科普必读：电梯节能改造方案详解
时间：2024年08月20日 来源： 智慧电梯
在21世纪的今天，城市化已成为全球不可逆转的趋势，高楼林立，人群涌动，电梯是现代都市生活中不能缺少的垂直交通工具。然而，伴随着电梯使用量的激增，其能耗问题也逐渐浮出水面，电梯节能方案逐渐引起重视。国务院在《“十四五”节能减排综合工作方案》中明确提出将节能减排作为重要目标，营造绿色低碳社会风尚，而电梯作为“耗电大户”，电梯节能改造迫在眉睫。本文将深入解析电梯节能改造的必要性、技术原理、实施方案及预期效果，为广大读者提供一份详尽的电梯节能改造指南。
一、电梯能耗现状与挑战
1.电梯能耗概况
电梯作为一种不可或缺的垂直交通工具，在现代建筑中扮演着至关重要的角色。随着城市化进程的加快和建筑高度的不断增加，电梯的数量也在急剧增长。电梯的运行涉及多个阶段的能量转换，包括电动机的启动、加速、匀速运行、减速以及最终的制动停止等环节。每个阶段都会消耗一定量的能量，而这一过程中的能量效率和管理对降低能耗至关重要。
据统计，一台典型的商用电梯每天的平均耗电量大约在50至150度之间。考虑到许多高层建筑通常配备有多部电梯，因此整个建筑群内的电梯总能耗是非常可观的。以一座拥有10部电梯的大型商业综合体为例，仅电梯一项每年就可能消耗数万度电。这不仅意味着高昂的运营成本，同时也对环境造成了巨大的负担。
2.传统电梯在运行中面临的挑战
能源浪费：传统的电梯系统在制动过程中产生的多余电能往往通过能耗制动电阻箱以热能的形式释放掉，这种方式不仅效率低下，而且造成了大量的能源浪费。据统计，这种制动方式导致的能源损失占到了电梯总能耗的相当一部分比例。
机房环境：由于制动电阻在工作时会散发大量的热量，使得电梯机房内部温度显著上升。为了保持机房内的适宜温度并确保设备正常运行，需要安装额外的空调系统来降温。这样一来，不仅增加了建筑的能耗，还提高了维护成本。
政策导向：近年来，随着全球对环境保护意识的提高以及我国“双碳”（碳达峰、碳中和）目标的提出，节能减排已成为各行各业共同追求的目标。电梯行业同样面临着巨大的压力，需要采取有效的技术手段和管理措施来减少能耗，并提高能源利用效率。
电梯行业的节能减排工作不仅是为了响应政府的号召，更是企业可持续发展和社会责任的重要体现。未来，通过技术创新和管理优化，提高电梯系统的能效，减少能源浪费，将是电梯行业发展的必然趋势。
二、电梯节能改造原理
1.电能回馈技术
电梯节能改造的关键在于采用先进的电能回馈技术。这项技术的核心是利用电梯在运行过程中的某些特定工况下（比如满载下行或空载上行）所产生的电能，并通过专门设计的节能装置将其转化为可再利用的交流电，进而回馈给建筑的电力网络，供其他用电设备使用。这样，原本在制动过程中通过发热电阻消耗掉的电能被有效地回收利用，不仅减少了能源的浪费，还降低了电梯的运行成本。
在传统的电梯系统中，制动过程中产生的电能通常通过能耗制动电阻箱以热能的形式散失掉，这不仅导致了能源的巨大浪费，还增加了机房的冷却负担。相比之下，电能回馈技术通过将这部分电能转化为可用的电能，不仅提升了能源利用率，还减轻了对环境的影响。
2.电梯节能箱工作原理
奥远电梯智能双碳节能箱是电能回馈技术的一种典型应用。这种节能箱采用了高性能的数字信号处理器（DSP）作为核心控制器，能够实时监测电梯的运行状态，并根据实际负载情况精确控制电能的回馈过程。当电梯处于发电状态时，节能箱能够自动检测到这一状况，并迅速将产生的电能收集起来，经过一系列处理之后，再以交流电的形式回馈到电网中，供其他用电设备使用。
除了电能回馈功能之外，奥远电梯节能箱还具备先进的物联网功能，能够实时监控并记录电梯的能耗情况，包括电能的产生和回馈量。这些数据不仅有助于楼宇管理者更好地了解电梯的运行状态，还可以用于楼宇整体的节能减排管理，为实现双碳目标提供科学的数据支持。
此外，奥远智能双碳节能箱还具有远程监控和故障诊断的能力，可以通过无线通信技术实时上传电梯的运行数据，帮助维护人员及时发现潜在的问题并进行预防性维护，进一步提高了电梯的安全性和可靠性。
三、电梯节能改造优势
1.降低能耗，减少能源浪费
电梯节能改造带来的最直接且显著的优势就是显著降低能耗。通过对现有电梯系统进行节能改造，尤其是在采用电能回馈技术的情况下，可以在不影响电梯正常运行的前提下大幅减少能源消耗。根据不同的电梯使用频率和工况条件，节能改造后的电梯平均节电率可达30%，而在一些特定条件下甚至可以达到46%。这意味着，对于一栋拥有多个电梯的高层建筑来说，仅电梯一项每年就能节省数万度电，不仅大大降低了运营成本，也为环保做出了贡献。
2.改善机房环境，消除一大热量来源
传统的电梯系统在制动过程中会产生大量的热能，这些热量积累在电梯机房内会导致温度升高，需要额外的空调系统来维持机房内的适宜温度。然而，通过节能改造，特别是采用了电能回馈技术之后，可以显著减少因电阻发热而产生的热量，从而降低了机房内的温度。这样一来，不仅减少了对空调系统的依赖，降低了空调的能耗，而且还间接地减少了空调系统的维护成本，有助于延长电梯设备的使用寿命。
3.提高系统稳定性，高效处理电能回馈过程
节能改造不仅仅是关于节能，还包括了采用更先进的技术来提升电梯系统的整体性能。例如，采用高性能的数字信号处理器（DSP）作为中央处理器的节能箱，不仅能够高效地处理电能回馈过程，还具有高速率、高精度、稳定性能好以及较强的抗干扰能力等特点。这些特性有助于提升电梯系统的整体稳定性和可靠性，减少故障的发生概率，确保乘客的安全与舒适。
4.可视化节能减排量，实时监测电梯节能效果
电梯节能改造不仅带来了实际的节能效果，还能通过智能设备实时监测和记录电梯的能耗情况。这种可视化的节能减排量不仅可以帮助楼宇管理者实时了解电梯的节能效果，还可以为制定更加科学合理的节能减排策略提供数据支持。通过分析这些数据，管理者可以进一步优化电梯的运行模式，提高能源利用效率，实现更加精细化的能源管理。
四、电梯节能改造实施步骤
1.前期调研与评估，了解项目整体情况
在开始电梯节能改造之前，需要对现有的电梯系统进行全面细致的调研与评估。这一阶段主要包括以下几个方面：
电梯型号与规格：收集电梯的基本信息，包括制造商、型号、规格、额定载重量等，以便于后续选择合适的节能设备。
使用年限与维护记录：了解电梯的使用年限以及历年的维护保养记录，判断电梯的整体状况及其是否适合进行节能改造。
运行状况与能耗数据：通过现场测试和数据分析，获取电梯的实际运行状况及能耗数据，包括每日运行次数、平均负载率、电能消耗等。
评估与分析：综合上述信息，评估电梯节能改造的必要性和可行性，确定改造的目标和预期效果。
2.方案设计与选型，选择最适合自己的电梯节能方案
根据前期调研的结果，制定详细的节能改造方案。这一阶段需要完成以下任务：
节能设备的选择：根据电梯的具体情况，选择合适的节能设备，如节能箱、高效电机等。
改造范围的确定：根据实际情况决定改造的范围，可以是单个电梯的改造，也可以是对整个楼宇内的所有电梯进行统一改造。
施工计划的制定：制定详细的施工计划，包括改造的时间表、施工流程、安全措施等。
兼容性与安全性评估：确保所选用的节能设备与现有电梯系统兼容，并符合相关的安全标准。
维护成本考量：评估改造后的维护成本，包括设备的日常维护费用、可能的维修成本等。
3.按照既定的施工方案进行节能设备的安装与调试
施工准备：做好施工前的各项准备工作，包括备齐所需的工具和材料，确保施工场地的安全条件。
安装过程：严格按照施工图纸和技术规范进行节能设备的安装，特别注意主回路接线的正确性，防止出现短路或断路等安全隐患。
调试阶段：在安装完成后，对节能设备进行调试，确保其正常运行。通过实时监测和评估节能效果，调整参数直至达到最佳状态。
试运行：完成调试后进行一段时间的试运行，观察电梯系统的运行状态，确保改造效果符合预期。
4.后期维护与监测，建立一套完善的后期维护机制
定期检查与维护：定期对节能设备进行检查和维护，确保其长期稳定运行。制定维护计划，包括检查周期、维护内容等。
故障排查与修复：针对可能出现的故障问题，制定应急处理预案，确保能够及时有效地解决问题。
数据监测与分析：利用物联网技术实时监测电梯系统的运行数据，包括能耗、节能减排量等关键指标。通过数据分析，为持续优化改造方案提供依据。
持续改进：基于监测到的数据反馈，不断调整和优化节能策略，确保电梯系统始终处于最佳运行状态。
电梯节能改造是响应国家“双碳”战略的重要举措之一。通过采用电能回馈等先进技术，不仅能够有效降低电梯能耗、改善机房环境、提高系统稳定性，还能为楼宇双碳治理提供有力支持。未来，电梯节能改造将在更广泛的领域得到应用和推广。让我们携手共进，为构建绿色低碳的美好未来贡献力量。
