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節(jié)能電梯及節(jié)能效果分析

文檔作者：孫關林沈曉宇文檔來源：浙江省建筑科學設計研究院		點擊數：	更新時間： 2022年03月11日
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浙江建筑第24卷第4期2007年4月
節(jié)能電梯及節(jié)能效果分析
孫關林，沈曉宇
(浙江省建筑科學設計研究院，浙江杭州310012)
摘要：提出了節(jié)能電梯的概念，闡述了節(jié)能電梯的節(jié)能原理，據此，可通過以下兩種途徑來達到節(jié)能效果，一是對電機拖動
系統(tǒng)進行技術改造，如采用變頻調速技術和永磁同步無齒輪曳引技術等；二是通過能量回饋器將機械能變換成電能(再生電能)的
方法達到節(jié)能的目的。最后對節(jié)能電梯的節(jié)能效果進行了實例計算，并提出電梯是否節(jié)能可作為今后建筑工程項目評優(yōu)、評杯和
考核指標的設想。
關鍵詞：節(jié)能電梯；無齒輪曳引機；能源再生
中圖分類號：TKO1 8；TU976：3 文獻標識碼：B 文章編號：1008—3707(2007)04—0051—02
由于全球性的能源緊缺，世界各國都非常重視
能源資源的利用。我國是一個人口大國，更把節(jié)能
作為頭等大事來抓，在國外，建筑電梯的節(jié)能研究在
上世紀末就已經開始，而我國從2002年才開始引進
和開發(fā)電梯節(jié)能技術。計算機技術的發(fā)展為電梯的
節(jié)能技術研究提供了十分有利的條件。短短幾年，
電梯節(jié)能技術取得了飛速的發(fā)展，“節(jié)能電梯”也應
運而生。
1 節(jié)能電梯的概念
什么樣的電梯可稱謂“節(jié)能電梯”呢?顯然，并
不是任何具有節(jié)能效果的電梯，都可稱謂“節(jié)能電
梯”。關于節(jié)能電梯的概念國家規(guī)范目前還沒有明
確的規(guī)定，一些電梯專家和行業(yè)人士認為，“節(jié)能電
梯”一般需要具備以下八方面的條件：1)電梯使用
的電能必須較一般電梯節(jié)約30％ 以上；2)控制系統(tǒng)
必須是微機控制；3)必須具備可擴展功能；4)必須
符合中國國家最新電梯標準GB 7588—2003；5)在停
電情況下可不用到機房就能進行救援；6)必須是小
機房或無機房電梯。這是因為節(jié)能電梯除本身節(jié)能
外還需包括土建成本的節(jié)約，而小機房電梯可以節(jié)
省設計時間、節(jié)省土建時間以及土建費用而無機房電
梯能夠節(jié)省更多。7)節(jié)能電梯還需要維護費用低，維
護方便。8)節(jié)能電梯具有成熟的技術和知識產權。
根據以上八方面的條件，目前，國內能真正稱得
上“節(jié)能電梯”的品牌還不多，國內大多數企業(yè)生產
的具有節(jié)能效果的電梯，在節(jié)能效果以及安全效果
上都還不能滿足 節(jié)能電梯”的要求。通力(KONE)
和威森(WALESS)是目前國內在節(jié)能電梯方面做得
最好的兩個電梯品牌。
2 節(jié)能電梯的節(jié)能原理及現狀
電梯的耗電主要來自于驅動轎廂升降的電動
機，據有關統(tǒng)計數據表明，電動機拖動負載消耗的電
能占總耗電量的70％ 以上。因此，研究開發(fā)高效能
的電機拖動系統(tǒng)，是電梯節(jié)能的關鍵。
電機拖動系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類：
第一類是提高電機拖動系統(tǒng)的運行效率。例如，電
梯曳引機采用變頻器調速來取代異步電動機調壓調
速，是目前用得最多的提高電動機運行效率的節(jié)能
措施；除了采用變頻器調速技術外，永磁同步無齒輪
曳引機技術的開發(fā)和應用，使電梯電機拖動系統(tǒng)的
運行效率更高，節(jié)能效果更加顯著，為節(jié)能電梯的誕
生創(chuàng)造了條件。第二類是將運動中負載上的機械能
(位能，動能)通過能量回饋器變換成電能(再生電
能)并回送給交流電網，再生運行或供附近其他用
電設備使用，使電機拖動系統(tǒng)在．單位時間內消耗電
網電能下降，從而達到節(jié)約電能的目的。
收稿日期：2006一l2—08
作者簡介：孫關林(196l一)，男，浙江杭州市人，高級工程師，從事建筑機電研究與測試工作。
· 5l·
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孫關林等：節(jié)能電梯及節(jié)能效果分析
節(jié)能電梯通常都采用無齒輪電梯節(jié)能技術，與
傳統(tǒng)的有齒輪電梯相比，無齒輪電梯一般都可以節(jié)
能30％ ～40％ ，最好的電梯型號可以節(jié)約用電50％
以上。
無齒輪電梯通常采用永磁同步無齒輪曳引機技
術，該技術應用高密度的永磁材料和電子控制技術
的先進成果，采用電磁場數值計算和等效電路相結
合的優(yōu)化CAD方法，制作成多種規(guī)格、多種結構的
永磁同步電動機，例如變頻外轉子結構，變頻內轉子
有阻尼繞組結構，變頻無阻尼繞組內轉子結構，自起
動潛油結構，音圈式直線結構等，該類電動機無須勵
磁電流，可直接將曳引輪安裝在電動機的轉子上。
實現了電動機的小型化和高效率，從而節(jié)約了電能。
由于各個電梯生產企業(yè)，采用的永磁材料、結構
及電子控制技術的不同，節(jié)能的效果也有所差異。
例如，通力公司的KONE MonoSpace(R)無機
房電梯由EcoDisc(R)碟式馬達驅動。這種曳引機
發(fā)明于1996年，EcoDisc(R)碟式馬達基于永磁同步
技術，結合變頻控制和低摩擦的無齒結構，成為電梯
技術的一個巨大飛躍，很可能取代現有的其他電梯
曳引技術。
又如，蘇州東方電梯有限公司推出的永磁同步
無齒輪無機房電梯，其采用的永磁同步無齒輪曳引
機與傳統(tǒng)的有齒輪曳引機相比，綜合節(jié)能達到40％
左右。同時，無齒輪一類曳引方式還避免了齒輪油
的大量應用，減少了維修成本。
另外，美國奧的斯公司在華最大控股子公
司—— 西子奧的斯電梯有限公司，最近在沈陽舉行
的西子奧的斯OH5000系列無齒輪電梯產品及能源
再生技術展示會上，向世人展示了奧的斯專利——
“能源再生”技術，使OH5000無齒輪電梯從現在的
44．8％節(jié)能記錄突破到最高達70％ 。這將是電梯
能耗的一個歷史性突破。此技術同電梯相結合，將
會把電梯節(jié)能的功效推向一個嶄新的節(jié)能高度。
3 節(jié)能電梯的節(jié)能效果分析
節(jié)能電梯的節(jié)能效果究竟如何?對我國的建筑
能意義有多大?以普通的2 000】kg載貨電梯為
例，對節(jié)能型載貨電梯、無機房載貨電梯與普通貨梯
的節(jié)能效果進行分析比較。
據資料記載表明，我國目前使用的載貨電梯以
2 000 kg為最多，每年新裝的2 000 kg載貨電梯占
據載貨電梯總量的70％ 以上。假如，一臺普通的變
． 52 ．
頻2 000 kg載貨電梯，層高4層，速度0．5m／s，其主
機功率為13．5 kW，每天按8 h使用，每年按300 d
計算，年耗電32 400 kW ·h。如果采用節(jié)能型載貨
電梯，其主機功率為6．7—7．5 kW，平均7 kW計算，
同樣每天使用8 h，年耗電16 800 kW ·h，年節(jié)電近
50％ 。如果按載貨電梯壽命普遍為15年計算，一臺
節(jié)能電梯可以節(jié)約用電23．4 kW—h。按工業(yè)用電
1．2元／kw ·h計算，一臺電梯使用年限期間節(jié)約用
電高達28．08萬元。
我國目前載貨電梯使用量已經達到15萬臺，若
全部采用節(jié)能電梯，那么一年電費的節(jié)約量是十分
驚人的。如果計上土建成本，每臺貨梯機房的成本
大約3萬元，從現在每年新增3萬余臺計算，節(jié)約的
土建成本每年可以高達9億元。而土建施工和材料
減少使用也同樣可以節(jié)約能源。
以上僅僅是使用節(jié)能型載貨電梯所達到的節(jié)能
效果。除此之外，我國還有更多的乘客電梯正在使
用或將被安裝使用，如果這些電梯都使用節(jié)能電梯
的話，節(jié)能效果將會更大，其節(jié)約電能相當于三峽工
程全部造成后的年發(fā)電量。
以上結果是按普通的VVVF電梯進行計算得出
的，到目前為止，還有地區(qū)仍在使用耗電更多的雙速
電梯和老式直流電梯。有人曾對一個電視塔用的四
臺直流電梯進行了耗電計算，這些電梯已經使用10
多年了，一個月的電費高達數十萬元。而如果采用
先進的節(jié)能電梯，5年時間節(jié)約的費用已經足夠更
換全新的節(jié)能電梯了。
4 結 語
綜上所述，我們深感在我國加快發(fā)展節(jié)能電梯
的迫切性。我國可能會在今后3～5年重點對電梯
節(jié)能進行改造，可以肯定，今后大力發(fā)展和使用節(jié)能
電梯將是我國電梯行業(yè)必然的發(fā)展趨勢。
浙江省是國內經濟最發(fā)達的沿海省份之一，同
時，也是能源非常緊張的一個省份。近幾年，隨著我
省城市房地產建設的迅猛發(fā)展及規(guī)模的不斷擴大，
電梯安裝數量逐年增高，電梯使用總量已經位于全
國各大省市的前列，可以預計，今后我省的電梯需求
量依然很大，有望成為全國使用電梯數量最多的省
份。因此，在我省開展一場電梯節(jié)能運動很有必要。
建議我省各地市級建設主管部門，從現在起，積極采
取必要措施，在新項目的立項、審批等各個環(huán)節(jié)上，
(下轉第55頁)
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阮國海：金都·富春山居—— 綠色建筑的實踐
功能，對人體7個系統(tǒng)、近30余種疾病起著緩解和
輔助治療作用。
9 雨水資源的利用及水循環(huán)系統(tǒng)
金都-富春山居的雨水根據地形高低通過管道
收集，然后就近排入景觀水系作為景觀用水。同時，
通過變頻泵將景觀水循環(huán)利用。水系中養(yǎng)水生植物
及魚、蝦等水生動物以凈化水系和保護生態(tài)環(huán)境。
10 冷彎薄壁輕鋼結構體系
金都·富春山居引進了澳大利亞冷彎薄壁輕鋼
結構體系。該體系與型鋼結構相比，具有重量輕、用
鋼量少、安裝方便快速、不需要重型施工機械等特
點。采用CAD技術一輕鋼結構建造設計軟件(G—
CAD)，產生的設計部件可直接輸入到~n-r_設備進行
自動加工。富春山居已建造的4幢輕鋼結構試點住
宅，其中兩幢為獨立住宅，兩幢為連排住宅，建筑面
積共1700 m ，該工程已于2004年底交付使用。
輕鋼結構住宅建筑體系是用鍍鋅冷彎薄壁型鋼
制作的型材作為結構承重部分，構件尺寸、間距與木
結構相同，常用于建造2～3層的低層住宅。墻體鋼
龍骨鋼板厚度在0．84～1．91 mm之間，樓層結構的
鋼龍骨鋼板厚度在0．84～2．56 mm之間。最大跨
度目前可達8～9 m。
金都·富春山居試點住宅的承載輕鋼骨架采用
澳大利亞進口的高強(550髓Pa)防腐鋼卷板(鋅鋁
合金鍍層)，鋼材厚度為0．75 mm，通過電腦輔助制
造(CAM技術)專尉設備直接軋制成符合設計要求
的各種不同類型的結構構件。由此生產出來的構件
精度是人工制作無法達到的。墻體圍護材料采用國
產加氣蒸壓混凝土配筋板(ALC板)，部分外墻由于
建筑造型的需要，進口了澳大利亞生產的纖維水泥
板(Firbe—cement)。本項目還結合中國消費者的
特點在墻體隔音等方面進行了二度開發(fā)，主要建材
全部采用了環(huán)保型材料。建造過程除基礎施工外，
均為全干作業(yè)安裝。由于全部采用了輕質新型建
材，房屋整體重量只是同樣的鋼筋混凝土磚墻結構
重量的1／4～1／5。造價接近(略高于)同等質量的
鋼筋混凝土住宅。
l1 結語
金都·富春山居的建設成功，在為人們帶來舒
適、健康、環(huán)保、節(jié)能、經濟的生態(tài)住宅的同時，其對
保溫節(jié)能、科技產品、智能化集成系統(tǒng)的運用以及綠
色建筑理念的實踐，必將對杭州及周邊地區(qū)的住宅
建設起到示范和帶動作甩。
(上接第52頁)
嚴格把好電梯節(jié)能這個關。對新建工程使用的電
梯，建議采用全國招投標的辦法，把節(jié)能效果好的電
梯引進到浙江，并積極加以推廣使用。同時，在全省
范圍內對現有普通電梯進行節(jié)能技術改造，逐步用
節(jié)能電梯更換現有的高耗能電梯。并把新裝電梯是
否節(jié)能，作為電梯分項工程驗收的一個技術指標進行
考核，或作為整個工程項目評優(yōu)、評杯的考核指標。
可以相信，節(jié)能電梯在我省的廣泛使用，必將產
生巨大的經濟效率和社會效應，同時對全國性的建
筑節(jié)能運動，具有積極的示范和推動作用。
· 55·

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