上海三菱電梯有限公司 朱武標(biāo)

電梯是現(xiàn)代建筑不可缺少的交通工具。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高，電梯的擁有量呈快速上升趨勢(shì)。國(guó)家特種設(shè)備主管部門(mén)的統(tǒng)計(jì)顯示：2011年底我國(guó)在用電梯201.06萬(wàn)臺(tái)，其中，約有五分之一的電梯為交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV）等老舊電梯；采用永磁同步無(wú)齒輪曳引技術(shù)的不足40%；應(yīng)用能量回饋技術(shù)的不足2%；節(jié)能電梯數(shù)量不足總量的40%。另?yè)?jù)近3年以來(lái)每年新增電梯統(tǒng)計(jì)，我國(guó)電梯擁有量年均增長(zhǎng)在15%以上。據(jù)國(guó)外相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，瑞士在用電梯的每天耗電量為5.2kWh，美國(guó)在用電梯平均日耗電量為11.1 kWh。而我國(guó)由于電梯的使用頻率和平均的電梯提升高度都較高，國(guó)內(nèi)電梯界公認(rèn)的每臺(tái)電梯每天平均耗電是40kWh左右。據(jù)此計(jì)算，2011年全國(guó)電梯年耗電量約為293億kWh。電梯耗電已經(jīng)占到大樓總能耗的3%～5%，占到全社會(huì)用電總量的約0.49%。由此可見(jiàn)，電梯的能耗不容忽視。電梯節(jié)能降耗工作需要引起社會(huì)各界的關(guān)注。

實(shí)際上，電梯行業(yè)已經(jīng)比以往任何時(shí)候都更為努力地為減少電梯能耗[1]進(jìn)行探索，通過(guò)近幾年的研究和開(kāi)發(fā)，一些電梯節(jié)能技術(shù)日趨成熟，特別是近年來(lái)永磁同步（PM）驅(qū)動(dòng)無(wú)齒輪曳引技術(shù)與制動(dòng)電能回饋利用技術(shù)（能量回饋技術(shù)）的重大突破，對(duì)電梯產(chǎn)品總能耗產(chǎn)生了巨大影響，為電梯節(jié)能帶來(lái)了巨大空間。眾所周知，采用交流異步VVVF（變壓變頻）調(diào)速技術(shù)的電梯比傳統(tǒng)的ACVV調(diào)壓調(diào)速電梯能夠節(jié)能50%以上，而上述PM技術(shù)與能量回饋技術(shù)的產(chǎn)品化應(yīng)用，又可以比交流異步VVVF調(diào)速電梯節(jié)能35%左右，也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的ACVV電梯若日耗電100kWh，則采用現(xiàn)在最先進(jìn)的PM和能量回饋技術(shù)的電梯日耗電僅為32kWh。

當(dāng)然，上述兩項(xiàng)新技術(shù)只是電梯行業(yè)目前所采用的節(jié)能技術(shù)的一部分，實(shí)際上，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)品化的電梯節(jié)能技術(shù)[2]還有下述各項(xiàng)：

1）轎廂照明和風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉技術(shù)。當(dāng)電梯檢測(cè)到一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有乘客需要服務(wù)時(shí)，電梯的信息處理系統(tǒng)會(huì)將電梯轎廂內(nèi)的照明和風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉，以達(dá)到節(jié)省電能的目的；

2）電梯顯示休眠技術(shù)。電梯在非服務(wù)狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉電梯轎廂內(nèi)相關(guān)的樓層等信息顯示、降低層站顯示部件的亮度等，以節(jié)省電能；

3）誤召喚指令消除技術(shù)。如果電梯被兒童或惡意乘客按下了很多指令按鈕，電梯信息處理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所檢測(cè)的轎廂內(nèi)乘客的重量，自動(dòng)將這些按鈕指令消除（比如，電梯轎廂內(nèi)登記了10個(gè)轎廂指令，但是電梯只檢測(cè)到50kg的乘客重量，則電梯自動(dòng)將10個(gè)指令全部消除），以免電梯無(wú)效運(yùn)行；乘客還可以通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)多次主動(dòng)按壓已登記的轎廂指令或?qū)诱菊賳?，將誤召喚或指令消除；

4）先進(jìn)的群控調(diào)配技術(shù)。采用專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊邏輯控制人工智能、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的智能電梯群控調(diào)配系統(tǒng)，這些先進(jìn)的調(diào)配技術(shù)可以極大提高電梯群控系統(tǒng)的效率，縮短乘客候梯時(shí)間，減少電梯啟動(dòng)、運(yùn)行次數(shù)，節(jié)省大量的電能；

5）先進(jìn)的目的層去向預(yù)報(bào)系統(tǒng)。電梯控制系統(tǒng)根據(jù)乘客所需要去的樓層進(jìn)行“合并同類(lèi)項(xiàng)”，去同一目的層的乘客被明確指示乘用同一臺(tái)電梯。如：在1樓侯梯廳有準(zhǔn)備到4樓、5樓、6樓、7樓、8樓等的乘客，傳統(tǒng)的電梯調(diào)配可能使得這些人進(jìn)入同一臺(tái)電梯，因而該電梯將會(huì)依次停4、5、6、7、8樓，效率低、耗能高。采用該功能后，可以讓乘客在層站就選擇好所要去的樓層，根據(jù)不同的目的樓層，電梯分配乘客去不同的電梯，相應(yīng)的電梯僅?？肯鄳?yīng)的樓層。這一功能極大地減少了電梯的停層次數(shù)，提高了運(yùn)行效率，降低了能耗；

6）自動(dòng)調(diào)節(jié)電梯運(yùn)行速度和服務(wù)電梯臺(tái)數(shù)技術(shù)。在中高速電梯系統(tǒng)中，當(dāng)電梯檢測(cè)到客流量較少時(shí)，電梯的信息處理系統(tǒng)將控制電梯降低速度運(yùn)行（比如原來(lái)為4m/s，可以降為2m/s），以達(dá)到節(jié)能目的。在電梯作為群控運(yùn)行時(shí)，若電梯的信息處理系統(tǒng)檢測(cè)到客流量較少，電梯的群分配系統(tǒng)將減少投入運(yùn)行電梯的臺(tái)數(shù)（比如原來(lái)為6臺(tái)運(yùn)行，可以減少為2臺(tái)運(yùn)行，其余4臺(tái)電梯進(jìn)入休眠狀態(tài)），以達(dá)到節(jié)能目的；

7）先進(jìn)的節(jié)能照明技術(shù)。在轎廂內(nèi)采用LED照明。傳統(tǒng)的日光燈或白熾燈照明，1050kg額定載重量的轎廂需要約400W，而采用LED照明后，約僅需100W；

8）自動(dòng)降速或待機(jī)技術(shù)。對(duì)于自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道，根據(jù)客流狀態(tài)的變化自動(dòng)調(diào)整自動(dòng)扶梯的運(yùn)行速度，直至間歇性的停車(chē)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

9）采用節(jié)能部件。如采用更新一代的功率開(kāi)關(guān)器件（IGBT、IPM），使得變頻系統(tǒng)的無(wú)功損耗降低。

上述是目前部分主要的已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的電梯節(jié)能技術(shù)。實(shí)際上，電梯行業(yè)還在不斷地研發(fā)和試驗(yàn)更多新的節(jié)能技術(shù)，比如：應(yīng)用超級(jí)電容進(jìn)行儲(chǔ)能的技術(shù)、矩陣變頻技術(shù)[3]、應(yīng)用新型控制電源替代目前控制變壓器的電源技術(shù)、研究電梯的進(jìn)一步的休眠技術(shù)等等?？傊?，電梯的節(jié)能技術(shù)研發(fā)是一個(gè)永無(wú)止境的課題。

顯然，若電梯都采用上述先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，其社會(huì)效益是非常明顯的。以電梯的能量回饋技術(shù)為例：如果我國(guó)今后5年新裝的電梯（按年均約45萬(wàn)臺(tái)計(jì)）都采用能量回饋技術(shù)，預(yù)計(jì)到2018年底，這225萬(wàn)臺(tái)電梯將每年節(jié)省電能100億kWh，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤338萬(wàn)t，CO2排放將減少1000萬(wàn)t左右，SO2排放將減少8萬(wàn)t左右；NOx排放將減少2.6萬(wàn)t左右；減少塵埃排放3.3萬(wàn)t。這將為中國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作出巨大的貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，電梯的節(jié)能不僅僅是電梯制造廠商的義務(wù)，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)商和各類(lèi)用戶(hù)的義務(wù)。采用節(jié)能技術(shù)的電梯，必然會(huì)有一定的高于普通電梯的前期投入。比如，采用能量回饋技術(shù)的電梯，其價(jià)格會(huì)比同規(guī)格類(lèi)似的非能量回饋電梯單價(jià)要高（該高出的價(jià)格，實(shí)際上在電梯投入使用3年左右后，其節(jié)省的電費(fèi)基本就可以彌補(bǔ)）。所以，開(kāi)發(fā)商在采購(gòu)電梯產(chǎn)品時(shí)，從全社會(huì)節(jié)能大計(jì)考慮，應(yīng)該合理采用節(jié)能型電梯，而不能一味地追求低成本電梯。另外，電梯的使用者也要合理使用電梯。比如在等候電梯時(shí)，不要由于擔(dān)心等候電梯時(shí)間可能較長(zhǎng)，將電梯層站上的上下行按鈕全都按亮，導(dǎo)致一臺(tái)電梯無(wú)效空跑。所以，我們?nèi)鐣?huì)需要共同努力，一起來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的節(jié)能。

另外，再談?wù)勲娞莸哪苄Х旨?jí)問(wèn)題，即，電梯能否進(jìn)行類(lèi)似電冰箱、空調(diào)等家用電器一樣的能效分級(jí)。在國(guó)際上，目前采用較多的電梯能效分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是德國(guó)的VDI 4707第一部分《電梯能效》。而在我國(guó)，由于目前相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)，上海市、浙江省、海南省等地方先后頒布實(shí)施了關(guān)于電梯的能效分級(jí)的地方標(biāo)準(zhǔn)，其它部分省、直轄市也正在積極制定自己的標(biāo)準(zhǔn)。這從側(cè)面說(shuō)明了全社會(huì)已經(jīng)越來(lái)越主動(dòng)關(guān)心電梯的節(jié)能問(wèn)題。事實(shí)上，在全國(guó)電梯標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下，上海三菱電梯有限公司作為組長(zhǎng)單位正在積極地制定我們國(guó)家的電梯能效分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)《電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的能量性能-第一部分：能量的測(cè)量與驗(yàn)證》，現(xiàn)已形成征求意見(jiàn)稿，該標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO 25745-1：2012，該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2012年10月份頒布實(shí)施；通力電梯有限公司作為工作組長(zhǎng)單位正在籌備制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的能量性能-第二部分：電梯的能量計(jì)算與分級(jí)》、《電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的能量性能-第三部分：自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道的能量消耗與分級(jí)》。當(dāng)然，由于電梯的能耗取決于電梯的技術(shù)，也取決于使用場(chǎng)合，比如，高端住宅樓的電梯的使用頻率小，能耗必然低；高端商務(wù)樓、醫(yī)院門(mén)診樓等地電梯使用頻率很高，能耗必然高。所以電梯的能效分級(jí)不同于家用電器那樣容易處理，可能需要綜合考慮采用的技術(shù)、使用的場(chǎng)合等多方面因數(shù)。

總之，電梯的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題，它不僅取決于廠家所采用的電梯技術(shù)，也取決于建筑商的采購(gòu)策略，同時(shí)也取決于電梯的使用場(chǎng)合和乘客的乘梯習(xí)慣。另外，電梯能效標(biāo)準(zhǔn)的盡早出臺(tái)，也必將有利于節(jié)能電梯的研發(fā)和推廣。

[1]萬(wàn)忠培.淺述電梯的節(jié)能 [J]，中國(guó)電梯，2008，19（16）：P37～38.

[2]朱武標(biāo).上海三菱電梯的節(jié)能技術(shù) [J]，建設(shè)科技，2009，2：P84～85.

[3]朱武標(biāo).陳玉東.矩陣變頻在電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，2009，31（6）：P12～15.