エレベーターのエネルギーフィードバックサプライヤーは、高層ビルにおける垂直エレベーターの使用がますます普及していることをお知らせします。エレベーターで優れた省エネ効果を実現するには、まだ長い道のりがあると言えます。日常的な管理努力（通勤時間帯以外のエレベーターに自動センサーを設置するなど）に加えて、最も重要なのは生産企業の技術研究と製造プロセスです。統計データによると、エレベーターの駆動ホストが荷物を牽引する際の消費電力は、エレベーターの総消費電力の70％以上を占めています。したがって、省エネエレベーターの実際の運用の焦点は、駆動・牽引システム、エレベーターの速度調整方法、制御方法の更新と改善にあります。
1. エネルギーフィードバック技術
エネルギーフィードバック技術とは、モーターが発電状態の時に、インバーターを使って周波数変換器の直流側を交流電力に変換し、電力網にフィードバックする技術です。エレベーターの動作特性から、動作状態の半分は発電状態であることがわかります。理論上、エネルギーフィードバック技術の省エネ効果は非常に優れているはずです。不完全な統計によると、現在、エレベーターの92％以上が回生抵抗加熱の形でのみこのエネルギーを無駄にしています。2011年初頭に全国で稼働している約130万台のエレベーターの統計に基づくと、各エレベーターの平均電力が15kW、回生抵抗器の平均電力が5kWであると仮定すると、中国で約700万kWの電気炉が使われずに加熱されているのと同じです。なんという無駄でしょう！エネルギーフィードバック技術は、エレベーターの入力電源を制御対象として扱い、多くの利点があります。現在、この技術は複数のエレベーターメーカーに広く採用されており、高度な多重整流技術によって処理された電力を建物の電力系統にフィードバックし、建物内の他の電気機器で利用できる電力フィードバックシステムも開発されています。PFEシリーズエレベーターフィードバック省エネ装置は、エレベーター専用のフィードバックブレーキユニットです。エレベーターのインバータコンデンサに蓄えられた回生電力を効果的に交流電力に変換し、系統にフィードバックすることで、エレベーターをグリーンな「発電所」へと変貌させ、他の機器に電力を供給し、節電効果を発揮します。さらに、エネルギー消費用の抵抗器を交換することで、機械室の周囲温度が低下し、エレベーター制御システムの動作温度が向上し、エレベーターの寿命が延びます。機械室ではエアコンなどの冷却設備を使用する必要がなくなり、間接的に節電効果をもたらします。
2. VVVF（可変電圧可変周波数速度制御）技術
VVVF技術は、現代の交流速度制御式エレベーター駆動制御システムに広く採用されています。成熟したVVVF技術をエレベーター駆動システムに採用することは、今日ではエレベーターの駆動制御性能を向上させ、エレベーターの運行品質を高めるための主要な手段となっています。VVVF技術は、様々な交流二速モーター速度制御駆動装置を廃止し、直流ギアレス駆動装置に置き換えました。これにより、エレベーターの運行性能が向上するだけでなく、効果的な省エネと損失の低減にもつながります。以下では、エレベーターの運行段階に応じてVVVFエレベーターの省エネ性能を分析します。エレベーターの運行は、起動、定速運転、制動の3段階に簡略化できます。
（１）始動段階：VVVFは低周波状態で始動するため、無効電流が低くなり、始動電流とエネルギー消費量が大幅に削減されます。
（2）定速区間：ACVV（電圧・速度制御）エレベーターの定速運転時の消費電力は、VVVF制御エレベーターの全負荷上昇時および半負荷上昇時の消費電力とほぼ同等です。軽負荷上昇時（または重負荷下降時）には、逆プル効果により、ACVVエレベーターは制動トルクを発生させるために電力網からエネルギーを得る必要がありますが、VVVFエレベーターは回生ブレーキ状態で動作するため、電力網からエネルギーを得る必要はありません。
（3）制動部：ACVVエレベーターの制動部は、一般的にエネルギー消費制動方式を採用しており、電力網から消費制動電流を取得し、その電流を熱エネルギーに変換してモーターのローターで消費します。慣性輪が大きいモーターの場合、消費制動電流は60～80Aに達することがあり、モーターの発熱も比較的深刻です。VVVFエレベーターは、制動時に電力網からのエネルギーを必要とせず、電動モーターは回生制動状態で動作します。エレベーターシステムの運動エネルギーは電気エネルギーに変換され、モーターの外部抵抗によって消費されるため、省エネになるだけでなく、制動電流によるモーターの発熱現象も回避できます。
実際の運用計算によると、VVVF制御のエレベーターは、ACVV調速エレベーターと比較して30%以上の省エネ効果があります。また、VVVFシステムは電気システムの力率を改善し、エレベーターの回線設備と電動モーターの容量を30%以上削減できます。以上のことから、VVVF可変周波数調速エレベーターは明らかな省エネ特性を有し、エレベーター調速の発展方向を体現し、経済効果と社会効果の両方において大きなメリットをもたらすことがわかります。
3. DCバスエレベーター制御システムの原理と応用
エレベーターが頻繁に使用される場所では、1台のエレベーターだけでは十分ではなく、2台以上のエレベーターが同時に使用されることがよくあります。このように、1台または2台のエレベーターが発電時に発生する余剰エネルギーを、これらのエレベーターが共有するバスバーにフィードバックすることで、省エネを実現することが考えられます。共通DCバスエレベーター制御システムは、一般的に遮断器、接触器、インバータ、モーター、ヒューズで構成されています。その特徴は、システムのDC側にあるすべてのエレベーターを共通のバスバーに接続することです。これにより、各エレベーターは動作中に独自のインバータを介して交流電力を直流電力に変換し、バスにフィードバックすることができます。バスバー上の他のエレベーターはこのエネルギーを最大限に活用できるため、システム全体のエネルギー消費量を削減し、省エネを実現できます。エレベーターの1台が故障した場合は、そのエレベーターのエアスイッチをオフにするだけです。この方式は、構造がシンプルでコストが低く、安全性と信頼性に優れています。
4. 新しい牽引媒体の応用
エレベーターの従来の牽引媒体はワイヤーロープであり、ワイヤーロープの重量と摩擦により多くのエネルギーを消費します。エレベーター業界では、従来のワイヤーロープの代わりにポリウレタン複合鋼帯を採用することで、従来のエレベーターの設計概念を完全に覆し、省エネと効率化を実現しました。厚さわずか3ミリメートルのポリウレタン鋼帯は、従来のワイヤーロープよりも柔軟性と耐久性に優れ、寿命は従来のワイヤーロープの3倍です。ポリウレタン鋼帯の高靭性と高抗力により、メインエンジンの設計は小型化傾向にあります。メインエンジンの牽引輪の直径は100〜150ミリメートルまで縮小できます。永久磁石ギアレス技術と組み合わせることで、従来のメインエンジンと比較して牽引機の容積を70％削減でき、機械室のない設計を容易に実現でき、建物のスペースを大幅に節約し、建設コストを削減します。現在、オーティスGEN2エレベーターとXunda 3300APエレベーターの両方にこの技術が採用されており、従来のエレベーターと比較して最大50%の省エネ効果が実証されています。また、Xundaエレベーター社の高強度コアレス合成繊維トラクションロープは現在運用検証段階にあり、近い将来中国市場に投入される見込みです。
5. 可変速技術
可変速エレベーター技術は、近年登場したもう一つの新しい省エネ・環境に優しい技術です。可変速エレベーター技術の研究開発は、従来のエレベーター製品の省エネポテンシャルに基づいています。従来のエレベーターの運転中は、満員・空荷を問わず、牽引機が最大負荷、つまり牽引機の出力が最大になる場合にのみ定格速度が設定されます。しかし、乗客が約半分しかいない場合、ボックスがカウンターウェイトとバランスしているため、牽引機への負荷は実際には小さく、出力に余裕があります。つまり、牽引機の電力の一部しか使用されていないことになります。可変速エレベーター技術とは、低負荷時に余剰電力を利用して、同じ電力条件下でエレベーターの速度を上げる技術です。この新技術を適用することで、エレベーターの最高速度を定格速度の1.6倍まで上げることができます。シミュレーション実証では、乗客の待ち時間が約12％短縮されました。これは、乗客が最も不満を抱いているエレベーターの待ち時間と乗車時間を短縮するだけでなく、移動効率と快適性も向上させます。移動効率の向上により、エレベーターの待機時間が延長され、エレベーターの照明を消すことができるため、大幅な省エネ効果が得られます。同時に、可変速エレベーター技術は、牽引機の機種を増やすことなくエレベーターの速度を1段階上げることができるため、コストと省エネに重要な役割を果たすことができます。
6. 目的層選択システム
Xunda M10制御システムは、中国で初めて目的階選択技術を採用しました。継続的な改良と研究開発の革新により、その利用コンセプトは中国国民に受け入れられ、業界の後継者たちの継続的な革新をリードしてきました。新世代システムであるシンドラーIDシステムは、中国の複数の高級ビル（南京紫峰ビル、中国石油化工ビルなど）に導入されています。従来のエレベーターは、乗車後に階数を選択し、エレベーターに目的階を知らせるだけでした。そのため、ピーク時には階ごとに停止することが多く、効率が悪かったです。しかし、目的階選択システムを適用することで、同じ階に向かう人々を乗車前に整理することができ、効率性を向上させることができます。関連ソフトウェアデータベース、Bluetooth技術、コミュニティ管理システムを組み合わせることで、スマートカードによる呼び出しとエレベーターの割り当てを活用し、エレベーターをスマートビルディングに真に統合することができます。ビルに入る人の活動エリアが事前に設定され、ビルとコミュニティの管理効率と安全レベルが向上します。
7. エレベーターかごの照明システムとフロア表示システムを更新する
関連情報によると、エレベーターかご内で一般的に使用されている白熱灯、蛍光灯などの照明器具をLED発光ダイオードに更新することで、照明使用量を約90%削減でき、器具の寿命は従来の器具の30～50倍になります。LEDランプは一般的に1Wの電力しかなく、発熱もなく、様々な外観デザインや光学効果を実現でき、美しく優雅な印象を与えます。エレベーターはスタンバイモードになっており、フロアディスプレイシステムは常に作動状態です。スリープ技術を使用して自動的に電源をオフまたは明るさを半分に下げることで、省エネ目標も達成できます。
8. 太陽光発電エレベーター
通常のエレベーターと比較して、太陽光発電エレベーターには2つの明らかな特徴があります。1つ目は、電源の自動切り替えが可能であること。2つ目は、補完的な光ネットワークのための新技術を採用していることです。太陽光エネルギーとエレベーターの運転中に発電された電気エネルギーを専用のバッテリーに蓄えることができます。一定のパラメータに達すると、電力網は電力供給を継続する必要がなくなり、自動的にバッテリー駆動状態に切り替わり、太陽光エネルギーを最大限に活用し、電気エネルギーを循環利用します。