电梯能耗的影响因素分析

电梯能耗的影响因素分析

中国的许多新建筑使用了节能电梯，但节能电梯在使用电梯的比例不到10%。我国虽已制定了建筑设计规范文件《住宅电梯的配置和选择》,也将电梯纳入高耗能设备,并以《高耗能特种设备节能监督管理办法》(质检总局令第116号)实施监管。但因目前国产电梯的能效标准缺失、能耗监管不力,加之电梯的节能尚未纳入建筑节能议程,故设计建设时多由开发商选定电梯,且大都以少量大梯的配置方案代替多台小梯,造成使用中普遍的“大马拉小车”现象。据调查:1梯2—3户的住宅电梯其额定载重量在650—1,100kg;使用中平均每次乘梯不足2人,载重量不到150kg,负荷率充其量只有23%,浪费实在惊人。电梯的主要产生能耗连接电梯的速度和速度载重量:因电梯安装使用后不能轻易变动,故应在规划设计时选用合适的载重量,切忌仅为可靠而选大梯,但当仅设一台电梯兼作消防电梯时,载重量应≥800kg。速度:由曳引电梯所需功率N的公式式中:Q——曳引机的曳引力,kgf;v——电梯的额定速度,m/s;η——电梯的传动总效率。可见速度快的电梯,其电机的功率和电耗则大,轿厢进出层站的减速制动和加速的能耗损失也大。故楼层少应选用低速电梯。另外,为降低电梯在井道中升降时“活塞效应”的能耗,减小轿厢上下两端的气压差,当电梯速度加快时其井道尺寸也须加大,从而增加了建筑费用和分摊的建筑面积。但当仅设一台电梯并兼作消防电梯时,其速度则应使电梯由首层至顶层的时间≤60s。轻载重量的筛选由电梯对重装置的重量WD计算公式式中:WQ——空轿厢自重,kgf;kp——电梯平衡系数,取0.4~0.5;Q——轿厢额定载重量,kgf。当电梯的实际载重量等于其额定载重量的平衡点时,理论上电机的曳引力应为零;当电梯轻载上行时,因对重侧的重量大于轿厢侧的重量,电机可不耗电;但当电梯轻载下行时则为提升对重而需耗电,且载越轻耗电越多。如电梯经常处于轻载状态运行,或电梯的载重量选配得过大,显然已浪费了电能。如确认电梯的实际载重量为轻载,可试按其平衡系数将对重的重量调小,即可使电梯轻载下降时的耗电减少;同时调小电梯轿厢称重装置的重量和轿厢的超载报警值,以及改小电梯铭牌上的载重量。因载重量改小后电梯将更安全,故应无违规之嫌。例如:两台额定载重量和速度同为1,000kgf和1m/s的无齿型和有齿型电梯,因轻载而修改载重量,其修改前后的电梯各项参数和年节电情况列于表1。表中数据表明:电梯的总效率越高节电量越大;选用无齿型电梯比有齿型的电梯节电多,本例前者比后者节电48%;选用的电梯载重量大于实际使用的载重量越多,其节电潜力或节电量越大;电梯的实际载重量或负载率,越接近其平衡点的载重量时节电越多,节电的比例也越大。因我国以燃煤发电为主,故节电即减排。如以表中的1台无齿型电梯,将载重量由1,000kg改为800kg后,1年的节电1,311kW·h为例。取火力发电供电耗煤0.37kg标准煤/(kW·h)、燃料煤与标准煤的等热值重量比1.4:1.0;燃料煤的含碳量、含硫量和灰份,分别按53%、1%和20%计算;碳、硫和氧的原子量分别为12、32和16,按燃烧的化学反应式,则1年的环保减排量为:温室气体二氧化碳1,320kg、导致酸雨的气体二氧化硫14kg和炉灰136kg。技术经济分析鉴于电梯节能减排的经济效益潜力巨大,尤其是在用的电梯中,90%以上为非节能型电梯,故应克服“物业管理对电梯无可奈何”的旧念,树立“电梯节能物业管理大有可为”的新说。实行用电的技术经济分析,如将轿厢导向系统的导靴改为导轮,既减轻机件磨损又节电;将导轨的垂直度与接头的精度提高,电梯运行既平稳又省电;轿厢的照明和风扇加设无人自停装置,电梯指示灯加设无人自暗装置,轿厢照明改用LED发光二极管等,均有节电效果。调低轻载电梯载重量,将旧电梯更换成无齿型的电梯,同时改用1:1缠绕比的曳引钢丝绳系统等,均可显著降低电耗。下图为两种缠绕比的传动方式。在2:1缠绕比的传动方式中,因多了滑轮的摩擦损耗,传动效率降低而多耗电约5%。建筑电能特性发电反馈:从“磁动生电”原理可知,电梯在减速、轻载上行和重载下行时,电动机均处于发电状态;如将所发的电反馈回电网使用必可节能。国内虽已研发了能源再生变频器,平均可节电25%以上;但因反馈的电力不均衡,不能被同一建筑内的其他用电设施同时用尽,又不能冲减电表上的耗电数字(量)