9．3电梯的节能运行管理

9．3　电梯的节能运行管理

电梯作为现代建筑不可缺少的频繁使用的垂直交通工具，其能耗在建筑中所占比例较大。在对宾馆、写字楼等的用电情况调查统计中，电梯用电量占总用电量的17%～25%，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量。因此，在保证电梯性能和乘客舒适度的前提下，加强节能运行管理，降低电梯能耗，对于建筑节能具有重要的现实意义。电机技术、功率电子技术、微型计算机技术及变频调速技术的发展，为电梯的节能控制提供了条件。

9．3．1　直梯

1）改进机械传动和电力拖动系统

根据在用电梯的实际情况，如果能满足曳引条件及安装工艺尺寸的条件下，可改进电梯的机械传动系统。例如将传统的涡轮涡杆减速器改为行星齿轮减速器或采用无齿轮传动，机械效率可提高15%～25%；将电力拖动系统由交流双速拖动系统及交流调压调速系统改为变频调压调速拖动系统，电能损耗可减少20%以上。

2）采用再生电能回馈技术

电梯作为垂直交通运输设备，其向上运送与向下运送的工作量大致相等，驱动电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电状态下，当电梯轻载上行及重载下行以及电梯平层前逐步减速时，驱动电动机工作在发电制动状态下，此时是将机械能转化为电能，如图9．2所示。过去这部分电能要么消耗在电动机的绕组中，要么消耗在外加的能耗电阻上；前者会引起驱动电动机严重发热，后者需要外接大功率制动电阻，不仅浪费了大量的电能，还会产生大量的热量，导致机房升温。利用变频器交-直-交的工作原理，将机械能产生的交流电（再生电能）转化为直流电，并利用电能回馈器将直流电电能回馈至交流电网，供附近其他用电设备使用，使电力拖动系统在单位时间内消耗电网电能下降，既达到节电目的，又无耗电发热大功率电阻，大大改善了系统的运行环境。目前对于将制动发电状态输出的电能回馈至电网的控制技术已经比较成熟，对普通电梯加装电能回馈装置，节能效果明显，可节电30%～70%。

图9．2　较重的一侧向下运行的时候曳引机发电

目前此种技术已经被广泛应用于中低速的各类电梯产品中，节能效果明显。

3）电梯轿厢照明系统的节能

相关资料介绍，使用LED发光二极管更新电梯轿厢常规使用的白炽灯等照明灯具，可节约照明用量90%左右，灯具寿命是常规灯具的30～50倍。LED灯具功率一般仅为几瓦，发热量小，而且能实现各种外形设计和光学效果。

4）采用先进电梯群控优化技术

采用目前已成熟的各种先进控制技术，如电梯轿厢无人自动关灯技术（全透明玻璃井道的观光电梯，可以设定为白天时自动关闭照明），驱动器休眠技术，更加完善的智能型电梯群控调度系统（精确调控减少等候时间、电梯就近停靠、控制减少电梯的运行次数及台数），从而大大提高运输效率等，均可达到很好的节能效果。

9．3．2　自动扶梯

当前大部分的自动扶梯，都是采用直接启动（也有采用降压启动的），一般都不配感应控制和变频调速技术，从其启动运转至关闭为止。不管乘客数量多少，扶梯都在长时间常速运转，不仅电力消耗较大，而且扶梯的机械磨损也非常大，其使用寿命也要大大缩短。因此，自动扶梯节能潜力巨大，其节能运行管理大致分为如下方法：

1）自动控制运行方式

在扶梯上下口处安装光电传感器，一旦传感器检测到有乘客进入扶梯，扶梯即开始启动运行，如乘客继续进入扶梯，扶梯将一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内，没再检测到有乘客进入扶梯或扶梯出口侧传感器检测到最后一个乘客离开扶梯后，在预先设定的时间内，也没有检测到有乘客进入扶梯，则扶梯将自动停梯。待有乘客进入扶梯时，扶梯再投入运行。

2）Y-D运行方式

利用扶梯Y-D启动装置，在扶梯投入运行后，当扶梯处于空载或轻载时，控制系统将驱动电机从D型运行自动切换到Y型运行来节约能耗。当扶梯负载增加后，扶梯再自动转成D型运行。

3）变频运行方式

在扶梯上增设变频装置，根据客流情况自动调节扶梯的运行速度。当扶梯没有乘客时，扶梯低速运行；当扶梯光电开关检测到有乘客时，即开始加速，并达到额定运行速度运行；当系统在一定时间内未检测到乘客时，系统开始减速，并停留在低速运行状态，直到再次有乘客需求为止。这样，可以大大减少扶梯空载和轻载时电能消耗，有效地减少电能消耗和机械磨损。

4）优先采用再生电能回馈技术

在使用传统的非能源再生变频器时，当扶梯下行使电机处于制动状态（电动机发电），产生的能量将以热量的形式通过一套电阻耗散，这样不仅效率低，而且会在楼宇内部产生额外的废热。使用能源再生变频器后，当扶梯下行且超过一定的负载时，驱动主机处于发电状态，可将势能转化成电能，将该部分电能重新返回给建筑电网以供其他用电设备使用，使实际能耗大幅降低。经模拟计算，采用该技术最高可节省75%能量。