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浅谈电梯节能降耗技术

日期: 2018-07-05
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  随着房地产行业的飞速成长,也带动了电梯业的发展。如今,电梯已经成为高层建筑必需的配置,除了对基础功能的需求外,人们追求更多的是电梯的安全性与舒适感,然而很少有人去关心电梯的能耗问题,这使得电梯成为高层建筑中仅次于空调的第二大能耗设备。


  研究电梯的发展历史我们可以发现,电梯控制系统从最初的直流控制到当今的永磁同步无齿轮控制,电梯技术的每一步发展都伴随着电梯能耗的降低,从这个角度来说,节能是电梯发展的必然方向。虽然如此,当前电梯所采用的制动方式大多数仍为能耗制动,这样电梯所产生的再生能量通过制动电阻发热消耗掉,造成大量能源流失,增加了机房的温度,这不仅导致能量的二次浪费,而且还影响电梯的正常运行。因此,如何降低电梯的能耗,如何将电梯运行中产生的能量进行回收利用,已成为社会急需关心和了解的焦点。


  《中华人民共和国特种设备安全法》第七条规定:特种设备生产、经营使用单位应当遵守本法和其他有关法律、法规,建立、健全特种设备安全和节能责任制度,加强特种设备安全和节能管理,确保特种设备生产、经营、使用安全,符合节能要求。电梯作为八大类特种设备之一,其生产、经营、使用安全,必须要符合节能要求。因此,为了确保真正实现电梯的节能降耗目的,必须要从机械和电气控制两个方面进行节能。


  电梯机械节能中曳引式电梯的曳引机,通过曳引钢丝绳一头连接轿厢,一头连接对重装置,带动轿厢和对重上下运行。电梯的曳引机有有齿轮和无齿轮之分。

浅谈电梯节能降耗技术

  有齿轮曳引机通常通过减速箱来带动曳引轮运行,减速箱一般采用蜗轮蜗杆传动,减速比一般为35:2。无齿轮曳引机中间没有减速箱,以交流永磁同步电动机为动力,绕绳比通常是2:1或是1:1。


  从电梯节能的角度分析,无齿轮曳引机要优于有齿轮曳引机,但是如果必须要采用有齿轮曳引机作为动力源时,要采用高效率的有齿轮曳引机。有齿轮曳引机按其主传动机构类型主要分为蜗轮蜗杆、斜齿轮式、行星齿轮式3种,蜗轮蜗杆传动其传动效率非常低,只有70%左右;行星齿轮式传动和斜齿轮式传动其传动效率较高,能达到90%以上,但因其要求齿轮加工精度高,成本高,所以其应用范围不广。


  此外,有齿轮传动可以采用永磁同步电动机,这比交流异步电动机效率至少要高10%,这是针对有齿轮曳引机的节能改造。


  永磁同步曳引机与有齿轮曳引机相比,有着无可比拟的优势。永磁同步曳引机无需从电网吸取无功电流,因此其功率因数相对比较高;永磁同步曳引机无需励磁绕组没有励磁损耗,因面发热少,效率高,可以提高20%40%。永磁同步曳引机采用转子磁场定向矢量控制,具有与直流电动机一样优良的速度、转矩控制特性,起、制动电流明显低于感应电动机,所需电动机功率和变频器容量都有所减小。


  电梯控制系统节能的方法有很多,一是变频调速节能,二是利用回馈装置节能。


  1.我国所使用的电网的频率为50HZ,所谓的变频调速节能,通常是指在50HZ以下的调速,也即通常所说的基频以下调速。


  在基频以下的调速,也就是恒转矩下的调速,根据电动机原理,由T=9.55P/n可知,当转矩T保持不变时,功率P将随着转速n的变化一起变化,也即当n增大时,P也将增大,n减小时,P也将减小。


  在电梯正常运行时,可以根据轿厢所载乘客的多少,由变频器输出相应的功能,也即,当乘客数量多时,控制变频器输出较大的功率,乘客数量少时,控制变频器输出较小的功率,从而避免了大马拉小车的现象发生,从而实现电梯节能的目的。


  2.利用回馈装置的节能,根据能量守恒原理,电梯在轻载上行,重载下行和平层停梯状态下,多余的能量(含动能和势能)通过电动机和变频器转换成再生电能,并由发热电阻消耗掉,频繁使用会导致机房内的温度上升,需要配备空调进行降温。否则会造成电梯故障率上升。


  而加装电梯节能装置的电梯,将主机转化的电能通过电梯节能装置输出,经过滤波处理,将符合标准的电能反馈回电网供其它用电负载使用。并且运行时,轿厢与配重重量相差越大,运行楼层越高、运行频率越频繁,则电能节约的越大,大大提高了电能的高效利用。据统计,消耗在电梯制动电阻上的能量占有电梯总用电量的25%~35%,如果能把这部分能量回收再利用,就可以达到节约电能的目的。利用回馈装置就能实现再生能量的回收和再利用,回馈装置能有效的将再生能量回收起来,或者回馈电网,或者供给周边其他用电设备使用,从而节约电网的能量。


浅谈电梯节能降耗技术


  深圳市合兴加能科技有限公司生产的IPC-PFE系列电梯节能装置,不仅可以降低机房温度,回馈装置能有效的将再生能量回收起来,或者回馈电网,或者供给周边其他用电设备(空调、电脑、电灯等)使用,从而节约电网的能量,其节能效果还是十分明显的 。经多次现场实际测试,综合节电率达20%~50%。再生电能回收效率高达97.5%。


  电梯节能降耗技术必将成为电梯未来研究发展的一个重要方向,也会成为国家“节能减排”这一政策的排头兵之一。

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