子是浅底坑 电梯,设计者依照”同等安全原则”,通过将底坑 部件上移侧置,检修操作在底坑外实施以及根据电 梯速度大小对相应部件的几何尺寸和安装尺寸相应 缩减的办法,实现了浅底坑甚至无底坑,大大降低 了土建成本,特别适合于低速轻载的别墅电梯和附 墙电梯.而这种创新突破了技术规范条条框框的束 缚,与无机房电梯有异曲同工之处. 3优化电梯的常规控制技术 首先,采用PLC对继电器控制的电梯进行改 造.PLC作为工业控制的微型计算机,集成度高, 编程方便,抗干扰能力强,较好地解决了继电器控 制系统控制柜体积大,控制元件(继电器)数量 多,整体耗能高,运行故障频繁的问题. 其次,针对大型的电梯与自动扶梯交通系统 (如地铁网络和一些多功能高档楼宇中的交通系 统),采用智能化的群组管理技术,通过合理调度 和运行模式管理提高系统的运行效率,达到节能的 目的. 再次,还可以让一些实用的低投入的节能控制 技术成为电梯监督检验的内容,如电梯空闲时的自 动关灯功能,轿内选层防恶作剧功能,自动扶梯自 启动功能或降速运行功能等. 24,一-量.vj?1,一17’::,200j 此外,还可以推广串行通讯技术在电梯上的应 用.串行通讯是把一条信息的各位数据逐位按顺序 传送的方式,最少只需一条数据传输线即可.应用 到电梯,可将控制柜,井道,轿厢和监控中心的电 气连线减少到最少,而传送的信息却可数倍于并行 通讯方式.与并行通讯相比,能够节约大量线材, 减轻布线的工作量. 4应用先进的电动机拖动技术 有关数据显示,电动机拖动负载消耗的电能占 电梯总耗电量的70%以上.因此,电梯拖动系统节 能的潜力巨大,经济效益显着.电动机拖动系统的 节能途径大致分为两类,一是提高拖动系统的运行 效率,如采用变频技术取代变极调速和交流调压 调速技术,电能消耗平均节约30%.尤其是采用矢 量控制的变频技术拖动永磁同步电动机,节能效 果更为显着:具有和直流电动机一样的转矩控制特 性,起制动电流小,所以电动机的功率和变频器容 量得以减小;低转速大转矩,电动机和曳引轮同 轴,机械传动效率较蜗轮蜗杆副传动高出30%;与 感应电动机相比,无需从电网吸取无功功率.功率 因数很高(理论上可达到1);转子无电流流过, 不存在转子损耗.二是根据曳引电梯电动机四象限 运行的特点,将电动机处于再生发电时发出的电能 回馈电网,供其它的用电设备如空调,供水,照 明等使用,使整个用电系统单位时间里的耗电量下 降.同再生电能消耗型的拖动系统相比,馈能型节 电约25%,50%.电梯功率越大,速度越快,提升 高度越高,节能效果就越明显.目前,国内大的生 产厂家均已有馈能型电梯投放市场,如日立的HEP 系列电梯和三菱的LEHY—M系列电梯.它们采用双 PWM变频器,将传统变频器中的整流部分(非控 二极管)改为数字式PWM可逆整流(IGBT),实 现了电能的双向流动.再生电能回馈技术在扶梯上 也有了应用.例如自动扶梯直流共母线技术,即两 台平行布置的扶梯,一台上行,一台下行.当下行 的扶梯的载荷能够克服系统的摩擦力时,电动机工 作在发电状态,将此电能传输给另一台上行的扶 梯,达到节能的效果.由于再生发电馈能技术节能 成效显着,已成为当下电梯节能领域的热点.只是 当大规模地使用能量逆变回馈时,需要考虑电 网和变压器的负荷能力,以及电源品质,电磁兼容 (EMC)对电网的影响等问题. 5推广新材料在电梯上的应用 例如,添加稀土元素钕制成的钕铁硼永磁件是 目前发现的磁性最强的永磁材料,其磁性能高出普 通磁材4,10倍.由稀土永磁材料制成的同步电动 机实现了马达尺寸轻,薄,小型化,能节省大量原 材料,同时性能大幅提升.与传统三相异步电动 机相比,启动力矩和过载能力高出一个功率级,有 功功率节电率25%.通力公司的稀土永磁材料碟式 马达驱动的无机房电梯,已成为电梯发展史上的一 个里程碑.同样以新材料应用为突破口,奥的斯公 司采用曳引钢带,迅达公司采用高分子纤维绳来取 代传统的曳引钢丝绳,使得曳引轮直径得以大大减 小,另辟蹊径也给出了无机房电梯的解决方案. 再如,采用高强尼龙代替铸铁或钢生产的曳 引轮,导向轮,反绳轮等,寿命是钢质滑轮的3,5 倍,质量约为钢的1/8,其导热,绝缘,润滑,抗 冲击性能均优于钢质滑轮. 此外,推广LED在电梯照明,显示及装饰上的 应用.LED被称为绿色光源,具有节能,体积小, 寿命长,发热低的优点.LED为直流驱动,超低功 耗(单管0.03,005W),电光转换率接近100%. 相同照明效果比传统光源可节能80%,光照寿命提 高10倍,电费减少9成. 6灵活运用电梯技术标准,发挥行业主 管gBfq的引导作用 针对我国电梯行业起步晚,地区之间发展水平 参差不齐的现状,从构建节约型社会的总体目标出 发,对技术法规,标准中个别有争议的规定应深入 研究,在确保安全的情况下尽可能减少成本开支. 例如可否考虑:(1)个别要求较高的条款(如上行 超速保护,运动部件的防护,五方通话等)根据电 梯参数,功能及使用条件的不同而适当放宽.(2) 定期检验中,根据设备出厂日期或投入运行的日 期.对不同年代的IEl电梯适当放宽部分条款要求. (3)适当放权给各地方检验机构,以便于根据各地 自身的经济水平制定适合本地的检验实施细则. 电梯节省能源和资源也离不开行业主管部门的 配套措施,当前建立行业统一的电梯能效评定指标 和方法势在必行.据悉,由中国特种设备协会 等完成的电梯能源效率评价指标和检测方法已通过 专家组鉴定,这将大大推动我国电梯节能技术和节 能产品的推广应用,也为使用时间较长,能耗高的 『El电梯强制报废或改造提供了技术依据或标准依 据. 各级政府也可以对采用新型节能电梯的项目和 【El梯节能改造项目予以扶持和鼓励,同时在各级质 监官方网站开设电梯节能降耗专栏,宣贯相关政策 和标准,公示各种新型节能产品的能效指标,对节 能技术和方法进行研讨,提供法规和技术的咨询服 务等. 值得一提的是,电梯节省能源和资源工作必须 以”安全和质量”为前提,不能成为降低产品质量 和使用性能的借口.否则是本末倒置,后患无穷. 参考文献 [1]朱昌明,洪教育,张惠侨.电梯与自动扶梯一原理,结 构,安装,测试[H].上海:上海交通大学出版社,1995. [2]GB7588-2003,电梯制造与安装安全规范[S]. [3]GB10060—1993,电梯安装验收规范[S]. 中国电梯2O.g年6月第20卷第11期25