伴 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的不斷深 入，目前我國電梯行業(yè)正經(jīng)歷著_個高速發(fā)展期。據(jù)中 國電梯協(xié)會統(tǒng)計，截止到2013年底，我國電梯保有量 已超過300萬臺。保守估計，如果按照每臺電梯每年工 作360天，每天耗能80kWh計算，全年耗電量約為864 億kWh。由此可見，電梯已經(jīng)成為耗能大戶，電梯節(jié)能 已經(jīng)引起社會各界的廣泛關(guān)注。

《中華人民共和國節(jié)約能源法》規(guī)定：“對于高耗能 的特種設(shè)備，按照國務(wù)院的規(guī)定實行節(jié)能審查和監(jiān)管。” 國家質(zhì)檢總局質(zhì)檢特函〔2007〕29號文件也提出：要對 鍋爐、換熱壓力容器、電梯等高耗能特種設(shè)備實行能效 測試和節(jié)能監(jiān)管。于2014年1月1日施行的《中華人 民共和國特種設(shè)備安全法》中特別把“節(jié)能環(huán)保”作為 特種設(shè)備安全工作應(yīng)當堅持的原則之一。由此看來，電 梯的節(jié)能審查和監(jiān)管勢在必行。近些年來，一些研究機 構(gòu)、企業(yè)以及監(jiān)督檢驗機構(gòu)投入了大量技術(shù)和資金，進 行電梯節(jié)能技術(shù)的開發(fā)、能效測試和評價、標準化和推 廣工作。

在本文中，筆者針對以上幾方面的最新進展進行介 紹和分析。

1電梯節(jié)能技術(shù)

1 ■ 1電梯傳動和驅(qū)動系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

傳動部分如曳引機是電梯的核心部件，對于電梯的 能效影響巨大。傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿式曳引機的傳動效率在 70%左右。 行星齒輪和斜齒輪式曳引機的傳動效率可以電流，轉(zhuǎn)子 沒有基波鐵、銅損耗，定子的銅損也大大減少，能量效 率明顯提高|21

電梯調(diào)速的技術(shù)經(jīng)歷了直流驅(qū)動、變極交流調(diào)速、 調(diào)壓交流調(diào)速和變壓變頻調(diào)速(WVF)。到目前為止， 除了部分在用的舊電梯仍然采用變壓調(diào)速外，幾乎 達到90%。而采用無齒輪傳動的永磁同步驅(qū)動技術(shù)開發(fā) 的最新曳引機，可以進_步提高電梯的傳動效率。沈章 文重點研究了電梯傳動系統(tǒng)存在的問題與電梯節(jié)能的關(guān) 系。研究發(fā)現(xiàn)電梯曳引機的摩擦存在能量損耗大、機械 效率低等問題;提出了電梯傳動和驅(qū)動效率的優(yōu)化整合 思路是變頻調(diào)速、永磁同步電動機、行星弧齒輪減速裝 置，1:1的電梯井道安裝傳動系統(tǒng)等⑴。

與傳統(tǒng)電動機相比，永磁同步電動機具有更高的效 率。這主要是由于其采用渦流啟動和同步運轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)子采 用永磁體，不存在滑差，不需要無功的勵磁所有技術(shù)相比，變壓變頻不僅快速、舒適、平層準確、噪聲低、 安全，而且具有非常好的節(jié)能效果。首先，相比傳統(tǒng)調(diào) 速技術(shù)，變壓變頻電梯可以進行動態(tài)調(diào)整，迅速適應(yīng)負 載變化，始終保持電動機的高效運行。其次，由于變壓 變頻電梯采用軟啟動功能，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖 擊，延長了電梯的壽命，節(jié)約了電能。第三，不同于傳 統(tǒng)技術(shù)的的負載特性，功率系數(shù)較高，無功損耗較少|(zhì)31。 1.2電梯能量回饋節(jié)能技術(shù)

電梯傳動和拖動部分的節(jié)能技術(shù)是目前電能節(jié)約的 主要方式，它是以提高電動機的運行效率、減少無功損 耗等手段達到節(jié)能的目的。另外一種可觀的節(jié)能方式是 將電梯運行過程中產(chǎn)生的機械能(如勢能和動能)通過 回饋器轉(zhuǎn)化為電能并回饋給交流電網(wǎng)。能量回饋技術(shù)主 要通過在變頻器的直流母線兩端連接能量回饋裝置，采 用有源逆變技術(shù)將再生電流及時高效地逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同 頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)。該裝置將電能回送電網(wǎng) 后供周邊其他用電設(shè)備使用。節(jié)電效率至少為15%141。 采用該技術(shù)后可以排除電阻發(fā)熱造成的機房溫度過高， 空調(diào)用電量大的影響，進_步提高整個電梯系統(tǒng)的節(jié)能 效果和環(huán)保收益。但是使用該技術(shù)的系統(tǒng)控制較為復(fù)雜， 電梯運行過程中功率變化幅度大，對電網(wǎng)造成的沖擊較 大，對下游用戶和電網(wǎng)安全產(chǎn)生一定的影響。針對這_ 問題，目前研究開發(fā)的超級電容儲能的電梯節(jié)能裝置可 以實現(xiàn)回饋電能的就地利用，同時該技術(shù)可以平衡功率 并減少對電網(wǎng)的沖擊，有效地避免了能量回饋過程中對 電網(wǎng)造成的負面影響|51。同時，超級電容儲能裝置可以 作為不間斷電源(UPS)使用，在電網(wǎng)突然斷電的情況下 為電梯提供電能使其就近平層。

1.3電梯節(jié)能控制系統(tǒng)

電梯控制系統(tǒng)主要對電梯的運行實施操作和控制。 控制部分自身不產(chǎn)生節(jié)能效果，主要是通過優(yōu)化電梯的 控制來節(jié)能.或者是通過減少不必要的運行時間和待機 損耗來達到節(jié)能的目的。電梯控制系統(tǒng)是一個具有多目 標性、隨機性和非線性等特點的復(fù)雜的決策系統(tǒng)。目前 的主要控制技術(shù)有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及自適應(yīng) 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。對于多臺電梯的群控，主要從減少 乘客平均候梯時間、減少乘客平均乘梯時間、降低長候 梯率以及減少電梯群控系統(tǒng)運行能耗等方面進行優(yōu)化^ 對于以上目標綜合評價進行優(yōu)化以實現(xiàn)電梯的多目標優(yōu) 化調(diào)度。傳統(tǒng)的調(diào)度算法對電梯的任意請求均立即作出反應(yīng)，以最快的速度將電梯運行至呼梯層。因此電梯載 客率通常較低，電梯調(diào)度算法在效率和能耗之間缺乏優(yōu) 化設(shè)計。最新的群控制技術(shù)提出基于電梯等待時間的思 想和技術(shù)。其主要根據(jù)建筑客流特點，通過交通模式的 自動識別以確定加不加入等待時間并進行派梯，即在電 梯高峰交通模式下不加入等待時間，而在電梯非高峰交 通模式下加入等待時間，從而提高電梯的滿載率，減少 啟停次數(shù)和運行里程。這樣做節(jié)能效果明顯，最高可以 達到 28%161。

1.4集成新型儲能技術(shù)的電梯節(jié)能技術(shù)

最近，有人提出了節(jié)能型電梯與智能電網(wǎng)相結(jié)合的 思想。他們認為節(jié)能型電梯作為分布式儲能裝置的重要 組成部分之一，具有波動性和間歇性的特點，會對電網(wǎng) 的供電平直造成一定程度的沖擊。智能電網(wǎng)的一個主要 發(fā)展方向是微型電網(wǎng)，它是為充分發(fā)揮分布式電源的優(yōu) 勢、消除分布式電源對電網(wǎng)的沖擊和負面影響而提出的 一種新的分布式電源組織方式和結(jié)果。因此，節(jié)能型電 梯并網(wǎng)產(chǎn)生的問題正是微型電網(wǎng)可以解決的問題，由此 可見節(jié)能型電梯和微型電網(wǎng)的結(jié)合是實現(xiàn)電梯節(jié)能的一 個重要途徑。徐衛(wèi)玉和吳國良認為二者的結(jié)合主要有以 下兩個方面：首先是根據(jù)微型電網(wǎng)的要求實時向能量管 理系統(tǒng)傳遞電梯信息，為能量管理系統(tǒng)的決策提供數(shù)據(jù) 支持，其次是根據(jù)微型電網(wǎng)的要求接收能量管理系統(tǒng)的 電網(wǎng)信息，并根據(jù)電網(wǎng)信息和自身運行狀況作出相應(yīng)的 調(diào)整171。

1.5其他電梯節(jié)能技術(shù)

更新電梯轎廂照明系統(tǒng)也可以作為提高電梯能效的 —個手段，如使用LED發(fā)光二極管更新電梯轎廂常規(guī)使 用的白熾燈、日光燈等照明燈具，照明用電量可以節(jié)約 90%,燈具壽命是常規(guī)燈具的30 ~ 50倍。同時能實現(xiàn) 照明設(shè)備各種外形設(shè)計和光學(xué)效果，美觀大方。

2電梯能效測試和評價方法

為了給有效評價電梯的耗能情況提供依據(jù)，同時為 政府進行電梯能耗審查和監(jiān)管提供技術(shù)支撐，建立有效 的電梯能效測試和評價方法是極其必要的和緊迫的。瑞 士和美國等發(fā)達國家在這方面的研究起步較早。瑞士能 效委員會于2005年發(fā)布了關(guān)于電梯能耗的研究報告， 同時瑞士政府也積極組織力量開展能耗調(diào)查研究。美國 能效經(jīng)濟委員會的研究表明，采用包括軟件在內(nèi)的新技 術(shù)可以使電梯的能效提高30% ~ 40%。然而，我國這方面的研究較少，電梯相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定速度相對滯后。

目前，我國尚未出臺有關(guān)電梯能源利用效率的檢測方法 和評價指標方面的國家標準。孫立新等報道了電梯能效 指數(shù)的定義、計算方法和測試儀器等，同時提出了在新 開展的特種設(shè)備節(jié)能審查和監(jiān)管工作中，使用能效指數(shù) 評價電梯產(chǎn)品能效利用效率的技術(shù)方案|8) 深圳特檢院 也提出了一套電梯能源使用效率評價方案，對于新裝電 梯，通過試驗分析不同品牌電梯在滿足安全性的基礎(chǔ)上 可達到的節(jié)能效果，從而對電梯產(chǎn)品制定統(tǒng)_的標準。 柯宇輝等對不同結(jié)構(gòu)型式電梯的能效指標進行了測試， 根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的結(jié)果，提出了綜合評價電梯能耗水 平的技術(shù)指標，即工作能效和待機效率以及4項節(jié)能措 施。這4項節(jié)能措施分別是采用同步無齒輪傳動、調(diào)頻 調(diào)壓調(diào)速電力拖動、能量回饋技術(shù)和電梯待機功率|91。 王士琴等分析了電梯配置參數(shù)和使用情況對能耗的影 響，提出了 “標準電梯”模型的概念?；诖颂岢隽艘?電梯綜合能效系數(shù)和電梯待機功率作為能效評價參數(shù)進 行評價，并建立了電梯綜合能效系數(shù)的模型

3電梯節(jié)能技術(shù)的推廣

隨著電梯業(yè)的迅速發(fā)展，各種電梯節(jié)能技術(shù)不斷涌 現(xiàn)，我國的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平。但是，我 國節(jié)能電梯的普及率還很低。李少綱和葛超明認為，造 成這種情況的主要原因是國家標準中沒有電梯節(jié)能方面 的強制性規(guī)定，也沒有權(quán)威的電梯節(jié)能國家標準。用戶 在采購電梯時，主要考慮電梯的安全和價格因素，不愿 意選擇價格較高的節(jié)能產(chǎn)品11U。他們認為，電梯節(jié)能技 術(shù)的推廣和應(yīng)用，需要政策導(dǎo)向和法律法規(guī)的支持。他 們建議：首先，盡快出臺電梯能效國家標準，第二，盡 快把電梯納入政府采購節(jié)能清單，第三，制定電梯節(jié)能 審査和監(jiān)管制度。對于電梯節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用需要主要 考慮三方面問題：電梯設(shè)計與生產(chǎn)過程中的節(jié)能措施， 在用電梯的節(jié)能技術(shù)改造和在用自動扶梯和自動人行道 的節(jié)能技術(shù)改造。另外，謝毅認為需要采用標準化手段 推廣電梯節(jié)能技術(shù)。他認為需出臺統(tǒng)一的電梯能效測量 方法和電梯能效等級標準，作為評價電梯使用過程中總 體耗電水平的統(tǒng)一尺度，可以客觀、公正、真實地衡量 各種規(guī)格、型號的電梯在能源利用效率方面的性能指標 【ia。有了以上方法和標準，政府對于電梯能效實行監(jiān)管 可以做到有據(jù)可依，從而可以建立起電梯能效等級標識 制度，為政府淘汰落后技術(shù)、推廣節(jié)能技術(shù)提供統(tǒng)一的 尺度，由此加快電梯節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用推廣。

4結(jié)論及展望

采用先進的電梯節(jié)能技術(shù)，可以使電梯以及建筑的 能耗明顯降低，對于節(jié)能減排方面具有積極的經(jīng)濟意義， 同時對于居民低碳生活方面具有積極的環(huán)保貢獻和社會 意義。電梯傳動和驅(qū)動系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)、電梯能量回饋 節(jié)能技術(shù)、電梯控制系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)以及與新型儲能系 統(tǒng)的集成技術(shù)都是有效降低電梯能耗的技術(shù)。但是，各 項技術(shù)自身開發(fā)以及應(yīng)用成熟程度不同，在電梯節(jié)能領(lǐng) 域的應(yīng)用和推廣要逐步進行，這既需要企業(yè)進行更深入 的研發(fā)和推廣，同時也需要政府有序的指導(dǎo)和監(jiān)管。另 外，電梯的能效測試方法以及評價方法、手段也是電梯 節(jié)能領(lǐng)域急需解決的問題，這一標準的出臺可以為電梯 節(jié)能方面的評價提供可靠的依據(jù)。展望未來，伴隨著我 國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電梯節(jié)能技術(shù)必將得以普遍推 廣，人們低碳環(huán)保的生活環(huán)境也會因此受益。