福州地区电梯能效状况调查测评及其建议

黄春榕

（福建省特种设备检验研究院，福建 福州 350008）

1 引言

电梯作为特种设备中的主要耗能设备，其数量随着城市化进程加速高速增长，电梯节能问题也因此随着公众环保意识的增强和国家节能法规的完善被广泛关注。将于2014年1月1日起正式施行的《特种设备安全法》就明确规定，特种设备生产、经营、使用单位应当建立、健全特种设备节能责任制度，加强节能管理，确保特种设备符合节能要求。电梯节能监管已成为特种设备监管部门的重要任务，而实施节能监管，首先要能够公平合理地评价电梯能效，同时全面准确地掌握在用电梯的整体能效状况。笔者依托福建省质监局、福建省特检院相关科技项目，对福州地区在用电梯能效状况进行了调查和分析，为摸清区域电梯能效状况，推动区域电梯节能监管奠定了良好的基础。

2 开展电梯能效状况调查的意义

截至2012年底，全国已有电梯超过245万台，以平均每台电梯每天耗电80千瓦时计，一年总耗电超过700亿千瓦时，相当于三峡电站一年的发电总量。近年来，电梯厂商纷纷推出“绿色”、“环保”等各种概念的节能电梯，但由于缺少了有效的监督检验机制，使得部分厂商借节能进行虚假宣传，一些未达到节能效果的电梯鱼目混珠，给电梯使用单位选购节能电梯带来极大困扰[1]。因此，明确节能电梯标准、完善节能监管政策迫在眉睫。而制定标准、完善政策的基础，就是建立电梯能效测评体系，摸清区域电梯能效状况。这些基础性工作，从全国来看都还比较欠缺。

我国电梯的保有量东西部差异很大，东部沿海地区经济发达、高层建筑多，电梯数量在全国总量中占比较大。根据《政府采购信息报》统计数据，2012年华东地区电梯采购额占全国采购额的60%以上，福建省更是连续两年蝉联全国电梯采购额第一，增长势头强劲。福州作为福建省会，有电梯2.8万台，约占全省电梯总量的30%。因此，弄清福州地区的电梯能效状况，对掌握福建乃至全国的电梯能效状况，推动电梯节能的标准制定和政策完善都有很重要意义。

3 开展区域电梯能效调查的难点

2012年，我国电梯保有量和增长速度继续蝉联全球第一，是全球最大的电梯市场。目前国内市场上的电梯，品牌多、型号杂、分布广、运行工况差别大，再加上电梯能效测评技术和标准的问题，开展全面的电梯能效调查难度很大。难点主要有三点：

一是技术复杂。电梯能耗的多少可以通过电能表等仪器简单测得，但衡量电梯是否节能，主要是看电梯能量转化效率高低，也就是电梯的能效状况。电梯能效与能耗不同，不易简单测得。不同电梯由于使用场合不同，人流量、使用频率有很大差别，载重量、速度等参数也不尽相同，从而导致能耗低的电梯未必能源效率就高。例如，很少使用的老旧货梯和频繁使用的新式客梯，前者的能耗低，但能效高的却是后者。此外，电梯安装质量的高低、使用保养的好坏对电梯能效也有很大影响。因此，公平、合理、便捷地测量和评价电梯能效，在技术上有一定难度。

二是标准欠缺。由于种种原因，我国至今没有出台电梯能效评价国家标准，仅浙江省出台了《电梯能源效率评价技术规范》地方标准（DB33/T 771-2009）。相较之下，2009年3月德国工程师协会就发布了《VDI4707/part1：2009 Lift Energy Efficiency》。该标准将电梯根据使用强度分为“1”-“4”四类，每一类中再根据能效情况分为“A”-“G”7级[2]。该标准发布以来，欧美包括国内的一些电梯公司纷纷通过TÜV等国际认证机构对其产品进行能效认证，对欧美电梯市场起到了很好的节能引导作用。

三是基础薄弱。近几年，电梯都在以每年20万台以上的数量增长。而电梯行业从业人员数量却增长缓慢。以检验环节为例，东部地区检验机构“人机比”问题非常突出，检验员能够保质保量完成日常检验任务已属不易，根本无暇顾及电梯能效问题。再加上技术和标准不完备，各地较少开展电梯能效测评工作，相关技术方案和基础数据非常缺乏，这给开展电梯能效调查带来不小困难。

4 电梯能效测量与评价方案

为确保测评结果可比性，此次能效测评采用浙江省地方标准《电梯能源效率评价技术规范》（DB33/T 771-2009）的测评方案。每台电梯按规定的测试要求和方案测得能源效率系数，并根据评级方案评定能效等级[3]。具体测试要求和步骤详见《电梯能源效率评价技术规范》，以下仅做简要介绍：

4.1 电梯能源效率系数的定义和测量：

电梯能源效率系数体现的是电梯做1个单位功所消耗外部电能的多少，类似于汽车运行的百公里油耗。根据其定义，电梯能源效率评价指标（δ）的计算公式为：

式中：

Ec——电梯在规定的工作周期内，从电网输入的电能(测试值)，单位为千瓦·时（kW·h）；

Wz——电梯在规定的工作周期内，轿厢完成运送载荷的运输量，即每次运送的载荷与被移动的垂直距离乘积之和，吨·千米（t·km）。

其中 Wz按式（2）计算：

式中：

n——电梯在规定的工作周期内，轿厢运行的次数；

Qn——第n次轿厢内的有效载荷，单位为吨（t）；

Sn——第n次轿厢运送有效载荷的垂直运行距离，单位为千米（km）。

这里的有效载荷分别为空载和25%、50%、75%、100%的额定载荷，具体测试方案详见《电梯能源效率评价技术规范》。

4.2 电梯能源效率的评价等级

为了便于评价，该标准将电梯能效等级分为1-5五级。每台电梯根据测得的电梯能源效率系数（δ），对照表1确定相应的能源效率等级。

表1 电梯能源效率等级对照表

5 能效测试样本选择方案

为确保能效测试代表性，项目组根据福州地区电梯情况数据库，对福州地区在用电梯品牌、型号进行统计，有针对性地选择了保有量较大的17个品牌、25种型号的42台电梯进行能效测试。这些电梯囊括了合资、国产一线、二线和三线品牌在不同时期、采用不同技术的不同型号产品。具体情况如表2所示：

表2 测试电梯样本基本情况表

6 能效测评结果及分析

6.1 能效测评结果

由于电梯能效测评结果的特殊敏感性，在公布此次能效测评结果的时候，用英文代号替代具体品牌名称。此次电梯能源效率测试结果如表3所示：

表3 电梯能源效率测试结果

根据电梯能效等级评价方案，此次测量的42台电梯能效等级分布如表4。

表4 电梯能源效率等级测试结果表

从测试结果来看，福州地区的电梯能效状况有以下三个方面特点：一是能效总体水平达标。1级-3级能效的电梯有33台，占总数的78.6%，全部测试电梯的平均能效系数为3.010，正好是能效标准的中间水平。从这两个数据看福州地区电梯能效情况居于全国平均水平。二是实施监管压力不大。此次测试仅有2台电梯被评为5级能效，而类似电梯在福州地区所占比重很小。因此从总量上看，根据能效等级对福州地区电梯实施节能监管压力不大。三是节能增效潜力巨大。虽然此次测试5级能效的电梯不多，但没有1台电梯达到1级能效，达到2级能效的电梯也仅有8台。能效系数δ大于3（低于中间水平）的电梯达17台。总体来说，节能增效的潜力很大。

6.2 节能技术对电梯能效的影响

一是调速控制技术。近十年来，交流变频技术已逐步取代了交流调压、交流双速等其它调速控制技术，成为市场主流调速控制方式，目前仅能在一些老旧电梯上看到其它调速控制方式。此次测试中，采用交流变频技术的电梯平均能效系数为2.924（3级能效），而没有采用该技术的电梯平均能效系数为4.717（5级能效）。当然，如此大的能效系数差距也跟电梯老旧和驱动主机技术落后有关。

二是驱动主机技术。近几年，随着稀土永磁材料技术的发展，具有低速大转矩特性的无齿轮永磁同步曳引机成为电梯驱动主机的首选。无齿轮永磁同步曳引机的优点是节省能源、体积小、低速运行平稳、噪声低、免维护。此次测试中，采用无齿轮永磁同步曳引机的电梯平均能效系数为2.436（2级能效），而同样采用交流变频技术的异步电动机电梯平均能效系数为3.187（3级能效）。

三是能量回馈技术。能量回馈技术是曳引式电梯将在重载下行和轻载上行时产生的电能通过整流逆变输送回电网的一种新技术[4]，从理论上该技术具备节能20%～40%的潜力。但由于设备成本、电网接受能力等因素影响，福州地区具有该技术的电梯极少（不超过20台），此次测试找不到适合的样机，因此无法进行测试。这应该是此次测试没有1级能效电梯的主要原因。

图1 电梯节能技术与能效系数关系

7 结论与建议

从此次电梯能效测试结果来看，福州地区电梯能效居于全国平均水平。新安装的电梯大都采用了一些节能技术，能效等级大都在2-3级之间。5级能效的电梯总量不大且主要是老旧电梯，通过舆论和政策推动节能改造的可能性大。1级能效的电梯此次没有测得，应该是由于福州地区采用能量回馈技术的电梯极少，此次找不到测试样机的原因。相信随着政策、技术、观念等影响因素逐步改善，节能新技术将会进一步得到普及。

电梯节能，任重道远。要进一步抓好电梯节能工作，一要建立和完善电梯能效评价体系。在积极推动电梯能效测量与评价国家标准出台的同时，主动建立一套适合福建电梯能效测评技术，培养一支能够快速开展测评的专业队伍。二要加强电梯的节能监管。对电梯等高能耗特种设备的节能监管早在2009年就写入了《特种设备安全监察条例》，今年颁布的《特种设备安全法》再次将节能工作列为特种设备监管部门的重要职责。而电梯量大面广、情况复杂，全面推动节能监管困难很大。建议可以从15年以上的老旧电梯，商场、写字楼、车站等公共场所的电梯入手，先对这些电梯全面进行能效评价，再由监管部门制定统一的节能监管政策进行监管，对低能效的老旧设备依法要求整改或淘汰。三要突出市场引导。要加大节能宣传力度，对新品牌、新型号电梯在市场准入环节就进行能效测评，同时对在售的常见型号电梯也进行能效测评，将评测结果向全社会公布。

[1]孙立新.关于电梯能效评价的探讨[J]，中国电梯，2008，19（4）：43-45.

[2]VDI4701/part1:2009 Lift Energy Efficiency[S].

[3]DB33T 771-2009.电梯能源效率评价技术[S].

[4]黄春榕.关于电梯能耗评价的探讨[J]，黑龙江科技信息，2009，（25）：33-34.