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浅谈如何推动电梯节能技术发展

时间:2011-7-10 23:02:17 点击:666

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  1 我国电梯现状及节能减排意义

  1.1 电梯节能减排的意义

  节能减排是实践科学发展,发展循环经济,建设节约型和环境友好型社会,实现我国国民经济健康、稳定、可持续发展的重要国策。据了解,作为资源能耗的主要组成部分,建筑能耗已经达到我国能源总消耗的1/3 左右。而在大型公用建筑中,电梯则是一个不折不扣的“耗能大户”。随着近几年全国楼市的火暴,电梯市场需求量也不断扩大。如何采用节能技术,降低电梯能耗,已成为市场关注的热点。另据《中国经济周刊》报道,未来10 年我国新装电梯如果全部采用能源再生电梯,除节电外,还将减少二氧化碳排放约5 100 万吨、二氧化硫排放约13.2 万吨、尘埃排放5 940 t,节省950 亿升水,减少0.7 t 铅堆积。因此,搞好电梯节能减排,发展绿色节能电梯不仅是实现可持续发展的需要,也是节约社会能源、保护周边环境的需要。

  1.2 节能环保电梯将引领未来电梯业发展

  随着现代化城市的高速发展和科学技术的不断进步,电梯作为城市立体交通工具,也在不断推陈出新。如人们最初使用的是交流单速电梯,后来出现了交流双速电梯,尤其是20 世纪90 年代末期,电梯逐渐由调压、调速转向采用变频技术,大大提高了电梯拖动系统的运行效率。大家深有体会,采用变频技术的空调器,节电效果十分明显,比普通空调平均节电30%以上,提高了能源的利用率。而电梯采用变频技术后,节电效果同样明显。变频电梯经历了较长时间的稳定期之后,电梯技术又有一次较大的突破,永磁同步无齿轮技术逐步在中低速电梯中得到应用,不仅使电梯性能日趋完善,而且也创造出了更高的社会经济效益。从电梯发展趋势来看,节能电梯将占据未来电梯市场的主导地位,如西子奥的斯生产的OH5000“无齿轮节能电梯”,上海三菱电梯有限公司生产的LEHY- Ⅱ电梯,受到业界广泛关注。

  2 电梯能耗情况分析对比

  随着现代化生产规模不断扩大和人们生活水平逐步提高,能源供需矛盾日益突出,特别是节电呼声日益高涨。在住宅和一般公共建筑内,空调和电梯已成为最大的两只“电老虎”,如何降低电梯的有效能耗和控制无效能耗,值得深入研究和探讨。

  2.1 电梯能耗非常惊人

  电梯耗能主要体现在待机和运行两种工况。电梯在轻载上行和重载下行时都处于发电状态,而普通电梯却将这部分电能转换为热能,白白浪费掉了,属于无效能耗。据测算,在冬夏两季建筑中,空调的能耗一般占到整个建筑能耗的50%,而电梯用电量则占总用电量的17%~25%以上,仅次于空调用电量,高于照明、供水等的用电量。据有关数据统计,每年每台电梯平均运行次数大概在20 万~30 万次,约有10万次左右处于发电状态。一部变频电梯处于发电状态运行,每次发出来的电能约为0.2 kwh 左右。如果楼层不高,按每次发电0.1 kwh 来计算,每年每台电梯发电1 万千瓦时左右;一部普通电梯,每天约用电量为50 kwh~150 kwh,按照每台电梯平均每天用电量约为80 kwh 计算,假如全国在用电梯数约为100 万台,那么每天耗电约为8 000 万千瓦时,每年消耗电量约为290 亿千瓦时。从以上情况分析,电梯节能形势非常严峻,可以说到了刻不容缓的地步。

  2.2 电梯节能效益可观

  有人算过一笔账:一幢普通商务办公楼,6 部20 层电梯,如每台全年耗电26 000 kwh,而采用能源再生电梯,每台全年耗电只需7 700 kwh,以每度电价1 元计算,则至少节省电费10 万多元。假设今后我国每年采用5 000 部能源再生电梯,预计1 年节约电费3 500 万元。按照1 度电消耗370 g 标准煤计算,1 年节省标准煤1.85 万吨。如果将电能回馈装置PROSPECT 在每部电梯中推广应用,按照100 万台电梯计算,平均回馈节能率30%计算,每年可为国家节约电量约114 亿千瓦时,相当于小浪底工程27 个月的发电量,相当于大亚湾核电站10 个月的发电量,相当于刘家峡水电站27 个月的发电量。

  2.3 电梯节能空间巨大

  据国家质检总局特种设备安全监察局有关负责人介绍,目前我国在用电梯约77 万余台,仅2006 年耗电量约200 亿千瓦时。据有关专家分析,我国15 年前安装的电梯有相当一部分是高能耗的老电梯,耗电是现在节能电梯的3 倍~4 倍。近年来,我国每年新增电梯均在15%以上。如果每年新增电梯13 万部,其中80%采用节能电梯,按照每天使用16 h 计算,全年可节电32 亿千瓦时。如果到2015 年全国电梯仍全部采用非节能产品,将会多耗电800 亿千瓦时,这相当于三峡水电站1 年的发电量,因此电梯具有较大的节能空间。

  3 电梯节能的主要措施和途径

  要取得良好的电梯节能效果,可以说是任重道远,除在日常管理上下功夫外(如根据非上下班高峰分时段待机在电梯上安装自动感应器等),最重要的是生产企业的技术研发和制造环节。有关统计数据表明,电梯驱动主机拖动负载消耗电能占电梯总耗电量的70%以上。因此,电梯节能的实际操作重点就在于驱动与曳引系统、电梯调速方式的更新与改善。

  3.1 采取永磁同步技术

  近年来,随着永磁材料和永磁电机制造和控制技术的开发和应用,永磁同步无齿轮曳引机驱动的电梯产品已经成为电梯技术发展的趋势。永磁同步无齿轮技术是电机在低转速时提供大扭矩,以此带来较大能量的节约。经测算,永磁同步无齿轮曳引机驱动的电梯与目前大量在用的蜗轮蜗杆曳引机驱动的电梯产品相比,不仅取消了减速器,效率提高30%,而且有多项不可比拟的优势,如机房空间减小甚至无需通常的机房、节能环保、噪音低、振动小、原材料使用减少等等。按电梯使用寿命来看,今后将有一大批电梯需要更新,特别是在未来5 年,永磁同步技术仍将在世界电梯驱动控制技术中占据主导地位。

  3.2 采取能量回馈技术

  能量回馈技术是将电梯轻载上行、重载下行时的势能转换为电能,返回电网,再转供同一建筑中其他用电设备使用,让“电老虎”变为“发电机”,从而达到能源再生目的。能量回馈装置和节能环保电梯是电梯行业近年来推出的新产品。如果这些新的技术和产品能得到广泛应用,将可取得好的节能效果。(1)安装电能回馈装置,可大大降低电梯能耗。如PROSPECT(电能回馈装置)不仅电压适用等级广泛,最主要的特点是具有电压自适应控制回馈功能,能够自动检测变频器和供电网的电压及频率,并将直流电路中存储的电能逆变成与电网电压同频同相的交流电,而且不会污染电网,能量转化率超过了97%,节电率可达15%~45%,楼层越高,功率越大,使用越频繁,节能的效果越好,非常适合高层、高速电梯使用。(2)推广应用节能环保电梯,实现能源再生。近几年,越来越多的电梯企业把注意力集中在对绿色节能电梯的开发和推广上。能源再生电梯融入了电能回馈技术,耗电只有普通电梯的1/3,运行费用也只是普通电梯的1/3,如西子奥的斯于2006 年11 月推出的Regen(锐进)能源再生电梯就采用了能量回馈性调速技术。

  3.3 采取综合监管措施

  电梯要达到最好节能效果,需要各方面的共同努力,特别是需要特种设备安全监察机构的统一监督指导,推行和采取一系列电梯节能监管措施:(1)审核新建楼宇电梯配置方案,使电梯数量和主机电动机功率与使用率相匹配,杜绝“大马拉小车”现象;(2)推动并联、目标选层等群控技术的广泛应用,减少电梯的无效能耗;(3)在型式试验中,控制电梯能耗指标,推广节能零部件与技术的应用;(4)设定在用电梯最低能耗指标和电梯能耗淘汰指标。如果这些措施能够实施,可以在电梯运行现有能耗水平基础上实现30%~40%的节能效果。

  

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