内蒙古自治区特种设备检验院 呼和浩特 010000
摘要：有统计数据表明，电梯能耗在建筑总能耗中所占的比例约为15%。虽然当前电梯中大量应用了群控、变频控制、能量回馈等技术，但大部分电梯还没有采用相关的节能设计，且能耗标准也不明确，导致电梯能源浪费问题长期存在。因此，在如今能源紧缺的背景下，研究电梯能耗和节能改造技术具有重要意义。
关键词：电梯；能耗测量；节能改造
引言
电梯是高层建筑中使用的重要电气设备，也是主要的能耗设备之一。电梯对于提高人们生活质量来说有着重要意义。电梯在具体应用期间，主要利用曳引系统使电梯的作用得到发挥。但是，由于电梯在具体应用过程中消耗能量较大，这与我国可持续发展、减少能耗消耗政策不符，因此，要加强电梯能耗建模和节能技术分析。
1电梯的能耗组成
电梯能耗主要包括曳引系统、门机系统以及电气控制系统和轿厢的耗能。曳引系统耗能设备主要有引机、轿厢对重装置、制动器、平衡装置以及随行电缆等装置；门机系统耗能设备主要有驱动电动机和门机系统的控制等装置；电气控制系统耗能设备主要有控制柜、选层器、平层装置以及显示装置和缓冲器等装置；轿厢耗能装置主要有通风系统、轿厢照明、空调系统等装置。运行状态时，电梯内部各个装置耗能比重差异很大。据相关数据统计，电梯的曳引系统耗能占总能耗的75％～80％，门机系统耗能占总能耗的10％，其他设备耗能占总能耗的10％左右.
2 电梯工作原理
电梯工作原理主要指的是如下内容：对重是电梯中的一项重要构成部分，其在具体应用过程中的最大功效就是实现对电梯轿厢，以及其他部分重量的承载，并且能够起到平衡作用，进而减小电梯在具体运行过程中的能量损耗。电梯周围最大作用体现在通信畅通和轿厢内部供电两个方面。电梯在运转期间，轿厢端和对重端钢丝绳及轿厢周边使用的电缆长度多会发生改变，这也会导致悬挂在曳引轮两侧钢丝绳在应用期间承受的重量发生变化。因此，为了减小电梯在升降构成中，曳引轮载荷差，使电梯在应用过程中的功能可以得到进一步提升，最常用的方法就是进行代偿设施设置。
3 电梯节能技术以及运用
3.1淘汰高耗能电梯设备
电梯节能技术以及运用之一是淘汰高耗能电梯设备。在电梯安装完成后，随着使用年限的增加，其性能会逐渐下降。当前许多旧小区仍然在使用大量老旧电梯，这些电梯由于设备老化和技术落后，已经成为典型的高能耗设备，应根据实际情况予以淘汰。为了明确淘汰标准，政府部门要做好全面的调查和分析，制定符合新时代要求的电梯能效标准，并强制将不符合新标准的高耗能电梯设备报废，从源头上减少能源浪费。
3.2 积极向新能源电梯转型
电梯节能技术以及运用之一是淘汰高耗能电梯设备。当前我国电梯能源均以电能为主，但随着经济社会的发展，电能供应变得越来越紧张。近年来已经有一些太阳能电梯产品通过了国家质检总局的检验并投入使用，通过太阳能发电可以取代部分电力能源，成为一种节能新方案。因此，可以积极引导电梯行业研制低成本、高效率的新能源电梯，使传统电梯朝着新能源方向转型发展
3.3 能源损耗板块的构建
电梯节能技术以及运用之三是能源损耗板块的构建。（1）曳引系统模块。该模块实际上就是以曳引系统为基础，从而构建成形态、轿厢、钢丝绳、推导轿厢等多项内容的函数关系，为能源的消耗情况的分析提供支持。（2）驱动系统模块。
驱动系统是电梯中一项重要能耗模块，在该模块中，要依据电梯的实际情况，建设与驱动系统具有一定关联的输出力矩、输出转速、驱动系统相关的函数关系。（3）门机系统模块。电梯在运行期间的能源消耗是以电梯为基础的自动驱动形式，以及具体运行情况，在对数据模型进行合理应用，基础上，构建一套与电梯情况相符的检测计划，针对开关门在运行期间产生的能耗情况进行明确。（4）控制显示模块。控制显示系统在运行期间的能耗与电梯监管体系具有关联的设计，以及展示形式、变频器在具体应用期间的功率模块都有着紧密联系，从而通过实际检测获取相应的数据，明确控制显示模块在应用过程中的能源消耗情况。（5）其他系统模块。电梯中的其他模块除了以下几种系统模块外，还包括通风、照明、空调机等各种不同系统，这些模块在电梯运行期间会消耗大量能源，其能耗情况可以通过检测获取到相应的数值，电梯设施中的各种标牌数值内容都能够得到明确。
3.4电梯主要设备参数的确定
电梯节能技术以及运用之四是电梯主要设备参数的确定。对于曳引系统来说，引机形式不同会导致功率因数的不同，一般情况下，永磁同步和交流变压变频调速异步电机作为引机的功率因数较大，其耗能就较小。曳引轮和从动轮的曳引效率、电梯运行速度和最大加速度、电梯内系统相关部件质量（平衡系数由轿厢和对重的重量决定）和阻力、曳引机输出转矩和曳引轮角速度都影响着电梯系统的输入功率。本文在对电梯耗能分析中忽略系统相关部件存在的阻力，同时一般电梯出厂时引机的输出转矩、曳引轮角速度、电梯运行速度已经确定。在电梯使用过程中，能量回馈装置可以大大降低能量的消耗，因此能量回馈装置也是影响电梯设备耗能的主要参数之一。通过上述分析，得到对电梯耗能影响较大的设备参数主要有：引机形式、曳引效率、最大加速度、平衡系数以及能量回馈装置等。
3.5鼓励加装能量回馈装置
电梯节能技术以及运用之五是鼓励加装能量回馈装置。在如今的楼宇建筑中，如果直接淘汰耗能严重的电梯，会造成很大的经济负担，而这些电梯大多是可以进行改造升级的，因此对于旧电梯而言，最好的改造措施就是加装能量回馈装置。可以通过宣传等手段，鼓励居民或物业加装能量回馈装置，达到节能降耗的目的。
3.6节能系统的应用
电梯节能技术以及运用之六是节能系统的应用。节能系统主要包括直流变换器模块和传感器模块。其主要功能是完成节能的任务。首先是把电梯反馈的能量进行储蓄，这主要是在电机制动过程中完成的，在电机工作状态时，把储存的能量回馈，保证母线电压可以保持在稳定区间，并且可以实现能量的双向流动。（1）Buck-Boost 变换器模块。超级电容的充放电功能由此实现。主要是通过控制模块输出PWM波形实现在Buck 电路和Boost 电路之间的转换。（2）传感器模块。包括电压传感器和电流传感器，可以采集双向直流两侧电压、电流信号，作为DSP 控制芯片的反馈输入信号，从而控制驱动系统的输出。
结语
总之，随着智能建筑的兴起，电梯的运行方式也将变得更加复杂，这无疑会使电梯的能耗测量过程变得更加困难。但随着设备和技术的进步，电梯能耗分析技术必将得到改善，并进一步推动电梯向节能化方向发展。
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