La croissance rapide du secteur immobilier a également stimulé le développement de l'industrie des ascenseurs. Aujourd'hui, les ascenseurs sont devenus un élément indispensable des immeubles de grande hauteur. Outre leurs fonctions de base, les utilisateurs recherchent davantage de sécurité et de confort, mais peu se soucient de leur consommation énergétique. De ce fait, les ascenseurs représentent le deuxième poste de consommation énergétique le plus important dans les immeubles de grande hauteur, après la climatisation.
L'étude de l'histoire du développement des ascenseurs révèle que, depuis la commande à courant continu d'origine jusqu'à la commande synchrone sans engrenage à aimant permanent d'aujourd'hui, chaque étape de cette évolution technologique s'est accompagnée d'une réduction de la consommation d'énergie. De ce point de vue, les économies d'énergie constituent un axe de développement incontournable. Cependant, le freinage des ascenseurs actuels repose encore majoritairement sur un système énergivore. L'énergie renouvelable produite par l'ascenseur est ainsi dissipée par la chaleur générée par le freinage, entraînant d'importantes pertes énergétiques et une augmentation de la température de la salle des machines. Ce phénomène engendre non seulement un gaspillage d'énergie secondaire, mais perturbe également le bon fonctionnement de l'ascenseur.
L'article 7 de la loi de la République populaire de Chine sur la sécurité des équipements spéciaux stipule que les unités de production, d'exploitation et d'utilisation d'équipements spéciaux doivent se conformer à cette loi et aux autres lois et règlements pertinents, établir et améliorer le système de responsabilité en matière de sécurité et d'économie d'énergie des équipements spéciaux, renforcer la gestion de la sécurité et de l'économie d'énergie des équipements spéciaux, assurer la sécurité de la production, de l'exploitation et de l'utilisation des équipements spéciaux et satisfaire aux exigences en matière d'économie d'énergie.
Le tracteur d'ascenseur à traction mécanique économe en énergie fonctionne grâce à un câble en acier reliant la cabine et le contrepoids, assurant ainsi le mouvement de montée et de descente de la cabine et du contrepoids. Ce tracteur peut être équipé ou non d'un engrenage.
Technologie d'économie d'énergie pour ascenseurs
Les tracteurs à engrenages sont généralement entraînés par une boîte de vitesses qui actionne la roue de traction. Cette boîte de vitesses est généralement entraînée par un engrenage à denture droite, avec un rapport de réduction de 35:2. Un tracteur sans engrenages, alimenté par un moteur synchrone à aimant permanent à courant alternatif, ne possède pas de boîte de vitesses et son rapport d'enroulement est généralement de 2:1 ou 1:1.
Du point de vue de l'analyse des économies d'énergie pour un ascenseur, le tracteur sans engrenages est préférable au tracteur à engrenages. Toutefois, si l'utilisation d'un tracteur à engrenages est inévitable, il convient d'opter pour un modèle à haut rendement. Selon leur mécanisme d'entraînement principal, les tracteurs à engrenages se divisent principalement en trois catégories : à spirale, à engrenages coniques et à engrenages planétaires. Le rendement de transmission de la spirale est très faible, de l'ordre de 70 %. Les transmissions par engrenages planétaires et coniques présentent un rendement élevé, pouvant dépasser 90 %, mais leur utilisation reste limitée en raison des exigences élevées en matière de précision d'usinage des engrenages et de leur coût important.
De plus, la transmission par engrenages peut utiliser un moteur synchrone à aimant permanent, qui est au moins 10 % plus efficace que le moteur asynchrone à courant alternatif, ce qui constitue une modification permettant d'économiser de l'énergie pour les tracteurs à engrenages.
Le tracteur synchrone à aimant permanent présente des avantages incomparables par rapport au tracteur à engrenages. Il ne consomme pas de courant à vide sur le réseau, ce qui lui confère un facteur de puissance relativement élevé. De plus, l'absence d'enroulement magnétique élimine les pertes par induction et, grâce à un faible échauffement de surface, assure un rendement élevé, pouvant être amélioré de 20 % à 40 %. Le tracteur synchrone à aimant permanent utilise une commande vectorielle du champ magnétique rotorique, offrant ainsi d'excellentes performances en termes de vitesse et de couple, comparables à celles d'un moteur à courant continu. Son courant de démarrage et de freinage est nettement inférieur à celui d'un moteur à induction, ce qui permet de réduire la puissance moteur requise et la capacité du convertisseur de fréquence.
Il existe de nombreuses façons d'économiser de l'énergie dans le système de commande d'un ascenseur ; l'une consiste à économiser de l'énergie grâce à la régulation de fréquence variable, et une autre consiste à utiliser des dispositifs de rétroaction pour économiser de l'énergie.
La fréquence du réseau électrique utilisé en Chine est de 50 Hz ; le réglage de fréquence variable pour économiser l'énergie désigne généralement un ajustement de la vitesse en dessous de 50 Hz, c'est-à-dire un ajustement de la fréquence en dessous de la fréquence de base.
À la fréquence de base inférieure au réglage de vitesse, c'est-à-dire le réglage de vitesse sous couple constant, selon le principe du moteur électrique, peut être connu par T = 9,55P / n, lorsque le couple T reste inchangé, la puissance P changera avec le changement de vitesse n, c'est-à-dire que lorsque n augmente, P augmentera également, lorsque n diminue, P diminuera également.
En fonctionnement normal, l'ascenseur, en fonction du nombre de passagers dans la cabine, ajuste sa fréquence de sortie grâce au convertisseur de fréquence : plus le nombre de passagers est élevé, plus la fréquence de sortie est élevée ; plus le nombre de passagers est faible, plus la fréquence de sortie est faible, évitant ainsi le phénomène de sous-utilisation de la cabine et permettant de réaliser des économies d'énergie.
2. Grâce au dispositif de rétroaction permettant d'économiser l'énergie, et conformément au principe de conservation de l'énergie, l'ascenseur fonctionne en montée à faible charge, en descente à charge élevée et à l'étage inférieur. L'énergie excédentaire (énergie cinétique et potentielle) est convertie en électricité renouvelable par le moteur électrique et le variateur de fréquence. Cette énergie est ensuite dissipée par la chaleur de la résistance. Une utilisation fréquente entraîne une augmentation de la température dans la salle des machines, nécessitant l'installation d'un système de climatisation. À défaut, le taux de pannes de l'ascenseur risque d'augmenter.
Plus l'étage de fonctionnement est élevé, plus la fréquence d'utilisation est importante, et plus les économies d'énergie sont grandes, ce qui améliore considérablement l'efficacité énergétique. Selon les statistiques, l'énergie consommée par la résistance de freinage de l'ascenseur représente 25 à 35 % de sa consommation électrique totale. Si cette énergie pouvait être recyclée et réutilisée, on pourrait réaliser des économies d'électricité substantielles.
Technologie d'économie d'énergie pour ascenseurs
La série IPC-PFE de dispositifs d'économie d'énergie pour ascenseurs, produite par Shenzhen Hexing Ga Energy Technology Co., Ltd., permet non seulement de réduire la température de la salle des machines, mais aussi de récupérer efficacement l'énergie renouvelable, de la réinjecter dans le réseau ou d'alimenter d'autres équipements électriques (climatisation, ordinateurs, éclairage électrique, etc.) afin d'économiser l'énergie du réseau.
Les technologies d'économie et de réduction de la consommation d'énergie des ascenseurs deviendront assurément une orientation importante pour la recherche et le développement futurs dans ce domaine, et figureront également parmi les fers de lance de la politique nationale d'« économie d'énergie et de réduction des émissions ».