呼波张艳刘燕许智张.doc

电梯节能研究分析
呼波张艳刘燕许智张旸(陕西省特种设备质量安全监督检测中心陕西西安 710048)
摘要:由于社会经济的快速发展,电梯的保有量急剧增长,电梯的耗电量巨大。随着国家能源政策对耗能产品提出新的要求,属于建筑中高耗能特种设备的曳引电梯,其能耗的研究成为电梯能效评价、节能监管、电梯设计、选配电梯的基础。因此,电梯的能耗建模及节能研究具有一定理论价值和社会效益。
关键词:电梯;国家能源政策;能耗建模

随着世界经济的发展,尤其是中国和印度在世界经济和能源市场中的崛起,世界能源需求越趋紧张,2030 年的世界能源需求增幅将远超过 50%,仅中国和印度合计达 45%[1]。为应对潜在能源危机,各国政府相应推出能源政策,鼓励节能技术及节能产品开发,加强耗能产品监管。电梯作为建筑物中的主要耗能设备之一,其能耗情况已成为政府、企业、客户所关注的焦点之一。
随着社会经济的发展,建筑物能耗总量占整个社会耗电总量相当大的比重。据统计,中国建筑物能耗总量约占电力总产量的 29%,西方发达国家约占30%~40%[2]。根据建筑中运行的其它设备的能耗情况,电梯的能耗占整个建筑能耗的 5%~15%[3]
2007 年 10 月《中华人民共和国节约能源法》中规定: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。为此,企业及研究单位投入大量的人力物力,开发出一批具有市场价值的节能技术和产品。电梯永磁同步曳引机驱动技术、制动电能回馈技术、轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术、群控楼宇智能管理等技术的应用,取得了良好的节能效果,经济和社会效益显著。
电梯的能耗除了与电梯本身所采用的驱动方式、额定载重量、额定速度、配置参数、控制系统的调度策略等诸多因素有关,而且与所在建筑楼层的数量及使用电梯的客流分布密切相关。

目前评估电梯能耗的方法主要有:以Doolaard等为代表的测量法,以Schroeder等为代表的计算法,以Lutfi Al-Sharif, Richard Peters等为代表的模型法。英国皇家注册设备工程师协会(CIBSE)在其出版物《建筑运输系统》第 13 部分对以上方法作了总结和适当推广;国际标准化组织电梯、自动扶梯和自动人行道技术委员会(ISO/TC178)在Jin Jung-Yung的基础上给出了推荐的计算法。

本文的研究对象为曳引式电梯的能耗。曳引电梯采用曳引轮驱动,区别于卷筒、螺杆、液压缸、直线电机驱动的电梯。曳引电梯的驱动技术按拖动方式可分为:直流调速、交流双速、交流调压调速(ACVV)、交流变压变频调速(VVVF);按采用的曳引电机类型可分为:直流电机、交流异步电机、永磁同步电机;按是否能量回收又分为:无能量回馈型式、有能量回馈型式。随着驱动技术的发展,直流电梯、交流双速电梯趋于淘汰,VVVF 永磁同步电机驱动的曳引电梯成为发展的主流。
曳引电梯工作特性。由于对重装置的作用,随着电梯负载的大小和运行方向的不同,曳引机呈现四象限工作特性。当轿厢空载下行与满载上行时电机负荷最大,电机处于电动状态;当曳引轮两侧的重量几乎相等时(轿厢半载),电机负载最轻;当轿厢空载上行与满载下行时,电机则处于发电状态[4]。所以,根据曳引轮两侧受力情况及运行方向,分析