一、電梯能耗的現(xiàn)狀
據(jù)中國電梯協(xié)會提供的信息顯示,全國在用電梯總保有量已超過90萬臺,成為世界上電梯總保有量最多的國家。而且,隨著我國城市化進程進入快速發(fā)展期,每年都將有超過15萬臺新增電梯(新增電梯數(shù)量世界第一)投入使用。電梯作為交通工具,已經(jīng)成為人們?nèi)粘I畈豢扇鄙俚囊徊糠帧?br />
電梯運營離不開電能,一般正常使用的普通電梯,每天用電量大約在30度至150度之間,如果按照一部電梯每天用電80度計算,每年耗電量達29200度。由此可見,電梯能耗已經(jīng)成為建筑能耗的重要部分。
電梯在使用過程中,有電動運行與發(fā)電運行(也叫制動運行)兩種狀態(tài)。其中的發(fā)電運行狀態(tài)會產(chǎn)生一部分能量,我們稱之為再生能源。目前市場上使用的電梯(除進口高速電梯之外,約占總量的2%)將再生能源消耗在制動電阻上,在浪費這些能源的同時,也造成了電梯控制柜的發(fā)熱。如果將這部分再生能源收集起來,每年節(jié)約的電能相當可觀。
我們簡單計算一下,一般使用能量回饋裝置來收集電梯再生能源,可以節(jié)省15%~45%的耗電量。按照平均20%的數(shù)據(jù)計算,如果全國的電梯都安裝了能量回饋裝置,每年可以從電梯中回收52.56億度電。這個數(shù)字是什么概念呢?我們看一下,據(jù)中國水利網(wǎng)數(shù)據(jù),國家黃河小浪底水電廠每年發(fā)電量平均為51億度,也就是說,全國的電梯使用能量回饋裝置來收集電梯再生能源,相當于又造了一個小浪底水電廠!
使用能量回饋裝置收集電梯再生能源,同時也降低了電梯運行中的發(fā)熱量,將大大降低電梯控制系統(tǒng)的故障率,延長使用壽命。
21世紀能源將日益緊張,我國又是能源消耗大國,節(jié)能勢在必行。因此,使用能量回饋裝置收集電梯再生能源是利國利民的一件好事,是造福子孫后代的大事!
二、電梯能量回饋節(jié)能原理
圖1所示的是四層電梯示意圖,從圖中可以看到,電梯的轎廂與電梯配重連接在鋼絲的兩端,懸掛于電梯驅動電動機上。當電動機正向或者反向旋轉時,轎廂會相應的上行或者下行,實現(xiàn)了電梯運送乘客或者貨物的目的。位于電梯控制系統(tǒng)中的變頻器是驅動電動機運行的裝置。一般來講,電梯平衡系數(shù)為45%左右,即轎廂內(nèi)放置45%左右載重時,轎廂與電梯配重的重量相當。因此,當電梯轎廂重量小于電梯配重重量時,電梯上行勢能轉化為電能向電動機回饋能量,即發(fā)電運行;電梯下行時需要電動機拖動負載作功,電動機從電網(wǎng)中消耗電能,即電動運行;反之當電梯轎廂重量大于電梯配重重量時,則上行為電動運行,下行為發(fā)電運行。
電梯發(fā)電運行,所產(chǎn)生的能量通過電動機和變頻器轉化為變頻器直流母線上的直流電能。這些能量被臨時存儲在變頻器直流回路的電容中,隨著電梯工作時間的持續(xù),電容中的電能和電壓越來越高,導致過壓故障,使電梯停止工作。目前,電梯為了避免過壓故障,通常在直流母線上增加能耗制動部分---通過制動單元將這部分能量以發(fā)熱的方式消耗的制動電阻上。
上述方法十分浪費,最理想的方案是電梯使用能量回饋裝置,可以將這部分直流母線上的能量自動回饋到交流電網(wǎng)上,供電梯周邊設備用電。MDBF能量回饋單元的能量轉化率超過了97%,而且不會污染電網(wǎng)。一般電梯的節(jié)電率可達15~45%。
三、MDBF能量回饋單元優(yōu)勢
MDBF能量回饋單元是深圳市匯川技術股份有限公司(電梯行業(yè)子公司為蘇州默納克)針對電梯行業(yè)開發(fā)的一款產(chǎn)品,該產(chǎn)品經(jīng)過國內(nèi)多家電梯廠使用,獲得了一致好評。該產(chǎn)品具有如下優(yōu)點:
技術領先:
1、超級靜音,選用特殊靜音電抗器,適用于高檔場合;
2、柔性起機, 減小對電網(wǎng)的沖擊,降小器件的沖擊電流,增加回饋單元使用壽命;
3、采用先進的PWM調(diào)制技術,電壓畸變 <5%,符合IEC61000-3-2及GB/T14549對電網(wǎng)諧波要求。
4、接入電網(wǎng)電壓范圍300VAC—460VAC,功率因數(shù)大于99%,節(jié)能效果明顯,可使電梯節(jié)電15%~45%。
使用簡單:
1、免調(diào)試、免維護;
2、只需要5根接線,全自動識別電網(wǎng)相序與電壓;
3、體積功率比小,便于安裝擺放;
4、通過并聯(lián)方法實現(xiàn)擴容,十分方便;
品質(zhì)可靠:
1、專業(yè)UPS開發(fā)平臺設計,專業(yè)變頻器制造平臺生產(chǎn);
2、過電壓、過電流、過溫度等多重保護,避免對變頻器與電網(wǎng)造成二次損害;
3、專業(yè)防雷擊設計,專業(yè)三防漆保護;
4、通過國內(nèi)、國外專業(yè)檢測機構認證;
四、應用實例
MDBF能量回饋單元推向市場時間不長,但是已經(jīng)成為國內(nèi)眾多電梯廠家的配套產(chǎn)品,其現(xiàn)場反映效果十分理想。下面選擇兩個典型的應用現(xiàn)場進行介紹:
4.1 蘇州某小區(qū)
蘇州某小區(qū)使用MDBF能量回饋單元,其中的一部電梯技術參數(shù)如下:15層15站,使用永磁同步電動機,功率為11.7KW,電梯額定速度為1.75m/s,電梯額定載重為1000KG。安裝MDBF能量回饋單元對比使用情況,綜合節(jié)電達到30.1%;
4.2 臺灣某電梯廠
臺灣某電梯廠引進MDBF能量回饋單元應用于臺灣地區(qū)電梯改造,經(jīng)過功率分析儀測定,現(xiàn)場試驗的交流異步電動機節(jié)電率達到22.8%。