Cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành bất động sản, ngành thang máy cũng phát triển theo. Ngày nay, thang máy đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong các tòa nhà cao tầng. Bên cạnh nhu cầu sử dụng cơ bản, mọi người còn chú trọng đến sự an toàn và tiện nghi của thang máy, nhưng ít ai quan tâm đến mức tiêu thụ năng lượng của thang máy, khiến thang máy trở thành thiết bị tiêu thụ năng lượng lớn thứ hai trong các tòa nhà cao tầng, chỉ sau điều hòa không khí.
Nghiên cứu lịch sử phát triển của thang máy, chúng ta có thể thấy rằng hệ thống điều khiển thang máy đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ điều khiển DC ban đầu đến điều khiển không hộp số đồng bộ nam châm vĩnh cửu ngày nay. Mỗi bước phát triển của công nghệ thang máy đều đi kèm với việc giảm mức tiêu thụ năng lượng của thang máy. Từ góc độ này, tiết kiệm năng lượng là hướng phát triển tất yếu của thang máy. Tuy nhiên, phương pháp phanh mà thang máy hiện nay sử dụng chủ yếu vẫn là phanh tiêu thụ năng lượng, khiến năng lượng tái tạo do thang máy tạo ra bị tiêu hao bởi nhiệt điện trở phanh, gây ra tổn thất năng lượng lớn, làm tăng nhiệt độ phòng máy, không chỉ gây lãng phí năng lượng thứ cấp mà còn ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thang máy.
Điều 7 của Luật An toàn thiết bị đặc biệt của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa quy định rằng các đơn vị sản xuất, vận hành và sử dụng thiết bị đặc biệt phải tuân thủ Luật này và các luật và quy định khác có liên quan, thiết lập và hoàn thiện hệ thống trách nhiệm tiết kiệm năng lượng và an toàn thiết bị đặc biệt, tăng cường quản lý tiết kiệm năng lượng và an toàn thiết bị đặc biệt, đảm bảo an toàn sản xuất, vận hành và sử dụng thiết bị đặc biệt, đáp ứng các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng.
Thang máy kéo cơ khí tiết kiệm năng lượng, một đầu bằng dây cáp thép kết nối cabin, một đầu kết nối thiết bị đối trọng, dẫn động cabin và đối trọng lên xuống. Thang máy kéo có bánh răng và không có bánh răng.
Công nghệ tiết kiệm năng lượng thang máy
Máy kéo có bánh răng thường được dẫn động bằng hộp số để dẫn động bánh xe kéo, và hộp số này thường được dẫn động bằng bánh răng ốc sên, với tỷ số truyền là 35:2. Máy kéo không có hộp số ở giữa, được cung cấp năng lượng bởi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC, và tỷ số quấn thường là 2:1 hoặc 1:1.
Xét về khả năng tiết kiệm năng lượng của thang máy, máy kéo không hộp số tốt hơn máy kéo có hộp số, nhưng nếu phải sử dụng máy kéo có hộp số làm nguồn động lực, hãy sử dụng máy kéo có hộp số hiệu suất cao. Máy kéo có hộp số, theo cơ cấu truyền động chính, chủ yếu được chia thành 3 loại: bánh răng ốc vít, bánh răng côn và bánh răng hành tinh, hiệu suất truyền động của bánh răng ốc vít rất thấp, chỉ khoảng 70%; truyền động bánh răng hành tinh và bánh răng côn có hiệu suất truyền động cao, có thể đạt hơn 90%, nhưng do yêu cầu về độ chính xác gia công bánh răng cao và chi phí cao nên ứng dụng chưa rộng rãi.
Ngoài ra, hệ thống truyền động bánh răng có thể sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, hiệu suất cao hơn ít nhất 10% so với động cơ không đồng bộ AC, đây là cải tiến tiết kiệm năng lượng cho máy kéo có bánh răng.
Máy kéo đồng bộ nam châm vĩnh cửu có những ưu điểm vượt trội so với máy kéo có hộp số. Máy kéo đồng bộ nam châm vĩnh cửu không cần lấy dòng điện không tải từ lưới điện, do đó hệ số công suất tương đối cao; máy kéo đồng bộ nam châm vĩnh cửu không cần cuộn dây cảm ứng từ, không có tổn thất cảm ứng, do tỏa nhiệt bề mặt thấp, hiệu suất cao, có thể cải thiện từ 20% đến 40%. Máy kéo đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng điều khiển vectơ định hướng từ trường rotor, có cùng đặc tính điều khiển tốc độ và mô-men xoắn tuyệt vời như động cơ DC, dòng điện khởi động và phanh thấp hơn đáng kể so với động cơ cảm ứng, giảm công suất động cơ và dung lượng biến tần cần thiết.
Có nhiều cách để tiết kiệm năng lượng trong hệ thống điều khiển thang máy, một là tiết kiệm năng lượng bằng cách điều chỉnh tần số thay đổi và cách khác là sử dụng thiết bị phản hồi để tiết kiệm năng lượng.
Tần số lưới điện sử dụng ở Trung Quốc là 50HZ, cái gọi là điều chỉnh tần số biến thiên tiết kiệm năng lượng, thường là chỉ việc điều chỉnh tốc độ dưới 50HZ, tức là điều chỉnh tần số dưới tần số cơ bản.
Ở tần số cơ bản dưới mức điều chỉnh tốc độ, tức là điều chỉnh tốc độ dưới mô men xoắn không đổi, theo nguyên lý của động cơ điện, có thể biết được là T = 9,55P/n, khi mô men xoắn T không đổi thì công suất P sẽ thay đổi theo sự thay đổi của tốc độ n, tức là khi n tăng thì P cũng tăng, khi n giảm thì P cũng giảm.
Trong quá trình vận hành bình thường của thang máy, tùy theo số lượng hành khách trong cabin mà bộ biến tần có thể đưa ra chức năng tương ứng, tức là khi số lượng hành khách nhiều thì bộ biến tần sẽ đưa ra chức năng lớn hơn, khi số lượng hành khách ít thì bộ biến tần sẽ đưa ra chức năng nhỏ hơn, do đó tránh được hiện tượng cabin nhỏ, đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng của thang máy.
2. Sử dụng thiết bị phản hồi tiết kiệm năng lượng, theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, thang máy khi tải nhẹ lên, tải nặng xuống và khi xuống tầng dưới, năng lượng dư thừa (bao gồm động năng và thế năng) được chuyển đổi thành điện năng tái tạo thông qua động cơ điện và bộ biến tần, và được tiêu thụ bởi điện trở nhiệt. Việc sử dụng thường xuyên sẽ dẫn đến nhiệt độ trong phòng máy tăng cao, cần trang bị điều hòa để làm mát. Nếu không, sẽ làm tăng tỷ lệ hỏng hóc của thang máy.
Tầng vận hành càng cao, tần suất vận hành càng thường xuyên, tiết kiệm năng lượng càng lớn, cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng điện. Theo thống kê, năng lượng tiêu thụ của điện trở phanh thang máy chiếm 25% ~ 35% tổng lượng điện tiêu thụ của thang máy, nếu phần năng lượng này có thể được tái chế và tái sử dụng, có thể đạt được mục đích tiết kiệm điện.
Công nghệ tiết kiệm năng lượng thang máy
Dòng thiết bị tiết kiệm năng lượng thang máy IPC-PFE do Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng Hexing Ga Thâm Quyến sản xuất không chỉ có thể giảm nhiệt độ phòng máy mà còn có thể thu hồi hiệu quả năng lượng tái tạo hoặc phản hồi lên lưới điện hoặc cung cấp cho các thiết bị điện khác (điều hòa không khí, máy tính, đèn điện, v.v.) để tiết kiệm năng lượng của lưới điện.
Công nghệ tiết kiệm và giảm thiểu năng lượng thang máy chắc chắn sẽ trở thành hướng đi quan trọng cho nghiên cứu và phát triển thang máy trong tương lai, đồng thời cũng sẽ trở thành một trong những công nghệ tiên phong trong chính sách "tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải" quốc gia.