自动扶梯节能改造

杨又石 胡建军 杨旻

在自动扶梯或自动人行道梯的入口处增加光电检测开关，无乘客时，电梯停止或低速运行；当有乘客到达入口时，光电检测开关被触发，使电梯高速运行。由于无乘客时，电梯是处于停止或低速运行状态的，大大节约了能源，减少了机械磨损、噪音及机械故障，从而降低了易损配件的费用支出，延长了电梯的使用寿命。

自动扶梯﹔节能﹔改造

1.一般普通扶梯存在的问题

在商场、宾馆、机场、车站等场所被广泛地使用自动扶梯是公共场所运送乘客的最为理想的设备之一。目前国内在用自动扶梯约为25万台。其中：2008年以前安装使用的自动扶占梯有约65%的比列。这些一般普通电梯采用星三角启动运行电路，在使用中存在几个方面的问题。

运行成本较高。对于周期性明显的机场、车站等场所，在飞机或列车到来时，客流集中，其余时间则乘客较少；对于商场、购物中心等场所，一般在早上开门后，午餐时间，晚上打烊前等时间段相对客流量较少；对于宾馆、建材或家具市场，全天的客流量都不及商场、购物中心等场所，如果使用的是一般普通自动扶梯，通常采用的是直接电源供电，缺少节能措施，不能进行速度调节，使得自动扶梯在无人乘坐时仍然全速运行，造成大量能源空耗。

以“西安XX建材大厦”为案例分析：大厦一、二、三层为经营橱柜、门业、木地板的专业商场，四部自动扶梯均为2005年生产安装的一般普通扶梯，在2010年前的使用期内，由于商场的经营业态决定了—客流量较少。电梯又是额定转速电梯，即使空载，电梯也以额定速度运行，有效率不足30%。很明显电梯每天的绝大部分时间都在空转。一部自动扶梯每天运行10小时，电动机功率为11KW,每年浪费的电能为：11度/小时?小时/天?65天=28105度，按每度电1.00元的价格计算，一部自动扶梯每年浪费28105.00元。四部自动扶梯每年浪费：28105.00元/台?台=112420.00元。

机械磨损严重，使用寿命短。由于电梯长期高速，高频运转，造成电梯机电设施疲劳损坏，造成寿命缩短。一般普通扶梯的寿命在10年左右，超过年限后主要机电部件的疲劳损伤相当严重，需要更换大量主要部件才能继续服务，往往一些使用者因更换机电部件耗用大量资金感到不合算，而不得以采购新的电梯，而空耗大的电梯正是造成这种情况的元凶。

故障率高，使用成本高，安全性能低。一般自动扶梯长时间保持全速运转，其扶手带、梳齿板、梯级等部件磨损很快，除更换部件需要大量的费用外，磨损间隙加大也经常导致电梯出现故障而停止运行或造成安全事故频发，且乘梯舒适感逐年下降。

综上所述，一般普通自动扶梯存在的缺陷是非常明显的。引起政府有关部门的高度重视，出台自动扶梯节能改造政策，给予节能财政补贴，以求节能安全运行。解决一般普通自动扶梯的缺陷，通过对一般普通自动扶梯进行智能化节能升级改造，减少能耗电，安全使用。

2.自动扶梯智能化节能原理

在自动扶梯上、下端入口的适当位置分别安装光电检测开关，采集2m距离范围内是否有人乘坐电梯的信号，当二台自动扶梯交换运行方式时，出口光电检测开关自动断开，入口处检测信号始终有效。

节能运行的时间进行矢量控制，当乘客走进入口光电检测开关时，预计（设定）乘客走到扶梯前约需1～2秒钟，在这段时间内变频器从15HZ节电慢行状态加速到50HZ正常运行速度，为保证安全，在乘客踏上扶梯前完成加速。乘客站在扶梯上的运行时间约为20～30秒钟（由扶梯长度决定）。当乘客离开后自动延时（设定）2～3秒；当入口光电检测开关检测无人乘坐时，变频器减速到15HZ运行。在自动扶梯载人运行过程中，如果连续有人乘坐，变频器则会自动刷新新计时20～30秒钟，维持正常运行速度，直到最后的乘客离开，才延时后降速运行。

3.主要改造内容

控制箱部分。将现有扶梯由原来普通的PLC控制方式改造成PLC加变频控制方式。该控制系统成熟稳定，可靠性已在成千上万台扶梯、人行道梯的使用中得到证实。

光电检测开关。在自动扶梯上、下出入口安装的光电检测开关，实现了电梯在有乘客乘梯时以额定运行速度运行，无乘客乘梯时自动进入低速运行的节电状态。

变频器。扶梯增加一个变频器，主要作用是用来矢量改变扶梯的转速，另外使自动扶梯启动平稳，运行更加舒适。

电阻箱。增加变频器电阻制动箱，保证驱动系统的可靠工作。

屏蔽信号线。将现有井道信号系统线更换为带屏蔽的信号线，全面提高电梯井道反馈的可靠性。

4.效益分析

上午9∶00～下午19∶00，营业时间：10小时。

每年可节约资金：15840091872=66528（元）

省维修费。由于自动扶梯大部分时间处于低速节能运行状态，大大降低了机械磨损、噪音、减少机械故障，从而降低了易损配件的费用支出，连低值的润滑油的消耗量也大幅降低了，从而，节省了维修费用。

延长了设备寿命。普通自动扶梯智能化节能改造后，在没有无乘客时，自动扶梯的运行速度仅为正常运行速度的30%。从理论上讲，机械磨损可减少80%，按磨损的50%计算，可延长自动扶梯的使用寿命一倍。

设备故障率降低，而安全性能没有发生变化。自动扶梯经过节能升级改造后，故障率大大降低了。由于改造中完全保留了电梯原有的安全运行模式，设计有切换开关，当变频器检修或者故障时，变频控制电路完全撤出控制系统，不影响正常使用，保证在任何使用模式下，运行都符合国家GB-16899扶梯电梯安全标准。

对电网的影响。经过变频改造的电梯，开机启动平缓，且启动电流小，减少了对单位系统供电电网的冲击。

通过改造后自动扶梯几年的运行和对自动扶梯节能改造的效益分析，收到显而易见的效果，完全符合国家倡导的节能理念，是走向低碳生活的序曲，如果，能将未进行节能技术改造的电梯全部进行节能改造，实属一件利国利民的好事。

[1]西安市质量技术监督局新城分局锅炉和电梯节能实施意见，2009.12

[2]自动扶梯和自动人行道梯制造与安装规范GB1689-1997