作者: 清源 | 2016-09-09 16:19

电梯“大马拉小车”费电，有什么好办法？

在高层建筑中，电梯及其前室等占用的建筑面积，约占总面积的8～12﹪，电梯的耗电和使用费约占物业电耗的60～80﹪、总成本的25～35﹪。电梯还是楼内投入单项资金最多，最贵重的公用设备，也是高耗能的特种设备。因而电梯的节电对于物业和业主的经济利益，以至建设资源节约型、环境友好型社会和生态社会都至关重要。但因电梯能效标准的缺失与监管的不力等，难免在电梯的设计建设时，为了可靠而较普遍地安装了“大型电梯”;以致在使用中实际的载重量或乘载的人数，远低于电梯的额定值。从而导致电梯在运行中“大马拉小车”式的电力浪费。现以额定乘载10人的电梯为例，如实际平均每次不足2人乘梯，充其量电梯只有20﹪的负荷率。另外电梯运行过程中的势能与动能，均未转化成电能——发电效应得到利用。

正确选用电梯，避免出现“大马拉小车”现象，固然非常重要。但对于已有的“大型电梯”，如能在现有的基础上采取一些办法，也会取得一定的节能减排效果。现在通过在永磁无齿轮型电梯上安装能源再生器，以及减轻电梯的对重两个措施，探讨既有电梯的节能减排问题。

1、电梯的力平衡

为研究电梯的节能，应先了解与电梯有关的力平衡，见下图所示。

有关电梯的力平衡公式如下：

① 对重装置的重量D=X +kpE，式中kp为电梯的平衡系数，一般在0.45~0.49，具体的数值由电梯的出厂试验报告给出。

② 力平衡(静止)状态：X +S=L +D=L + X +kpE 、S=L +kpE。

③ 电动机曳引力L=±(S-kpE)，一般当S<~0.4E 时称电梯轻载，当S>~0.6E 时称电梯重载。

④ 电梯轿厢向上运行时：当实际载重量S>kpE时，L为+值，电梯的电动机耗电，其耗电量与实际载重量S成正比;而当S

⑤ 电梯轿厢向下运行时：当实际载重量S>kpE时，L为-值，电梯的电动机，因被轿厢载重一侧的重力S向下牵引旋转而发电，其发电量与实际载重量S成正比;而当S

2、电梯所需的功率

电梯所需功率的公式如下：

N=Lv/(102η)

式中：N ——曳引电梯所需的功率，kW;

L ——曳引机的曳引力，kgf;

v ——电梯的速度，m/s;

η——-电梯的传动总效率。

3、安装能源再生器

按电梯的力平衡有关公式，在永磁同步电动机无齿轮型的电梯上，安装能源再生器之后，即可将乘载人少(轻载)的电梯上行时或人多(重载)下行时，电动机所发出的电力反馈到楼内的电力系统中，供给楼内的其他电器使用。从而可以取得相当于电梯的电耗降低30~45﹪的显著效果。在老式蜗轮蜗杆的电梯上，因蜗轮蜗杆的自锁性而不能使电动机旋转发电，故不能安装能源再生器。

该节电方法的效果虽然很好，但除了需要增设能源再生器装置之外，主要还是看电梯使用中能源再生器随时反馈的发电量能被楼内的其他用电消耗掉多少，消耗得越多节电的效果越好。因电子型电表计量的不可逆性，而未被耗用掉的反馈电力，将无偿地输入市政的电网中。

故在采用该节电方法之前，首先确认电梯是采用永磁同步电机无齿轮型的;其次做好楼房的电力系统内实际耗电的调查，进行可行性研究设计;然后选好产品和厂家，其中主要是能源再生器反馈的电力，应是无谐波干扰的“清洁电力”;最后参照能源再生器商家的资料和物业的用电实况，预估电梯安装能源再生器之后的节电效益与资金投入及其收回期。此外，安装能源再生器后，还能因减少或免去原来电梯制动时电阻功耗的发热，降低电梯机房内的通风机耗电量。

例如，拟在一部每年实际耗电18060 kW·h、用电电价0.8303元/ kW·h的电梯上，安装节电率约40﹪，价值10600元的能源再生器。根据用电的调查，认为75﹪的反馈电能能被楼内其他用电耗用。则每年约可为物业节约电量D为：

D =18060×40﹪×75﹪=5418 kW·h

每年约可为物业节约电费F为：

F =5418×0.8303=4499元

可收回投资年限H为：

H =10600÷4499=2.4年

按照5年内收回投资的常规，该方案应视为可行。

4、减少电梯的对重

由电梯力平衡公式的①对重装置的重量D=X +kpE和③电动机曳引力L=±(S-kpE)可知，在电梯的轿厢自重X和平衡系数kp不改变的情况下，当减少电梯对重D(取下部分铸铁砣)时，即可减轻电梯的额定载重量E，即可将乘梯人少下行时，电梯电动机的曳引力L降低。由电梯所需功率的公式，即可计算出电梯降低的耗电量，而且电梯的负荷率越低(每次乘梯的人越少)，节约的电量越多。尤其因旧式的蜗轮蜗杆电梯的传动总效率η较低，而致其节电量更多，一般可将电梯的耗电降低约20﹪。该节电方法虽看似简单，也与电力系统和电网无关，但也需做好可行性设计。例如载重800㎏的消防电梯和与消防兼用的电梯，按规范均不得减少对重，除了考虑运载重物的可能，以及侯梯人多待梯延时等，还需征得电梯维修单位的同意与配合，并由其实施。

5、电梯减重操作

应先确认电梯的额定载重E和实需的额定载重E/或S/值、电梯的速度v和传动总效率η;之后按①式分别求得原有对重D和减重后对重D/的值。

再以D和D/的差值，按③式求得减重后电动机减少的曳引力L/。

最后以L/，按电梯所需功率的公式，求得减重后电梯减少的功率N/;再乘以电梯轻载上行的小时数，即减重后所节约的电量。

此外，宜在减轻对重的同时，调小电梯轿厢称重装置的重量值和轿厢的超载报警值，以及改小电梯铭牌上的额定载重量。因载重量改小后电梯将更安全，故不应视为违规行为。

现举例如下：两部额定载重量和速度同为1000 kg和1 m/s的永磁同步电动机无齿轮型和蜗轮蜗杆有齿轮型电梯，因电梯轻载而修改载重量，其修改前后电梯的各项预期参数和年节电量列于表1。

表中数据表明：电梯的总效率越高节电量越大;无齿轮型电梯比有齿轮型电梯节电多(本例多节电48﹪);电梯的实际载重量越小，其节电的潜力或节电量越大;电梯的实际载重量或负载率越接近其平衡点的载重量时，节电越显著，节电的比例也越大。

因电梯减重的节电方法几乎不需代价，既适合新式的电梯又适合老式电梯的节能改进，故可视为物业最为简易可行的增收措施。

6、电梯节电的节能减排效益

6.1 电梯的能源节约量：因电力主要是由燃煤、可再生能源与核能等发电供给，按燃煤发电量占78.6﹪取发电标准煤耗0.32kgce/kW·h;标准煤与燃料煤的热值分别为7000和5000kcal/㎏;扣除可再生能源与核能发电，以及供电线路损失率6.15﹪。按以上数据，将上述两例计算的1年的节能折合标准煤量和燃料煤量列于表2。

6.2 电梯节能的污染减排量：取发电燃料煤燃烧形成主要污染物的碳含量、硫含量和灰份，分别为53﹪、1﹪和20﹪;碳、硫和氧的原子量分别为12、32和16;按燃烧化学反应式：C+O2=CO2和S+O2=SO2，并完全燃烧。按上述两例其1年的节约燃料煤量，将上述两例其1年的污染减排量列于表3。

7、电梯管理的建议

由上不难看出，电梯的节能减排潜力确实可观，而且实施节电的工作也并不复杂。作为物业管理企业的主要负责人，则应切实重视电梯的管理，肯于下功夫学习掌握一些有关电梯的知识，或聘用专人或明确分工兼管电梯。建立实行记录，整理、分析电梯的使用与耗电情况，提出节电意见等的管理责任制度和奖惩制度。分工负责人员要亲临现场，监管检查电梯维保工作的质量和安全运行情况，建立电梯档案，实行记录签字与汇报制度。物业主要负责人应将电梯的管理工作和制度执行情况纳入工作日程，进行定期和随时的检查与指导。

建立和执行严格的全面的电梯管理责任制度，实施精细管理，不仅能够节能减排和取得经济效益，而且会极大的遏制电梯事故的发生。事半而功倍之举，何乐不为。