电梯检验员培训之十：电梯能效知识

1、电梯能效知识电梯技术发展趋势电梯技术发展趋势 与其他特种设备一样，电梯追求的目与其他特种设备一样，电梯追求的目标是：安全，环保，节能，经济。标是：安全，环保，节能，经济。p 节能技术节能技术l 节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略，鼓励、发并举、把节约放在首位的能源发展战略，鼓励、支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广，支持节能科学技术的研究、开发、示范和推广，促进节能技术创新与进步。促进节能技术创新与进步。 l 20092009年年5 5月月1 1日起施行的修订版日起施行的修订版特种设备安全监特种设备安全监

2、察条例察条例强调了特种设备节能降耗的要求，在特强调了特种设备节能降耗的要求，在特种设备设计、制造、使用、检验检测等环节，增种设备设计、制造、使用、检验检测等环节，增加了有关特种设备节能管理的规定。加了有关特种设备节能管理的规定。 l 采用先进的科学技术和管理方法，有效降低电梯采用先进的科学技术和管理方法，有效降低电梯的能耗，提高电梯的运行能效，能够获得良好的的能耗，提高电梯的运行能效，能够获得良好的社会和经济效益。社会和经济效益。l主要节能技术主要节能技术/ /措施：措施： 优化电梯系统优化电梯系统; ; 利用再生能源；利用再生能源； 加强能源管理；加强能源管理； 上述的组合。上述的组合。 机

3、械传统系统：机械传统系统：在电梯参数和电力拖动类型相同的情况下，采用无齿轮传动比有齿轮传动的能耗低，因此，采用高效减速机构或无齿轮传动系统替代传统的有齿轮传动系统，可以提高电梯的能效。 电力拖动系统电力拖动系统：在电梯参数和机械传统系统相同的情况下，采用VVVF系统的电梯比ACVV系统和AC-2电梯的能耗低。因此，采用VVVF系统，可以提高电梯的能效。 在相同的测试方法下，每在相同的测试方法下，每t tkmkm的耗电量：的耗电量： AC-2 AC-2：8.308.308.76 kWh8.76 kWh ACVV ACVV：5.015.015.28 kWh5.28 kWh VVVF VVVF有齿轮

4、：有齿轮：1.671.673.46 kWh3.46 kWh VVVF VVVF无齿轮：无齿轮：1.051.052.27 kWh2.27 kWh（中国特种设备检检协会（中国特种设备检检协会电梯能电梯能效评价指标与检测方法研究效评价指标与检测方法研究课题组对全国课题组对全国1010个城市不同型个城市不同型号电梯的检测数据统计）号电梯的检测数据统计）（1）优化电梯系统 重量平衡系统：重量平衡系统：电梯的平衡系数通常取4050。对于平均负载率较低的电梯，在保证安全运行的前提下，适当减少对重可以减少电梯的运行能耗。 控制系统：控制系统：使用先进的控制系统和软件，通过智能控制、合理调度、减少电梯的启停次数

5、等方式，可以有效地减少等待时间，提高运行效率，从而减少电梯的能耗。 其他：其他：通过建筑物内电梯的交通流量分析来进行电梯配置、采用高能效的矩阵逆变器和直线电机、双轿厢系统，以及采用高能效轿厢照明等均可有效提高电梯的能效。（2）利用再生能源l曳引电梯的电动机通常是工作在拖动耗电或制动发电的交替状态下。当电梯空载或轻载下行及重载或满载上行时，电动机工作在电动状态下，此时是将电能转化为机械能。当电梯空载或轻载上行及重载或满当电梯空载或轻载上行及重载或满载下行以及电梯平层前逐步减速时，电动载下行以及电梯平层前逐步减速时，电动机工作在发电制动状态下，此时是将机械机工作在发电制动状态下，此时是将机械能转化

6、为电能。能转化为电能。l 就采用就采用“交交- -直直- -交交”变频拖动系统的电梯而言，变频拖动系统的电梯而言，当电动机工作在发电制动状态时，电梯运行中多当电动机工作在发电制动状态时，电梯运行中多余的机械能通过电动机和变频器转换成直流电储余的机械能通过电动机和变频器转换成直流电储存在变频器直流回路的电容中，此时电容就好比存在变频器直流回路的电容中，此时电容就好比是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，如不及时释放电容器储存的电能，电压就越高，如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，电梯无法正常运行。为防止就会产生过压故障，电梯无

7、法正常运行。为防止出现这种情况，通常采用制动电阻消耗电容中储出现这种情况，通常采用制动电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过电压，但电阻耗能不存电能的方法来防止电容过电压，但电阻耗能不仅降低了系统的效率，电阻产生的大量热量还劣仅降低了系统的效率，电阻产生的大量热量还劣化了电梯控制柜周边的环境。化了电梯控制柜周边的环境。l采用采用制动电能回馈装置制动电能回馈装置，可以将电容，可以将电容中多余的电能转变为与电网同频率、同中多余的电能转变为与电网同频率、同相位、同幅值的交流电能回送给电网，相位、同幅值的交流电能回送给电网，并达到抑制电容电压的目的，既节约了并达到抑制电容电压的目的，既节约了电能，又

8、避免了大功率电阻耗电发热，电能，又避免了大功率电阻耗电发热，大大改善了电梯控制系统的运行环境。大大改善了电梯控制系统的运行环境。 l 采用超级电容的电梯节能装置，近年来得到了关采用超级电容的电梯节能装置，近年来得到了关注和深入研究。注和深入研究。 比较先进的能量回收电梯，采用电能回馈技术，比较先进的能量回收电梯，采用电能回馈技术，电梯机械能由电机转成电能，通过整流电路直接电梯机械能由电机转成电能，通过整流电路直接回馈到电网。由于电梯运行时的功率变化幅度很回馈到电网。由于电梯运行时的功率变化幅度很大，因而会对电网造成较大冲击，尤其是能量回大，因而会对电网造成较大冲击，尤其是能量回馈时，对用户配电

9、系统造成较大扰动，危害电力馈时，对用户配电系统造成较大扰动，危害电力系统安全运行。另外，由电机发出的电能经过变系统安全运行。另外，由电机发出的电能经过变频驱动电路处理己经是直流电，该电能通过整流频驱动电路处理己经是直流电，该电能通过整流电路转换为交流电送电网，通常认为其效率较直电路转换为交流电送电网，通常认为其效率较直流电形式直接储存方式为低。流电形式直接储存方式为低。 采用超级电容技术，即在整流器与逆变器采用超级电容技术，即在整流器与逆变器之间的直流母线上加挂一个带有双向之间的直流母线上加挂一个带有双向DC/DCDC/DC电路的超级电容储能装置，在电动机制动电路的超级电容储能装置，在电动机制

10、动状态可以高效率地吸收回馈能量，在电动状态可以高效率地吸收回馈能量，在电动机电动状态则可将吸收的能量供电动机使机电动状态则可将吸收的能量供电动机使用，从而既可达到节能目的，又可以平衡用，从而既可达到节能目的，又可以平衡功率、减少对电网的冲击。功率、减少对电网的冲击。 但是，由于超级电容在电梯上的运用还存但是，由于超级电容在电梯上的运用还存在着能量密度仍不够高、均压问题尚难解在着能量密度仍不够高、均压问题尚难解决以及性价比优势不足等方面的问题，目决以及性价比优势不足等方面的问题，目前还处在进一步的研究中。前还处在进一步的研究中。（3）加强能源管理加强能源管理 如开展电梯节能监管，建立电梯能效市场

11、如开展电梯节能监管，建立电梯能效市场准入制度；加强电梯日常使用能源管理，准入制度；加强电梯日常使用能源管理，在电梯上装设电能测量装置以测量系统的在电梯上装设电能测量装置以测量系统的电压、电流、总功率因数、用电量、功率电压、电流、总功率因数、用电量、功率和最大用电需求量，及时监控电梯的能耗；和最大用电需求量，及时监控电梯的能耗；采用非繁忙时段使电梯处于待机备用状态、采用非繁忙时段使电梯处于待机备用状态、闲置轿厢通风装置自动关闭、系统休眠等闲置轿厢通风装置自动关闭、系统休眠等措施；等等。措施；等等。14电梯节能降耗 伴随着国民经济的快速发展与城镇高层建筑的建设，电梯的使用日益普及。 据相关资料介绍

12、，2008年底，国内电梯总量已经突破100万台，全国每天约有15.84亿人次乘坐电梯。 电梯已经是人们社会活动中不可缺少的垂直运输工具；电梯运行安全与电梯节能降耗已经被政府和社会所关注。 。电梯节能降耗大有可为电梯节能降耗大有可为2022-5-2615电梯节能降耗北京市北京市浙江省浙江省广州市广州市200520052006200620072007200720072008200820062006200720072008200839.6539.6538.9938.9937.7437.7435.2835.2829.9729.9737.8837.8836.2136.2134.4334.43上海市上海市

13、江苏省江苏省广东省广东省平均平均200520052006200620072007200520052006200620072007200720072007200739.6639.6636.9836.9836.0736.0743.6143.6142.3342.3337.2837.2832.8032.8035.1535.15各地电梯日平均耗电量各地电梯日平均耗电量各地电梯日平均耗电量各地电梯日平均耗电量各地电梯日平均耗电量统计各地电梯日平均耗电量统计2022-5-26163.电梯节能降耗 根据根据中国特检协会电梯能效评价指标与检测方法研究课题组、上海特检院、深圳特检院、广州特检院的监测与分析研究，我

14、国在用电梯的平均能耗水平约为每台每天40度。 照此推算，全国在用电梯约200万台，全年用电量约为全国全社会用电量的0.6%。2022-5-2617电梯节能降耗 根据中国特检协会根据中国特检协会电梯能效评价指标与检测方法研究电梯能效评价指标与检测方法研究课题组对课题组对全国全国1010个城市不同型号电梯的检测数据统计，在相同的测试方法下，个城市不同型号电梯的检测数据统计，在相同的测试方法下， AC-2 AC-2 电梯，运送每吨电梯，运送每吨千米的耗电量为千米的耗电量为 8.30-8.76 8.30-8.76 度；度； ACVV ACVV 电梯，运送每吨电梯，运送每吨千米的耗电量为千米的耗电量为

15、5.01-5.28 5.01-5.28 度；度； VVVF VVVF 有齿轮电梯，运送每吨有齿轮电梯，运送每吨千米耗的电量为千米耗的电量为 1.67-3.46 1.67-3.46 度；度； VVVF VVVF 无齿轮电梯，运送每吨无齿轮电梯，运送每吨千米耗的电量为千米耗的电量为 1.05-2.27 1.05-2.27 度。度。 测试数据表明，完成相等的运送量，不同的电梯的耗电水平相差可测试数据表明，完成相等的运送量，不同的电梯的耗电水平相差可达达8 8倍。倍。 电梯节能降耗工作前景广阔，大有作为。电梯节能降耗工作前景广阔，大有作为。 2022-5-2618电梯节能降耗电梯工作特性与能耗形式分析

16、电梯工作特性与能耗形式分析2022-5-26193.电梯节能降耗2022-5-2620电梯能量流动情况（电动状态）照明通风系统损耗控制系统 损耗机械传动系统损耗其它运动相关损耗电梯所需总能量电梯所需有效能量电梯节能降耗2022-5-2621电梯能量流动情况（能量回馈状态）其它运动相关损耗机械传动系统损耗照明通风系统损耗控制系统损耗电梯回馈总能量回馈电网有效能量3.电梯节能降耗3.电梯节能降耗电梯能耗检测与能效评价电梯能耗检测与能效评价 电梯的电梯的能耗能耗和和能效能效 能耗（energy consumption）和能效（energy efficient）是两个不同的概念有联系但不等同。 能耗能

17、耗是指随时间而消耗的能量，在电力学中一般以千瓦时（kwh）为单位，习惯也称为度，它反映的是消耗的能源的绝对值的大小。 能效能效指能源效率，按照物理学的观点，是指由系统提供的功或者能量与输入到系统中的能量之比，它反映的不是耗能值的绝对大小，而是能源的使用效率的高低。 世界能源委员会世界能源委员会19951995年出版的年出版的应用高技术提高能效应用高技术提高能效中，把中，把“能能源效率源效率”定义为：提供同等能源服务的能源投入。定义为：提供同等能源服务的能源投入。223.电梯节能降耗电梯能耗电梯能耗 是一个客观量，一旦电梯的配置确定，就可以通过一定的测试方法，能定量测得电梯的能耗。它客观地反映了

18、电梯的用能情况，是衡量电梯在一定用途下的实际耗能值。 相同的电梯在不同的使用条件下能耗将不同。电梯的能耗的相关因素：电梯的能耗的相关因素：l 驱动方式 额定载重量l 额定速度 控制策略l 楼的用途 电梯数量l 使用人数 电梯的管理l 系统的配置 电梯的维保l 服务质量 2022-5-26233.电梯节能降耗ISOCD25745-1 “Energy performance of lifts,escalators and moving walks Part 1 Energy and conformance” (GB/T 10058 -2009 电梯技术条件的附录B)中提供预测电梯运行时能耗简单的模

19、型: 对电梯在一个“参考运行周期”（reference trip cycle）内的能量进行测试。一个参考运行周期， 指空载轿厢从最低层站运行到最高层站，然后返回；包括在两端站的门开关操作，即开门关门，停留时间。测试至少10个周期，计算其能耗平均值作为单个周期能耗值。 在上述测试结束后，要让电梯在最低层站停留五分钟，以测试待机能耗。 2022-5-2624电梯节能降耗2022-5-2625电梯能耗测试接线图电梯能耗测试接线图 2022-5-26263.电梯节能降耗由于曳引电梯的特性，使得电梯在空载状态和额载状态下的运行功耗由于曳引电梯的特性，使得电梯在空载状态和额载状态下的运行功耗基本一致。基本

20、一致。 实测电梯空载运行的时间功率曲线实测电梯空载运行的时间功率曲线实测电梯额载运行的时间功率曲线实测电梯额载运行的时间功率曲线电梯节能降耗 采用空载法测试曳引式电梯能源效率的原理与特点。（1）由于曳引电梯的特性，电梯在空载状态和额载状态下的运行一个循环的功耗基本一致。（2）采用空载法测试曳引式电梯能源效率，省去了加载荷重的环节，省时省力；（3）电梯的平衡系数对测试结果有一定影响。如果想得到精确数值，可考虑按电梯实际的平系数值做修正。2022-5-2627电梯节能降耗国内外几种主要的能效评价指标国内外几种主要的能效评价指标 德国、瑞士及奥地利联合颁布的VDI 4707 Part 1 Lifts Energy Efficiency 7，于 2009年 3 月开始正式在欧洲发行。 该标准中提出了能效等级的概念：“在一个特定行程周期内的运行需求除以额定负载和运行距离”，单位是（mWh/（kgm）。 待机需求是指电梯在待机模式的总能量需求，即为电梯运行作准备和维持电梯待机状态的那部分电气设备和部件所需的能量。2022-5-2628规定运行能耗规定运行能耗 mWh/(kg m)0.560.841.26 1.892.804.204.20 分级分级 A BCDEFG运行能耗的分级运行能耗的分级电梯节能降耗 中国检协会科研项目“电梯能源效率的评价指标与检测方法研究”提出的电梯的能效指标为单位