电梯能量回馈装置【浅谈电梯能量再生回馈技术及在保障房建设中的应用】
时间：2019-04-09 03:28:49 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：论述了电梯能量回馈技术的原理，提出了对于使用再生能量电梯普遍关心的问题并加以分析。说明在保障性住房建设中应用电梯能量回馈技术的优势和意义。， 关键词：电梯 能量再生 保障房
中国经济建设近年来持续快速增长，城市化进程不断加快，以住宅为主的民用建筑以及机场、地铁、写字楼等公用设施项目明显增多，对电梯的需求量不断增加。在过去的1年里，我国电梯产量达到25万台，已超过全球产量的一半以上，连续三年呈20%以上的增速。已成为世界上提供一流电梯产品和服务的基地，也是全球最大的电梯市场。目前，中国电梯保有量已经超过一百多万台,电梯节能技术的应用已经成为建筑节能的重要内容，今年两会通过的“十二五”规划纲要中要求未来5年，我国将建设3600万套保障性住房，使保障性住房的覆盖率达到20%的家庭。这个建设力度在历史上是没有的。上海市城乡建设和交通委员会在今年一月颁布实施了《上海市保障性住房建设导则（试行）》。《导则》对门窗，墙体保温材料，太阳能的利用等有关节能方面做出了指导性的意见。但对于电梯的节能未作出要求。而电梯的能耗却是仅次于空调的住宅能耗大户。事实上电梯的节能降耗的问题还似乎在社会公众的视野之外。在关于建筑节能或其他相关能源再生法规中，电梯的节能也仍处于缺位的状态。因节约土地，成本控制以及房型要求的原因，保障性住房多以高层和小高层住宅为主，电梯的使用较为普遍，如何做好保障性住房电梯的节能工作有着重要的现实和长远意义。本人在从事保障房建设过程接触到了电梯节能技术中的能量再生回馈技术，感觉到该项技术在保障性住房建设中有着较好的发展前景。
一：电梯能量回馈技术的原理
电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械动能，电梯达到目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯曳引机释放机械动能的过程。此外，升降电梯还是一个位能性负载，为了均匀拖动负载，电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成，只有当轿厢载重量约为50%（1吨载客电梯乘客为7人左右）时，轿厢和对重平衡块才相互平衡，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能。电梯质量重的部件上行时(满载上行或轻载下行)，由曳引电机吸收电网电能转换的机械位能增加。电梯质量重的部件下行时（轻载上行或满载下行），机械位能减少，而这时的曳引电机完全等同于一台发电机而处于发电状态。电梯运行中多余的机械能（含位能、动能）通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中，如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，使变频器停止工作，电梯无法正常运行。目前国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻发热来消耗电容中储存的电能的方法来防止电容过压。再生能源电梯是利用能量回馈器的作用有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，从而达到节电的效果。
二：近几年，各大电梯制造商都相继推出了具有能量回馈技术的电梯。对于这类电梯有以下几点值得关注。
1：具有能量回馈装置的电梯节电量能达多少？
分析计算和实测表明，节电量的多少与电梯的运行次数，载重量，运行高度以及电梯整机效率等因素有关。以上因素组合变化较多，造成能量回馈装置的节电效果不易量化。一般来说电梯的使用频率越高、额定速度越快、额定载重量越大，提升高度越高，节能效果越显著。相反，使用频率越低、梯速越慢、额载越轻，提升高度越低，节能效果则不明显。表一是某品牌电梯公布的最新型变频调速无齿轮具有能量回馈技术的电梯与传统有齿轮电梯用电量的比较。图中可见，电梯在空载和满载时20层以上运行（较为有利于能量回馈装置工作的状态），可以达到惊人的70%节电量。一般具有能量回馈装置的电梯节电率在15%-45%之间。
表一
表二是该品牌电梯的无齿轮电梯与具有能量回馈技术的新型电梯在不同使用场合的节电费用的测算比较。
表二
实际上能源再生电梯的节电是通过积少成多完成的，例如按表二住宅再生能源电梯（1.75m/s）年节电可以达到约2万度，住宅电梯一年运行约20-30万次，其中约10万次是处于发电状态，，平均每次只发电0.2度。
2：电梯回送电能可否反馈公共电网？
暂时不行。
1:现行的国家电网不允许另星的再生电力回馈给公共电网。
2:电梯不是真正的发电机，电梯的运行是间歇性的，电梯不会源源不断地回馈电能到公共电网。一般电梯的功率并不大，电梯每次发电运行的电能将只有0.07度电到0.25度电左右，完全被其他设备消耗（如电梯系统本身所需要的显示、照明等）。所以电梯回送电能是自发自用，从而减少了电梯的整体耗电量。
3：反馈电能是否会对其他设备安全产生影响？
现有的电梯能量回馈装置中变频器的逆变整流单元可以将回馈的电能调制成为跟输入电源一样的频率（50Hz)和电压（380V），变频器内置电抗器和滤波器，可以对反馈回的电能进行谐波处理，保证反馈回电网中的电能是清洁无污染的，可以供其他设备使用，且不会对楼宇内的其他设备的正常使用造成影响和损害。
三：再生能源电梯在保障房建设中应用的意义。
1：保障性住房建设必须按照低碳、环保、可持续的理念来规划建设。在十二五规划中，国家将投资建设大量的保障性住房。在未来五年覆盖全国20%家庭的保障房上如何做好节能工作必将关系到国家的可持续发展。使用节能电梯和再生能源电梯有必要成为继外墙保温和利用太阳能以后对保障房建设提出的基本要求。
2：保障房建设按照省地环保的要求多规划设计为高层和小高层住宅，电梯使用量大，电梯节能的潜力较大。以上海浦东一在建保障性住房基地为例，一期开工60万平方米住宅，多为18到24层的高层建筑。共使用电梯156台。假设按平均每套住宅60平方米计算，每万套住宅使用电梯156台，未来五年全国将建设3600万套保障性住宅，将使用56万台电梯。按照中国电梯协会的统计数据每台电梯每天用电量80度/天（国内电梯功率多为7.5-22.5kw，取平均量15kw，以每日运行6小时计算后取保守量80度）计算，每天消耗电能约为4480万度，每年消耗的电能为163.52亿度。如采用能源再生电梯，节电率为30%（能量回馈装置的节电率一般在15%-45%之间），一年节电49.06亿度。这相当于大亚湾核电站四个多月的发电量。（大亚湾核电站月发电量11.42亿度），相当于国家节省164万吨标准煤，可减少429.6万吨二氧化碳，1.39万吨二氧化硫，1.21万吨氮氧化合物的废气排放。
3：保障性住房的房型较小，相对人口密度较大。这意味着保障性住房的电梯比一般商品房的速度要快，使用频率要高，在这样的使用条件下，再生能源电梯将有较好的节电效果。
4：保障性住房是政府为中低收入住房困难家庭所提供的住房。它的售价和租金是限定的，它的物业管理费比一般的商品房会低一些。而再生能源电梯的使用，可以在以下几个方面减少物业管理费用的支出：
4.1：再生能源电梯有效的将多余的动能和势能转化为交流电，并回送到局部交流电网供周边其他用电设备使用，降低了其他用电设备的耗电费用。
4.2：更重要的是改变了普通电梯靠电阻发热来消耗多余能量的做法，同时改变了电阻产生的大量的热能恶化电梯控制柜周边环境的情况。降低电梯机房的工作温度可以延长电梯元器件的寿命，减少故障的发生，减低了物业公司的电梯维保费用的支出。
4.3：机房温度的降低同时可以节省机房空调和降温设备的耗电量。在许多场合，节省空调和降温设备的耗电量往往会带来更大的节电效果，大大降低物业公司的公共电费的支出。
4.4：据各大知名电梯品牌公布的数据，先进的能力回馈装置根据检测，产品可靠运行达到70000小时以上。即电梯一年365天，每天24小时，不停地运行，能量回馈装置可以连续使用8-10年以上。 由于电梯有一个等候或是待机的状态，它不像一个灯泡，是处于长期工作状态的。回馈装置可能一天工作10小时就已经是用的很多了。按这样计算，回馈装置要比一台电梯的使用寿命要长。所以不会增加物业公司和业主的负担。另外一台能量回馈装置价格在一万元左右，占一般住宅电梯总价的5%左右。摊在单位平方米造价上更是微乎其微。
综上所述，能源再生电梯的使用会得到广大保障性住房的住户和物业公司的欢迎，更是技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，是符合节能减排的基本国策，值得大力推广。
参考文献：
〔1〕张家昌 电梯节能和再生技术 起重运输机械 2009（3）36-37
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