我國是電能消耗大國，電梯與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，其耗電量不可小視。本文從我國的實(shí)際出發(fā)，淺析了電梯節(jié)能的背景和發(fā)展趨勢，闡述了電梯節(jié)能的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。
一．引言
隨著工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和人們生活水平不斷提高，住宅和一般公共建筑內(nèi),空調(diào)和電梯成為最大的兩只“電老虎”。電能供需矛盾日益突出，節(jié)約電量的呼聲日益高漲。《中華人民共和國節(jié)約能源法》已由第十屆全國人大常委會第三十次會議于2007年10月28日修訂通過，自2008年4月1日起施行。修訂后的《節(jié)約能源法》第十六條明確規(guī)定：“對高耗能的特種設(shè)備，按照國務(wù)院的規(guī)定實(shí)行節(jié)能審查和監(jiān)管。”近日，國家質(zhì)檢總局已將節(jié)能監(jiān)管的有關(guān)內(nèi)容融入修訂中的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》。
二．國內(nèi)現(xiàn)狀
我國到2008年底全國電梯保有量達(dá)到110萬臺，成為世界電梯超級大國。
目前國內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯均采用電阻耗能制動(dòng),電梯電能回饋裝置將電梯運(yùn)行過程中由勢能轉(zhuǎn)化并儲存在變頻器電容中被電阻消耗掉的電能，直接轉(zhuǎn)化為三相交流380V電能送回到局部電網(wǎng)。另外，由于電梯運(yùn)行中通過電阻產(chǎn)生的熱量非常高，電阻局部溫度都在100度以上，為了使機(jī)房溫度降低到常溫狀態(tài)，讓電梯免于因高溫而產(chǎn)生故障，用戶需要安裝大排風(fēng)量的空調(diào)或風(fēng)機(jī)；在電梯功率較大的機(jī)房，往往需要空調(diào)、風(fēng)機(jī)同時(shí)使用，或是多臺空調(diào)、多臺風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。在有些地方降溫設(shè)備的耗電量往往比電梯的用電量還要高，用戶明知能耗嚴(yán)重，卻毫無辦法。
一般情況下，電梯主要用能是由電網(wǎng)經(jīng)整流器、濾波器、逆變器等傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)（即電梯非平衡上下運(yùn)行或減速到站時(shí)），能量將在濾波電容上累積，產(chǎn)生泵升電壓，如果泵升電壓過高，就會威脅電梯控制系統(tǒng)的安全。目前國內(nèi)使用的電梯在控制泵升電壓方面采用最簡單的方法是：泵升電壓產(chǎn)生后，在直流母線之間接通一個(gè)能耗電阻，將能量釋放。
這種方法雖然實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行，方法比較簡單，但有如下嚴(yán)重缺點(diǎn)：
1.浪費(fèi)能量，降低了系統(tǒng)的效率。
2.電阻發(fā)熱嚴(yán)重，影響系統(tǒng)的其他部分正常工作。
3.簡單的能耗制動(dòng)有時(shí)不能及時(shí)抑制快速制動(dòng)產(chǎn)生的泵升電壓，限制了制動(dòng)性能的提高(制動(dòng)力矩大，調(diào)速范圍寬，動(dòng)態(tài)性能好)。
上述缺點(diǎn)決定了能耗制動(dòng)方式只能用于幾十kW以下的中小容量系統(tǒng)。
隨著中國電梯數(shù)量的不斷激增，一部普通的電梯每天約用電50-150度。按照每臺電梯每天用電量80度/天計(jì)算。按照保守?cái)?shù)量全國電梯100萬臺計(jì)算，每天消耗電能約為7300萬度，每年的消耗的電能近300億度，全國每年電梯消耗的電能相當(dāng)于大亞灣核電站近一年的發(fā)電量，可見電梯消耗電能巨大。
三．電梯節(jié)能的突破口
實(shí)際上，電梯的節(jié)電大有潛力可挖。眾所周知，垂直升降電梯其電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即具備了機(jī)械動(dòng)能，而上、下運(yùn)動(dòng)的負(fù)載又具備了勢能。當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其機(jī)械動(dòng)能將釋放出來，當(dāng)位能性負(fù)載下降運(yùn)動(dòng)時(shí)（位能減少），其機(jī)械位能也將釋放出來，如果能有效的將這兩部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并回饋再生利用，就可達(dá)到節(jié)約電能的目的。
電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類：
1.提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，電梯曳引機(jī)采用變頻器調(diào)速取代異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速是以提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施。2001年,西子奧的斯憑借母公司--世界第一電梯品牌奧的斯公司世界領(lǐng)先電梯技術(shù)的支持,于當(dāng)年推出西子OH5000“無齒輪節(jié)能電梯”,受到業(yè)界廣泛關(guān)注。
2.將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能（勢能和動(dòng)能）通過能量回饋器變換成電能（再生電能）并回送給交流電網(wǎng)，供附近其它用電設(shè)備使用，使電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間消耗電網(wǎng)電能下降，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。
目前國內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯均采用電阻消耗電容中儲存的電能的方法來防止電容過電壓，但是電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率，電阻產(chǎn)生的大量熱量還影響了電梯控制柜周邊的環(huán)境。能量回饋器的作用就是能有效的將電容中儲存的電能回送給交流電網(wǎng)供周邊其它用電設(shè)備使用，節(jié)電效果十分明顯，一般節(jié)電率可達(dá)21%-46%。此外，由于無電阻發(fā)熱元件，機(jī)房溫度下降，可以節(jié)省機(jī)房空調(diào)的耗電量，在許多場合，節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來更大的節(jié)電效果。
應(yīng)用電梯電能回饋裝置，等于把一部分降溫設(shè)備投資轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)一次投資，長期受益，在回饋電能的同時(shí)，間接消除了降溫設(shè)備電能消耗，保證了電梯在常溫環(huán)境下正常工作，改善了城市熱島效應(yīng)，達(dá)到節(jié)能減排的雙重目標(biāo)。
新型能量回饋器與目前國內(nèi)外其它能量回饋器相比的一個(gè)最主要的特點(diǎn)是具有電壓自適應(yīng)控制回饋功能。即無論電網(wǎng)電壓如何波動(dòng)，只有當(dāng)電梯機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能送入直流回路電容中時(shí)，新型能量回饋器才及時(shí)將電容中的儲能回送電網(wǎng)，有效解決了原有能量回饋的缺陷。此外，新型能量回饋器具有十分完善的保護(hù)功能和擴(kuò)展功能，既可以用于現(xiàn)有電梯的改造，也適用于新電梯控制柜的配套。新電梯控制柜采用新型能量回饋器供電，不僅可以大大節(jié)約電能，還可以有效改善輸入電流的質(zhì)量，達(dá)到更高的電位兼容標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有很多用戶通過電梯節(jié)能技術(shù)的使用，為企業(yè)降低了成本消耗，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過電梯節(jié)能技術(shù)的采用，不僅緩解國內(nèi)日益增長的電力緊張局勢，隨著每年的電梯數(shù)量、用電價(jià)格逐年增長，通過節(jié)能緩解用電緊張對社會將是巨大貢獻(xiàn)！
