電梯檢驗(yàn)員培訓(xùn)之十：電梯能效知識(shí)

電梯能效知識(shí)電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與其他特種設(shè)備一樣，電梯追求的目標(biāo)是：安全，環(huán)保，節(jié)能，經(jīng)濟(jì)。

節(jié)能技術(shù)節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵(lì)、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣，促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。2009年5月1日起施行的修訂版《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》強(qiáng)調(diào)了特種設(shè)備節(jié)能降耗的要求，在特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)等環(huán)節(jié)，增加了有關(guān)特種設(shè)備節(jié)能管理的規(guī)定。采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和管理方法，有效降低電梯的能耗，提高電梯的運(yùn)行能效，能夠獲得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。主要節(jié)能技術(shù)/措施：優(yōu)化電梯系統(tǒng);利用再生能源；加強(qiáng)能源管理；上述的組合。

機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)：在電梯參數(shù)和電力拖動(dòng)類型相同的情況下，采用無(wú)齒輪傳動(dòng)比有齒輪傳動(dòng)的能耗低，因此，采用高效減速機(jī)構(gòu)或無(wú)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的有齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，可以提高電梯的能效。電力拖動(dòng)系統(tǒng)：在電梯參數(shù)和機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)相同的情況下，采用VVVF系統(tǒng)的電梯比ACVV系統(tǒng)和AC-2電梯的能耗低。因此，采用VVVF系統(tǒng)，可以提高電梯的能效。

在相同的測(cè)試方法下，每t·km的耗電量：AC-2：8.30~8.76kWhACVV：5.01~5.28kWhVVVF有齒輪：1.67~3.46kWhVVVF無(wú)齒輪：1.05~2.27kWh（中國(guó)特種設(shè)備檢檢協(xié)會(huì)《電梯能效評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法研究》課題組對(duì)全國(guó)10個(gè)城市不同型號(hào)電梯的檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）（1）優(yōu)化電梯系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)：電梯的平衡系數(shù)通常取40～50％。對(duì)于平均負(fù)載率較低的電梯，在保證安全運(yùn)行的前提下，適當(dāng)減少對(duì)重可以減少電梯的運(yùn)行能耗?？刂葡到y(tǒng)：使用先進(jìn)的控制系統(tǒng)和軟件，通過智能控制、合理調(diào)度、減少電梯的啟停次數(shù)等方式，可以有效地減少等待時(shí)間，提高運(yùn)行效率，從而減少電梯的能耗。

其他：通過建筑物內(nèi)電梯的交通流量分析來(lái)進(jìn)行電梯配置、采用高能效的矩陣逆變器和直線電機(jī)、雙轎廂系統(tǒng)，以及采用高能效轎廂照明等均可有效提高電梯的能效。（2）利用再生能源曳引電梯的電動(dòng)機(jī)通常是工作在拖動(dòng)耗電或制動(dòng)發(fā)電的交替狀態(tài)下。當(dāng)電梯空載或輕載下行及重載或滿載上行時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)下，此時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。當(dāng)電梯空載或輕載上行及重載或滿載下行以及電梯平層前逐步減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下，此時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。就采用“交-直-交”變頻拖動(dòng)系統(tǒng)的電梯而言，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電梯運(yùn)行中多余的機(jī)械能通過電動(dòng)機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直流電儲(chǔ)存在變頻器直流回路的電容中，此時(shí)電容就好比是一個(gè)小水庫(kù)，回送到電容中的電能越多，電容電壓就越高，如不及時(shí)釋放電容器儲(chǔ)存的電能，就會(huì)產(chǎn)生過壓故障，電梯無(wú)法正常運(yùn)行。為防止出現(xiàn)這種情況，通常采用制動(dòng)電阻消耗電容中儲(chǔ)存電能的方法來(lái)防止電容過電壓，但電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率，電阻產(chǎn)生的大量熱量還劣化了電梯控制柜周邊的環(huán)境。采用制動(dòng)電能回饋裝置，可以將電容中多余的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同相位、同幅值的交流電能回送給電網(wǎng)，并達(dá)到抑制電容電壓的目的，既節(jié)約了電能，又避免了大功率電阻耗電發(fā)熱，大大改善了電梯控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。采用超級(jí)電容的電梯節(jié)能裝置，近年來(lái)得到了關(guān)注和深入研究。比較先進(jìn)的能量回收電梯，采用電能回饋技術(shù)，電梯機(jī)械能由電機(jī)轉(zhuǎn)成電能，通過整流電路直接回饋到電網(wǎng)。由于電梯運(yùn)行時(shí)的功率變化幅度很大，因而會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊，尤其是能量回饋時(shí)，對(duì)用戶配電系統(tǒng)造成較大擾動(dòng)，危害電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。另外，由電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過變頻驅(qū)動(dòng)電路處理己經(jīng)是直流電，該電能通過整流電路轉(zhuǎn)換為交流電送電網(wǎng)，通常認(rèn)為其效率較直流電形式直接儲(chǔ)存方式為低。采用超級(jí)電容技術(shù)，即在整流器與逆變器之間的直流母線上加掛一個(gè)帶有雙向DC/DC電路的超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置，在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)狀態(tài)可以高效率地吸收回饋能量，在電動(dòng)機(jī)電動(dòng)狀態(tài)則可將吸收的能量供電動(dòng)機(jī)使用，從而既可達(dá)到節(jié)能目的，又可以平衡功率、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。但是，由于超級(jí)電容在電梯上的運(yùn)用還存在著能量密度仍不夠高、均壓?jiǎn)栴}尚難解決以及性價(jià)比優(yōu)勢(shì)不足等方面的問題，目前還處在進(jìn)一步的研究中。（3）加強(qiáng)能源管理

如開展電梯節(jié)能監(jiān)管，建立電梯能效市場(chǎng)準(zhǔn)入制度；加強(qiáng)電梯日常使用能源管理，在電梯上裝設(shè)電能測(cè)量裝置以測(cè)量系統(tǒng)的電壓、電流、總功率因數(shù)、用電量、功率和最大用電需求量，及時(shí)監(jiān)控電梯的能耗；采用非繁忙時(shí)段使電梯處于待機(jī)備用狀態(tài)、閑置轎廂通風(fēng)裝置自動(dòng)關(guān)閉、系統(tǒng)休眠等措施；等等。14電梯節(jié)能降耗伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與城鎮(zhèn)高層建筑的建設(shè)，電梯的使用日益普及。據(jù)相關(guān)資料介紹，2008年底，國(guó)內(nèi)電梯總量已經(jīng)突破100萬(wàn)臺(tái)，全國(guó)每天約有15.84億人次乘坐電梯。電梯已經(jīng)是人們社會(huì)活動(dòng)中不可缺少的垂直運(yùn)輸工具；電梯運(yùn)行安全與電梯節(jié)能降耗已經(jīng)被政府和社會(huì)所關(guān)注。。電梯節(jié)能降耗大有可為2023/2/615電梯節(jié)能降耗各地電梯日平均耗電量各地電梯日平均耗電量各地電梯日平均耗電量統(tǒng)計(jì)2023/2/6163.電梯節(jié)能降耗

根據(jù)根據(jù)中國(guó)特檢協(xié)會(huì)《電梯能效評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法研究》課題組、上海特檢院、深圳特檢院、廣州特檢院的監(jiān)測(cè)與分析研究，我國(guó)在用電梯的平均能耗水平約為每臺(tái)每天40度。照此推算，全國(guó)在用電梯約200萬(wàn)臺(tái)，全年用電量約為全國(guó)全社會(huì)用電量的0.6%。2023/2/617電梯節(jié)能降耗

根據(jù)中國(guó)特檢協(xié)會(huì)《電梯能效評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法研究》課題組對(duì)全國(guó)10個(gè)城市不同型號(hào)電梯的檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在相同的測(cè)試方法下，AC-2電梯，運(yùn)送每噸·千米的耗電量為8.30--8.76度；ACVV電梯，運(yùn)送每噸·千米的耗電量為5.01--5.28度；VVVF有齒輪電梯，運(yùn)送每噸·千米耗的電量為1.67--3.46度；VVVF無(wú)齒輪電梯，運(yùn)送每噸·千米耗的電量為1.05--2.27度。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，完成相等的運(yùn)送量，不同的電梯的耗電水平相差可達(dá)8倍。電梯節(jié)能降耗工作前景廣闊，大有作為。

2023/2/618電梯節(jié)能降耗電梯工作特性與能耗形式分析2023/2/6193.電梯節(jié)能降耗2023/2/620電梯能量流動(dòng)情況（電動(dòng)狀態(tài)）照明通風(fēng)系統(tǒng)損耗控制系統(tǒng)損耗機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)損耗其它運(yùn)動(dòng)相關(guān)損耗電梯所需總能量電梯所需有效能量電梯節(jié)能降耗2023/2/621電梯能量流動(dòng)情況（能量回饋狀態(tài)）其它運(yùn)動(dòng)相關(guān)損耗機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)損耗照明通風(fēng)系統(tǒng)損耗控制系統(tǒng)損耗電梯回饋總能量回饋電網(wǎng)有效能量3.電梯節(jié)能降耗3.電梯節(jié)能降耗電梯能耗檢測(cè)與能效評(píng)價(jià)電梯的能耗和能效

能耗（energyconsumption）和能效（energyefficient）是兩個(gè)不同的概念有聯(lián)系但不等同。

能耗是指隨時(shí)間而消耗的能量，在電力學(xué)中一般以千瓦時(shí)（kwh）為單位，習(xí)慣也稱為度，它反映的是消耗的能源的絕對(duì)值的大小。

能效指能源效率，按照物理學(xué)的觀點(diǎn)，是指由系統(tǒng)提供的功或者能量與輸入到系統(tǒng)中的能量之比，它反映的不是耗能值的絕對(duì)大小，而是能源的使用效率的高低。

世界能源委員會(huì)1995年出版的《應(yīng)用高技術(shù)提高能效》中，把“能源效率”定義為：提供同等能源服務(wù)的能源投入。223.電梯節(jié)能降耗電梯能耗是一個(gè)客觀量，一旦電梯的配置確定，就可以通過一定的測(cè)試方法，能定量測(cè)得電梯的能耗。它客觀地反映了電梯的用能情況，是衡量電梯在一定用途下的實(shí)際耗能值。相同的電梯在不同的使用條件下能耗將不同。電梯的能耗的相關(guān)因素：

驅(qū)動(dòng)方式額定載重量額定速度控制策略樓的用途電梯數(shù)量使用人數(shù)電梯的管理系統(tǒng)的配置電梯的維保

服務(wù)質(zhì)量

……2023/2/6233.電梯節(jié)能降耗ISO／CD25745-1“Energyperformanceoflifts,escalatorsandmovingwalks–Part1Energyandconformance”(GB/T10058-2009電梯技術(shù)條件的附錄B)中提供預(yù)測(cè)電梯運(yùn)行時(shí)能耗簡(jiǎn)單的模型:對(duì)電梯在一個(gè)“參考運(yùn)行周期”（referencetripcycle）內(nèi)的能量進(jìn)行測(cè)試。一個(gè)參考運(yùn)行周期，指空載轎廂從最低層站運(yùn)行到最高層站，然后返回；包括在兩端站的門開關(guān)操作，即開門關(guān)門，停留時(shí)間。測(cè)試至少10個(gè)周期，計(jì)算其能耗平均值作為單個(gè)周期能耗值。在上述測(cè)試結(jié)束后，要讓電梯在最低層站停留五分鐘，以測(cè)試待機(jī)能耗。

2023/2/624電梯節(jié)能降耗2023/2/625電梯能耗測(cè)試接線圖

2023/2/6263.電梯節(jié)能降耗由于曳引電梯的特性，使得電梯在空載狀態(tài)和額載狀態(tài)下的運(yùn)行功耗基本一致。

實(shí)測(cè)電梯空載運(yùn)行的時(shí)間功率曲線實(shí)測(cè)電梯額載運(yùn)行的時(shí)間功率曲線電梯節(jié)能降耗采用空載法測(cè)試曳引式電梯能源效率的原理與特點(diǎn)。（1）由于曳引電梯的特性，電梯在空載狀態(tài)和額載狀態(tài)下的運(yùn)行一個(gè)循環(huán)的功耗基本一致。（2）采用空載法測(cè)試曳引式電梯能源效率，省去了加載荷重的環(huán)節(jié)，省時(shí)省力；（3）電梯的平衡系數(shù)對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定影響。如果想得到精確數(shù)值，可考慮按電梯實(shí)際的平系數(shù)值做修正。2023/2/627電梯節(jié)能降耗國(guó)內(nèi)外幾種主要的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)★德國(guó)、瑞士及奧地利聯(lián)合頒布的《VDI4707Part1LiftsEnergyEfficiency7》，于2009年3月開始正式在歐洲發(fā)行。該標(biāo)準(zhǔn)中提出了能效等級(jí)的概念：“在一個(gè)特定行程周期內(nèi)的運(yùn)行需求除以額定負(fù)載和運(yùn)行距離”，單位是（mWh/（kg·m）。待機(jī)需求是指電梯在待機(jī)模式的總能量需求，即為電梯運(yùn)行作準(zhǔn)備和維持電梯待機(jī)狀態(tài)的那部分電氣設(shè)備和部件所需的能量。2023/2/628運(yùn)行能耗的分級(jí)電梯節(jié)能降耗★中國(guó)檢協(xié)會(huì)科研項(xiàng)目“電梯能源效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法研究”提出的電梯的能效指標(biāo)為單位輸送量的用電量δ（kW?h/106kg?m）“電梯能源效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法研究”是中國(guó)特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會(huì)2007年在國(guó)家質(zhì)檢總局立項(xiàng)的科研項(xiàng)目，該項(xiàng)目已于2008年7月鑒定，獲質(zhì)檢總局科技成果獎(jiǎng).電梯能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)（δ）指電梯按照規(guī)定的運(yùn)行模式完成每噸千米運(yùn)輸量的平均耗電量.能效指標(biāo)計(jì)算公式如下：

Ec——電梯在規(guī)定的工作周期內(nèi)，從電網(wǎng)輸入的電能,kW·h；Wz——電梯在規(guī)定的工作周期內(nèi)，轎廂運(yùn)送有效載荷完成的工作量，即每次運(yùn)送的有效載荷重量與被移動(dòng)的垂直距離之乘積的總和，kg·m2023/2/629電梯節(jié)能降耗★浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)DB33/T771—2009《電梯能源效率評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》★海南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB46/T154-2009《電梯節(jié)能改造技術(shù)指南》,上述2個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中國(guó)檢協(xié)會(huì)提出的電梯能源效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)與檢測(cè)方法進(jìn)行了完善、發(fā)展。對(duì)電梯能效的評(píng)價(jià)指標(biāo)為“電梯按照規(guī)定的運(yùn)行模式完成每噸千米運(yùn)輸量的平均耗電量”，單位是kw?h/106kg?m。標(biāo)準(zhǔn)待機(jī)能耗（ε）指電梯轎廂位于基站，持續(xù)1h處于待命