《住宅建筑規(guī)范》規(guī)定:“七層及七層以上的或住戶入口層樓面距室外地面的高度超過16米以上的住宅,必須設(shè)置電梯”,且北京市既有建筑加裝電梯的相關(guān)指導(dǎo)意見正在制定中。無疑電梯在建筑中的地位日益突出。由于每部電梯的井道和候梯廳(前室)需在每層占據(jù)9~11平方米的建筑面積,住宅樓每戶須多分?jǐn)?~6平方米的建筑面積,致使電梯成為住宅樓內(nèi)投入單項(xiàng)資金最多、最貴重的公用設(shè)備和組成房價(jià)的重要因素。此外,它還是物業(yè)耗電及維護(hù)量最多的設(shè)備,其電耗和使用費(fèi)額約占物業(yè)總電耗的60%~80%、總成本的25%~35%。
目前,我國市場上的電梯尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),尤其是國產(chǎn)電梯除自制轎廂外,其它大多是由購入部件組裝而成,缺少關(guān)鍵技術(shù)與精心設(shè)計(jì),產(chǎn)品大都比較保守,節(jié)能減排潛力巨大。
永磁無齒型電梯節(jié)能優(yōu)勢顯著
由于永磁無齒型電梯采用永磁同步電動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)子上無電路及其電力損耗,致使電機(jī)的損耗減少了35%~40%,效率提高了4~10個(gè)百分點(diǎn),電機(jī)的效率可高達(dá)94%%~96%%;而傳統(tǒng)電梯的異步電動(dòng)機(jī)效率僅有85%%~89%%。同時(shí)因?yàn)橥诫姍C(jī)的電感極大地降低,致功率因數(shù)可高達(dá)0.97,減少了電力的無功損耗;而異步電機(jī)的功率因數(shù)僅為0.88~0.90。而且由于永磁同步電機(jī)用調(diào)制的低頻率供電,使電機(jī)可直接拖動(dòng)電梯運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)無傳動(dòng)損耗,機(jī)械傳動(dòng)效率達(dá)到100%%;而傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動(dòng)效率僅約60%~80%。由于以上3項(xiàng)指標(biāo)的提高,致使永磁無齒型電梯的總效率可高達(dá)0.75~0.80;而傳統(tǒng)的電梯總效率僅為0.50~0.55;從而使永磁無齒型電梯比傳統(tǒng)型電梯具有約50%%的顯著節(jié)能優(yōu)勢。
此外,同步電機(jī)與異步電機(jī)相比具有諸多節(jié)能優(yōu)勢。如:滿載起動(dòng)電流約少一半,節(jié)約啟動(dòng)能耗30%%多,也降低了昂貴的電氣配套成本;因電機(jī)的容量小了故也省電;實(shí)現(xiàn)電機(jī)無電刷與無潤滑油(也是能源)運(yùn)行,從而減少電氣故障、無機(jī)械漏油損失和污染,維修方便簡單節(jié)?。灰芬龣C(jī)組的體積比傳統(tǒng)電梯約減少2/3,從而可將電梯機(jī)房設(shè)在井道之內(nèi)無需機(jī)房,或機(jī)房與井道同一面積,減少了機(jī)房的占地及其建設(shè)費(fèi)用。
電梯節(jié)能減排勢在必行
雖然我國新建筑已大都采用了節(jié)能型電梯,但其在在用電梯中的比例還不足10%。我國雖已制定了《住宅電梯的配置與選擇》規(guī)定,也將電梯納入高耗能設(shè)備,并以《高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》實(shí)施監(jiān)管。但因目前國產(chǎn)電梯的能效標(biāo)準(zhǔn)缺失導(dǎo)致監(jiān)管不力;有關(guān)電梯的設(shè)置也不規(guī)范,電梯的節(jié)能尚未納入建筑節(jié)能議程;設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)多由開發(fā)商選定電梯,且大都以臺(tái)數(shù)少的大梯代替多臺(tái)的小梯,造成“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。據(jù)調(diào)查:1梯2~3戶的住宅電梯額定載重量在650~1100kg,其使用中平均每次乘梯不足2人,載重量不到150kg,負(fù)荷率充其量只有23%%,浪費(fèi)實(shí)在驚人。鑒于電梯在建筑中的地位已十分突出,故應(yīng)關(guān)注電梯的建筑節(jié)能。
電梯節(jié)能載重量和速度應(yīng)適當(dāng)
因電梯安裝使用后變動(dòng)困難,故應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)選用合適的載重量,切忌僅為可靠而選大,但當(dāng)僅設(shè)一臺(tái)電梯兼作消防電梯時(shí),載重量應(yīng)≥800kg。
速度快的電梯,其電機(jī)的功率和電耗大,轎廂進(jìn)出層站的減速制動(dòng)和加速的能耗損失也大。故樓層少應(yīng)選用低速電梯。此外,為降低電梯在井道中升降時(shí)“活塞效應(yīng)”的能耗,減小轎廂上下兩端的氣壓差,當(dāng)電梯速度加快時(shí)其井道尺寸也須加大,從而增加了建筑費(fèi)用和分?jǐn)偟慕ㄖ娣e。當(dāng)僅設(shè)一臺(tái)電梯并兼作消防電梯時(shí),應(yīng)使電梯由首層至頂層的時(shí)間≤60秒。調(diào)低載重量是簡易有效的節(jié)電方法
當(dāng)電梯的實(shí)際載重量等于其額定載重量的平衡點(diǎn)時(shí),理論上電機(jī)的曳引力應(yīng)為零;當(dāng)電梯輕載上行時(shí),因?qū)χ貍?cè)的重量大于轎廂側(cè)的重量,電機(jī)可不耗電;當(dāng)電梯輕載下行時(shí)則為提升對(duì)重而需耗電,且載越輕耗電越多。如果電梯經(jīng)常處于輕載狀態(tài)運(yùn)行,或電梯的載重量選配得過大,那么顯然已浪費(fèi)了電能。
如果確認(rèn)電梯的實(shí)際載重量為輕載,可試按其平衡系數(shù)將對(duì)重的重量調(diào)小,就可使電梯輕載下降時(shí)的耗電減少。同時(shí),調(diào)小電梯轎廂稱重裝置的重量和轎廂的超載報(bào)警值,以及改小電梯銘牌上的載重量,因?yàn)檩d重量改小后電梯將更安全。而且電梯的總效率越高節(jié)電量越大;選用無齒型電梯比有齒型的電梯節(jié)電可達(dá)48%%;選用的電梯載重量大于實(shí)際使用的載重量越多,其節(jié)電潛力或節(jié)電量越大;電梯的實(shí)際載重量或負(fù)載率,越接近其平衡點(diǎn)的載重量時(shí)節(jié)電越多,節(jié)電的比例也越大。
電梯節(jié)能的環(huán)境效益不可小視
因我國以燃煤發(fā)電為主,故節(jié)電即環(huán)保減排。以1臺(tái)無齒型電梯,將載重量由1000kg改為800kg后,1年節(jié)電1311kW·h為例,取火力發(fā)電供電耗煤0.37kg標(biāo)準(zhǔn)煤/(kW·h);燃料煤與標(biāo)準(zhǔn)煤的等熱值重量比1.4:1.0;燃料煤的含碳量、含硫量和灰份,分別按53%、1%和20%;碳、硫和氧的原子量分別為12、32和16;按燃燒的化學(xué)反應(yīng)式計(jì)算,則1年的環(huán)保減排量為:溫室氣體二氧化碳1320kg、導(dǎo)致酸雨的氣體二氧化硫14kg和爐灰136kg。電梯的節(jié)能物業(yè)大有可為
鑒于電梯的節(jié)能減排和效益潛力巨大,尤其是在用的電梯中,90%以上為非節(jié)能型電梯,故應(yīng)克服“電梯安裝使用后,物業(yè)無法改變”的舊觀念,樹立“電梯的節(jié)能物業(yè)大有作為”的新觀念,將電梯的節(jié)能管理和改造納入物業(yè)工作計(jì)劃,實(shí)行用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。如:將轎廂導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)靴改為導(dǎo)輪,既減輕機(jī)件磨損又節(jié)電;導(dǎo)軌的垂直度與接頭的精度提高,電梯運(yùn)行既平穩(wěn)又省電;轎廂的照明和風(fēng)扇加設(shè)無人自停裝置、電梯指示燈加設(shè)無人自暗裝置、轎廂照明改用LED發(fā)光二極管等,均有節(jié)電效果;調(diào)低輕載電梯載重量;將舊電梯更換成無齒型的電梯;改用1:1纏繞比的曳引鋼絲繩系統(tǒng)等,均可顯著降低電耗。電梯的大修周期將至,必是節(jié)能改造的有利契機(jī)。同時(shí),電梯的IC卡使用制度也可能是個(gè)節(jié)能方向。
電梯節(jié)電的前瞻可喜
從“磁動(dòng)生電”原理可知,電梯在減速、輕載上行和重載下行時(shí),電動(dòng)機(jī)均處于發(fā)電狀態(tài),如將所發(fā)的電反饋回電網(wǎng)使用必可節(jié)能。國內(nèi)雖已研發(fā)了能源再生變頻器,平均可節(jié)電25%以上,但因反饋的電力不均衡,不能被同一建筑內(nèi)的其它用電設(shè)施同時(shí)用盡,又不能沖減電表上的耗電數(shù)字(量),故目前尚難被市場所接受。
同時(shí),將導(dǎo)向系統(tǒng)的摩擦副改為磁懸浮型式,則電梯轎廂除了空氣阻力之外,而無導(dǎo)向系統(tǒng)的機(jī)械摩擦力,故磁懸浮型導(dǎo)向裝置將是改進(jìn)方向之一。