伴 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷深 入，目前我國電梯行業(yè)正經(jīng)歷著_個(gè)高速發(fā)展期。據(jù)中 國電梯協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止到2013年底，我國電梯保有量 已超過300萬臺(tái)。保守估計(jì)，如果按照每臺(tái)電梯每年工 作360天，每天耗能80kWh計(jì)算，全年耗電量約為864 億kWh。由此可見，電梯已經(jīng)成為耗能大戶，電梯節(jié)能 已經(jīng)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

《中華人民共和國節(jié)約能源法》規(guī)定：“對(duì)于高耗能 的特種設(shè)備，按照國務(wù)院的規(guī)定實(shí)行節(jié)能審查和監(jiān)管。” 國家質(zhì)檢總局質(zhì)檢特函〔2007〕29號(hào)文件也提出：要對(duì) 鍋爐、換熱壓力容器、電梯等高耗能特種設(shè)備實(shí)行能效 測(cè)試和節(jié)能監(jiān)管。于2014年1月1日施行的《中華人 民共和國特種設(shè)備安全法》中特別把“節(jié)能環(huán)保”作為 特種設(shè)備安全工作應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持的原則之一。由此看來，電 梯的節(jié)能審查和監(jiān)管勢(shì)在必行。近些年來，一些研究機(jī) 構(gòu)、企業(yè)以及監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)投入了大量技術(shù)和資金，進(jìn) 行電梯節(jié)能技術(shù)的開發(fā)、能效測(cè)試和評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化和推 廣工作。

在本文中，筆者針對(duì)以上幾方面的最新進(jìn)展進(jìn)行介 紹和分析。

1電梯節(jié)能技術(shù)

1 ■ 1電梯傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

傳動(dòng)部分如曳引機(jī)是電梯的核心部件，對(duì)于電梯的 能效影響巨大。傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿式曳引機(jī)的傳動(dòng)效率在 70%左右。 行星齒輪和斜齒輪式曳引機(jī)的傳動(dòng)效率可以電流，轉(zhuǎn)子 沒有基波鐵、銅損耗，定子的銅損也大大減少，能量效 率明顯提高|21

電梯調(diào)速的技術(shù)經(jīng)歷了直流驅(qū)動(dòng)、變極交流調(diào)速、 調(diào)壓交流調(diào)速和變壓變頻調(diào)速(WVF)。到目前為止， 除了部分在用的舊電梯仍然采用變壓調(diào)速外，幾乎 達(dá)到90%。而采用無齒輪傳動(dòng)的永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)開發(fā) 的最新曳引機(jī)，可以進(jìn)_步提高電梯的傳動(dòng)效率。沈章 文重點(diǎn)研究了電梯傳動(dòng)系統(tǒng)存在的問題與電梯節(jié)能的關(guān) 系。研究發(fā)現(xiàn)電梯曳引機(jī)的摩擦存在能量損耗大、機(jī)械 效率低等問題;提出了電梯傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)效率的優(yōu)化整合 思路是變頻調(diào)速、永磁同步電動(dòng)機(jī)、行星弧齒輪減速裝 置，1:1的電梯井道安裝傳動(dòng)系統(tǒng)等⑴。

與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)具有更高的效 率。這主要是由于其采用渦流啟動(dòng)和同步運(yùn)轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)子采 用永磁體，不存在滑差，不需要無功的勵(lì)磁所有技術(shù)相比，變壓變頻不僅快速、舒適、平層準(zhǔn)確、噪聲低、 安全，而且具有非常好的節(jié)能效果。首先，相比傳統(tǒng)調(diào) 速技術(shù)，變壓變頻電梯可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，迅速適應(yīng)負(fù) 載變化，始終保持電動(dòng)機(jī)的高效運(yùn)行。其次，由于變壓 變頻電梯采用軟啟動(dòng)功能，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖 擊，延長了電梯的壽命，節(jié)約了電能。第三，不同于傳 統(tǒng)技術(shù)的的負(fù)載特性，功率系數(shù)較高，無功損耗較少|(zhì)31。 1.2電梯能量回饋節(jié)能技術(shù)

電梯傳動(dòng)和拖動(dòng)部分的節(jié)能技術(shù)是目前電能節(jié)約的 主要方式，它是以提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率、減少無功損 耗等手段達(dá)到節(jié)能的目的。另外一種可觀的節(jié)能方式是 將電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生的機(jī)械能(如勢(shì)能和動(dòng)能)通過 回饋器轉(zhuǎn)化為電能并回饋給交流電網(wǎng)。能量回饋技術(shù)主 要通過在變頻器的直流母線兩端連接能量回饋裝置，采 用有源逆變技術(shù)將再生電流及時(shí)高效地逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同 頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)。該裝置將電能回送電網(wǎng) 后供周邊其他用電設(shè)備使用。節(jié)電效率至少為15%141。 采用該技術(shù)后可以排除電阻發(fā)熱造成的機(jī)房溫度過高， 空調(diào)用電量大的影響，進(jìn)_步提高整個(gè)電梯系統(tǒng)的節(jié)能 效果和環(huán)保收益。但是使用該技術(shù)的系統(tǒng)控制較為復(fù)雜， 電梯運(yùn)行過程中功率變化幅度大，對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊較 大，對(duì)下游用戶和電網(wǎng)安全產(chǎn)生一定的影響。針對(duì)這_ 問題，目前研究開發(fā)的超級(jí)電容儲(chǔ)能的電梯節(jié)能裝置可 以實(shí)現(xiàn)回饋電能的就地利用，同時(shí)該技術(shù)可以平衡功率 并減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，有效地避免了能量回饋過程中對(duì) 電網(wǎng)造成的負(fù)面影響|51。同時(shí)，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置可以 作為不間斷電源(UPS)使用，在電網(wǎng)突然斷電的情況下 為電梯提供電能使其就近平層。

1.3電梯節(jié)能控制系統(tǒng)

電梯控制系統(tǒng)主要對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)施操作和控制。 控制部分自身不產(chǎn)生節(jié)能效果，主要是通過優(yōu)化電梯的 控制來節(jié)能.或者是通過減少不必要的運(yùn)行時(shí)間和待機(jī) 損耗來達(dá)到節(jié)能的目的。電梯控制系統(tǒng)是一個(gè)具有多目 標(biāo)性、隨機(jī)性和非線性等特點(diǎn)的復(fù)雜的決策系統(tǒng)。目前 的主要控制技術(shù)有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及自適應(yīng) 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。對(duì)于多臺(tái)電梯的群控，主要從減少 乘客平均候梯時(shí)間、減少乘客平均乘梯時(shí)間、降低長候 梯率以及減少電梯群控系統(tǒng)運(yùn)行能耗等方面進(jìn)行優(yōu)化^ 對(duì)于以上目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)電梯的多目標(biāo)優(yōu) 化調(diào)度。傳統(tǒng)的調(diào)度算法對(duì)電梯的任意請(qǐng)求均立即作出反應(yīng)，以最快的速度將電梯運(yùn)行至呼梯層。因此電梯載 客率通常較低，電梯調(diào)度算法在效率和能耗之間缺乏優(yōu) 化設(shè)計(jì)。最新的群控制技術(shù)提出基于電梯等待時(shí)間的思 想和技術(shù)。其主要根據(jù)建筑客流特點(diǎn)，通過交通模式的 自動(dòng)識(shí)別以確定加不加入等待時(shí)間并進(jìn)行派梯，即在電 梯高峰交通模式下不加入等待時(shí)間，而在電梯非高峰交 通模式下加入等待時(shí)間，從而提高電梯的滿載率，減少 啟停次數(shù)和運(yùn)行里程。這樣做節(jié)能效果明顯，最高可以 達(dá)到 28%161。

1.4集成新型儲(chǔ)能技術(shù)的電梯節(jié)能技術(shù)

最近，有人提出了節(jié)能型電梯與智能電網(wǎng)相結(jié)合的 思想。他們認(rèn)為節(jié)能型電梯作為分布式儲(chǔ)能裝置的重要 組成部分之一，具有波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)，會(huì)對(duì)電網(wǎng) 的供電平直造成一定程度的沖擊。智能電網(wǎng)的一個(gè)主要 發(fā)展方向是微型電網(wǎng)，它是為充分發(fā)揮分布式電源的優(yōu) 勢(shì)、消除分布式電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊和負(fù)面影響而提出的 一種新的分布式電源組織方式和結(jié)果。因此，節(jié)能型電 梯并網(wǎng)產(chǎn)生的問題正是微型電網(wǎng)可以解決的問題，由此 可見節(jié)能型電梯和微型電網(wǎng)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能的一 個(gè)重要途徑。徐衛(wèi)玉和吳國良認(rèn)為二者的結(jié)合主要有以 下兩個(gè)方面：首先是根據(jù)微型電網(wǎng)的要求實(shí)時(shí)向能量管 理系統(tǒng)傳遞電梯信息，為能量管理系統(tǒng)的決策提供數(shù)據(jù) 支持，其次是根據(jù)微型電網(wǎng)的要求接收能量管理系統(tǒng)的 電網(wǎng)信息，并根據(jù)電網(wǎng)信息和自身運(yùn)行狀況作出相應(yīng)的 調(diào)整171。

1.5其他電梯節(jié)能技術(shù)

更新電梯轎廂照明系統(tǒng)也可以作為提高電梯能效的 —個(gè)手段，如使用LED發(fā)光二極管更新電梯轎廂常規(guī)使 用的白熾燈、日光燈等照明燈具，照明用電量可以節(jié)約 90%,燈具壽命是常規(guī)燈具的30 ~ 50倍。同時(shí)能實(shí)現(xiàn) 照明設(shè)備各種外形設(shè)計(jì)和光學(xué)效果，美觀大方。

2電梯能效測(cè)試和評(píng)價(jià)方法

為了給有效評(píng)價(jià)電梯的耗能情況提供依據(jù)，同時(shí)為 政府進(jìn)行電梯能耗審查和監(jiān)管提供技術(shù)支撐，建立有效 的電梯能效測(cè)試和評(píng)價(jià)方法是極其必要的和緊迫的。瑞 士和美國等發(fā)達(dá)國家在這方面的研究起步較早。瑞士能 效委員會(huì)于2005年發(fā)布了關(guān)于電梯能耗的研究報(bào)告， 同時(shí)瑞士政府也積極組織力量開展能耗調(diào)查研究。美國 能效經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的研究表明，采用包括軟件在內(nèi)的新技 術(shù)可以使電梯的能效提高30% ~ 40%。然而，我國這方面的研究較少，電梯相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定速度相對(duì)滯后。

目前，我國尚未出臺(tái)有關(guān)電梯能源利用效率的檢測(cè)方法 和評(píng)價(jià)指標(biāo)方面的國家標(biāo)準(zhǔn)。孫立新等報(bào)道了電梯能效 指數(shù)的定義、計(jì)算方法和測(cè)試儀器等，同時(shí)提出了在新 開展的特種設(shè)備節(jié)能審查和監(jiān)管工作中，使用能效指數(shù) 評(píng)價(jià)電梯產(chǎn)品能效利用效率的技術(shù)方案|8) 深圳特檢院 也提出了一套電梯能源使用效率評(píng)價(jià)方案，對(duì)于新裝電 梯，通過試驗(yàn)分析不同品牌電梯在滿足安全性的基礎(chǔ)上 可達(dá)到的節(jié)能效果，從而對(duì)電梯產(chǎn)品制定統(tǒng)_的標(biāo)準(zhǔn)。 柯宇輝等對(duì)不同結(jié)構(gòu)型式電梯的能效指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試， 根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，提出了綜合評(píng)價(jià)電梯能耗水 平的技術(shù)指標(biāo)，即工作能效和待機(jī)效率以及4項(xiàng)節(jié)能措 施。這4項(xiàng)節(jié)能措施分別是采用同步無齒輪傳動(dòng)、調(diào)頻 調(diào)壓調(diào)速電力拖動(dòng)、能量回饋技術(shù)和電梯待機(jī)功率|91。 王士琴等分析了電梯配置參數(shù)和使用情況對(duì)能耗的影 響，提出了 “標(biāo)準(zhǔn)電梯”模型的概念?；诖颂岢隽艘?電梯綜合能效系數(shù)和電梯待機(jī)功率作為能效評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn) 行評(píng)價(jià)，并建立了電梯綜合能效系數(shù)的模型

3電梯節(jié)能技術(shù)的推廣

隨著電梯業(yè)的迅速發(fā)展，各種電梯節(jié)能技術(shù)不斷涌 現(xiàn)，我國的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。但是，我 國節(jié)能電梯的普及率還很低。李少綱和葛超明認(rèn)為，造 成這種情況的主要原因是國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有電梯節(jié)能方面 的強(qiáng)制性規(guī)定，也沒有權(quán)威的電梯節(jié)能國家標(biāo)準(zhǔn)。用戶 在采購電梯時(shí)，主要考慮電梯的安全和價(jià)格因素，不愿 意選擇價(jià)格較高的節(jié)能產(chǎn)品11U。他們認(rèn)為，電梯節(jié)能技 術(shù)的推廣和應(yīng)用，需要政策導(dǎo)向和法律法規(guī)的支持。他 們建議：首先，盡快出臺(tái)電梯能效國家標(biāo)準(zhǔn)，第二，盡 快把電梯納入政府采購節(jié)能清單，第三，制定電梯節(jié)能 審査和監(jiān)管制度。對(duì)于電梯節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用需要主要 考慮三方面問題：電梯設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中的節(jié)能措施， 在用電梯的節(jié)能技術(shù)改造和在用自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道 的節(jié)能技術(shù)改造。另外，謝毅認(rèn)為需要采用標(biāo)準(zhǔn)化手段 推廣電梯節(jié)能技術(shù)。他認(rèn)為需出臺(tái)統(tǒng)一的電梯能效測(cè)量 方法和電梯能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，作為評(píng)價(jià)電梯使用過程中總 體耗電水平的統(tǒng)一尺度，可以客觀、公正、真實(shí)地衡量 各種規(guī)格、型號(hào)的電梯在能源利用效率方面的性能指標(biāo) 【ia。有了以上方法和標(biāo)準(zhǔn)，政府對(duì)于電梯能效實(shí)行監(jiān)管 可以做到有據(jù)可依，從而可以建立起電梯能效等級(jí)標(biāo)識(shí) 制度，為政府淘汰落后技術(shù)、推廣節(jié)能技術(shù)提供統(tǒng)一的 尺度，由此加快電梯節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用推廣。

4結(jié)論及展望

采用先進(jìn)的電梯節(jié)能技術(shù)，可以使電梯以及建筑的 能耗明顯降低，對(duì)于節(jié)能減排方面具有積極的經(jīng)濟(jì)意義， 同時(shí)對(duì)于居民低碳生活方面具有積極的環(huán)保貢獻(xiàn)和社會(huì) 意義。電梯傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)、電梯能量回饋 節(jié)能技術(shù)、電梯控制系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)以及與新型儲(chǔ)能系 統(tǒng)的集成技術(shù)都是有效降低電梯能耗的技術(shù)。但是，各 項(xiàng)技術(shù)自身開發(fā)以及應(yīng)用成熟程度不同，在電梯節(jié)能領(lǐng) 域的應(yīng)用和推廣要逐步進(jìn)行，這既需要企業(yè)進(jìn)行更深入 的研發(fā)和推廣，同時(shí)也需要政府有序的指導(dǎo)和監(jiān)管。另 外，電梯的能效測(cè)試方法以及評(píng)價(jià)方法、手段也是電梯 節(jié)能領(lǐng)域急需解決的問題，這一標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)可以為電梯 節(jié)能方面的評(píng)價(jià)提供可靠的依據(jù)。展望未來，伴隨著我 國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電梯節(jié)能技術(shù)必將得以普遍推 廣，人們低碳環(huán)保的生活環(huán)境也會(huì)因此受益。