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節能減排將是電梯未來發展趨勢
2017-8-15    來源:    作者:佚名
《住宅建筑規范》規定:“七層及七層以上的或住戶入口層樓面距室外地面的高度超過16米以上的住宅,必須設置電梯”,且北京市既有建筑加裝電梯的相關指導意見正在制定中。無疑電梯在建筑中的地位日益突出。由于每部電梯的井道和候梯廳(前室)需在每層占據9~11平方米的建筑面積,住宅樓每戶須多分攤4~6平方米的建筑面積,致使電梯成為住宅樓內投入單項資金最多、最貴重的公用設備和組成房價的重要因素。此外,它還是物業耗電及維護量最多的設備,其電耗和使用費額約占物業總電耗的60%~80%、總成本的25%~35%。
 目前,我國市場上的電梯尚無統一標準,尤其是國產電梯除自制轎廂外,其它大多是由購入部件組裝而成,缺少關鍵技術與精心設計,產品大都比較保守,節能減排潛力巨大。
 永磁無齒型電梯節能優勢顯著
 由于永磁無齒型電梯采用永磁同步電動機,其轉子上無電路及其電力損耗,致使電機的損耗減少了35%~40%,效率提高了4~10個百分點,電機的效率可高達94%%~96%%;而傳統電梯的異步電動機效率僅有85%%~89%%。同時因為同步電機的電感極大地降低,致功率因數可高達0.97,減少了電力的無功損耗;而異步電機的功率因數僅為0.88~0.90。而且由于永磁同步電機用調制的低頻率供電,使電機可直接拖動電梯運行,實現無傳動損耗,機械傳動效率達到100%%;而傳統的蝸輪蝸桿減速機傳動效率僅約60%~80%。由于以上3項指標的提高,致使永磁無齒型電梯的總效率可高達0.75~0.80;而傳統的電梯總效率僅為0.50~0.55;從而使永磁無齒型電梯比傳統型電梯具有約50%%的顯著節能優勢。
 此外,同步電機與異步電機相比具有諸多節能優勢。如:滿載起動電流約少一半,節約啟動能耗30%%多,也降低了昂貴的電氣配套成本;因電機的容量小了故也省電;實現電機無電刷與無潤滑油(也是能源)運行,從而減少電氣故障、無機械漏油損失和污染,維修方便簡單節省;曳引機組的體積比傳統電梯約減少2/3,從而可將電梯機房設在井道之內無需機房,或機房與井道同一面積,減少了機房的占地及其建設費用。
 電梯節能減排勢在必行
 雖然我國新建筑已大都采用了節能型電梯,但其在在用電梯中的比例還不足10%。我國雖已制定了《住宅電梯的配置與選擇》規定,也將電梯納入高耗能設備,并以《高耗能特種設備節能監督管理辦法》實施監管。但因目前國產電梯的能效標準缺失導致監管不力;有關電梯的設置也不規范,電梯的節能尚未納入建筑節能議程;設計建設時多由開發商選定電梯,且大都以臺數少的大梯代替多臺的小梯,造成“大馬拉小車”現象普遍存在。據調查:1梯2~3戶的住宅電梯額定載重量在650~1100kg,其使用中平均每次乘梯不足2人,載重量不到150kg,負荷率充其量只有23%%,浪費實在驚人。鑒于電梯在建筑中的地位已十分突出,故應關注電梯的建筑節能。
 電梯節能載重量和速度應適當
 因電梯安裝使用后變動困難,故應在規劃設計時選用合適的載重量,切忌僅為可靠而選大,但當僅設一臺電梯兼作消防電梯時,載重量應≥800kg。
 速度快的電梯,其電機的功率和電耗大,轎廂進出層站的減速制動和加速的能耗損失也大。故樓層少應選用低速電梯。此外,為降低電梯在井道中升降時“活塞效應”的能耗,減小轎廂上下兩端的氣壓差,當電梯速度加快時其井道尺寸也須加大,從而增加了建筑費用和分攤的建筑面積。當僅設一臺電梯并兼作消防電梯時,應使電梯由首層至頂層的時間≤60秒。調低載重量是簡易有效的節電方法
 當電梯的實際載重量等于其額定載重量的平衡點時,理論上電機的曳引力應為零;當電梯輕載上行時,因對重側的重量大于轎廂側的重量,電機可不耗電;當電梯輕載下行時則為提升對重而需耗電,且載越輕耗電越多。如果電梯經常處于輕載狀態運行,或電梯的載重量選配得過大,那么顯然已浪費了電能。
 如果確認電梯的實際載重量為輕載,可試按其平衡系數將對重的重量調小,就可使電梯輕載下降時的耗電減少。同時,調小電梯轎廂稱重裝置的重量和轎廂的超載報警值,以及改小電梯銘牌上的載重量,因為載重量改小后電梯將更安全。而且電梯的總效率越高節電量越大;選用無齒型電梯比有齒型的電梯節電可達48%%;選用的電梯載重量大于實際使用的載重量越多,其節電潛力或節電量越大;電梯的實際載重量或負載率,越接近其平衡點的載重量時節電越多,節電的比例也越大。
 電梯節能的環境效益不可小視
 因我國以燃煤發電為主,故節電即環保減排。以1臺無齒型電梯,將載重量由1000kg改為800kg后,1年節電1311kW·h為例,取火力發電供電耗煤0.37kg標準煤/(kW·h);燃料煤與標準煤的等熱值重量比1.4:1.0;燃料煤的含碳量、含硫量和灰份,分別按53%、1%和20%;碳、硫和氧的原子量分別為12、32和16;按燃燒的化學反應式計算,則1年的環保減排量為:溫室氣體二氧化碳1320kg、導致酸雨的氣體二氧化硫14kg和爐灰136kg。電梯的節能物業大有可為
 鑒于電梯的節能減排和效益潛力巨大,尤其是在用的電梯中,90%以上為非節能型電梯,故應克服“電梯安裝使用后,物業無法改變”的舊觀念,樹立“電梯的節能物業大有作為”的新觀念,將電梯的節能管理和改造納入物業工作計劃,實行用電的技術經濟分析。如:將轎廂導向系統的導靴改為導輪,既減輕機件磨損又節電;導軌的垂直度與接頭的精度提高,電梯運行既平穩又省電;轎廂的照明和風扇加設無人自停裝置、電梯指示燈加設無人自暗裝置、轎廂照明改用LED發光二極管等,均有節電效果;調低輕載電梯載重量;將舊電梯更換成無齒型的電梯;改用1:1纏繞比的曳引鋼絲繩系統等,均可顯著降低電耗。電梯的大修周期將至,必是節能改造的有利契機。同時,電梯的IC卡使用制度也可能是個節能方向。
 電梯節電的前瞻可喜
 從“磁動生電”原理可知,電梯在減速、輕載上行和重載下行時,電動機均處于發電狀態,如將所發的電反饋回電網使用必可節能。國內雖已研發了能源再生變頻器,平均可節電25%以上,但因反饋的電力不均衡,不能被同一建筑內的其它用電設施同時用盡,又不能沖減電表上的耗電數字(量),故目前尚難被市場所接受。
 同時,將導向系統的摩擦副改為磁懸浮型式,則電梯轎廂除了空氣阻力之外,而無導向系統的機械摩擦力,故磁懸浮型導向裝置將是改進方向之一。 
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