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GB 24849-2017《家用和类似用途微波炉 能效限定值及能效等级》解读

2017-11-02 来源:安规与电磁兼容网 作者:刘伟王赓 成建宏 迟学君 浏览次数:35
导读:一、制修订背景 《家用和类似用途微波炉能效限定值及能 效等级》国家标准于 2010年首次发布实施。家用 和类似用途微波炉(以下简称微波炉)能效标准的实施,对微波炉产品能效水平的提高起到了很大的促进作用。但随着标

一、制修订背景

《家用和类似用途微波炉能效限定值及能 效等级》国家标准于 2010年首次发布实施。家用 和类似用途微波炉(以下简称微波炉)能效标准的实施,对微波炉产品能效水平的提高起到了很大的促进作用。但随着标准的实施,陆续出现了些问题,需要对标准进行修订。

  

(1)产品能效已经整体提升:微波炉能效 标准已实施多年,产品能效及市场上的产品结构已经发生变化,需要适当提高能效指标,以促进行业进步。

(2)能效计算公式存在缺陷:2010版能效 标准在能效计算公式和热效率计算公式中加热 时间的表述方面存在不一致(采用IEC标准,而 IEC标准本身存在缺陷),导致一些企业单纯追 求所谓的“高”能效,而将磁控管预热时间包括在效率计算公式中,致使产品能效虚高,损害消费者利益。这种行为降低了能效标准的权威和信誉,不利于行业的技术发展。

(3)引用标准已经修订:标准所引用的一些规范性文件,如测试方法标准和安全规定标准已 经有新修订版本(相应的IEC标准IEC 60705已经修订,对应的国家标准也已经修订),因此能效标准也需要进行相应的更新。

(4)加热均匀性是否需要包含:2010版能 效标准中包含了加热均匀性的要求。由于加热均匀性要求和能效要求相矛盾,有企业呼吁取消加热均匀性要求。

(5)新产品出现:中国是世界上最大的微波炉生产地,年产量约 6000万台,世界上超过 80%的微波炉产自中国。随着技术的不断革新, 新技术在产品上的应用也越来越多。老版能效标准中只包含了普通微波加热以及烧烤功能。近几年有越来越多的功能微波炉,比如带有“蒸”功能的微波炉进入市场,新版的能效标准有必要对这些应用新技术的产品进行评估并尽可能的将其包括在标准范围当中,及时规范市场,促进新技术的应用。

在这种情况下,2014年该标准的修订获得国 家标准委批准立项,2015年7月,修订后的微波炉 能效标准通过了审查,并于 2015年10月确定了标 准报批稿,12月报国家标准技术审查部审批。自2016年元旦起,根据国务院关于强制性标 准精简整合的有关精神,国家标准委开始强制性进行标准整合工作,所有尚未完成审查的强标暂停审查,微波炉能效标准处在尚未完成审查强标 之列,被暂停审查。2016年9月20号,全国能源基 础与管理标准化技术委员会召开了全体委员及相关行业专家扩大会议,通过了有关强制性能效标准内容修改的决议。根据决议,删除了有关节能评价值的相关内容,经过调整形成了新的报批稿,再次报批。几经波折之后,微波炉能效标准 最终于2017年5月发布,并将于 2018年6月实施。

二、标题主要修订内容

2.1 不再提及节能评价值

删除了标准文本中所有提及节能评价值的内容,但作为原节能评价值的能效 2级的能效值 及各级能效值等指标与首次报批时保持不变。并且,前言中也删除了条款强制的说明内容。

2.2 能效等级由5级调整为3级

2010版微波炉能效标准中,产品的能效等 级分为5级。由于原标准中能效等级的级间差只 有2个百分点,导致由于测量不确定度等原因, 检测结果可能产生跨级问题。本次修订采取等级区间能效差放大的方式,能效级间差调整为 4,避免了由于测量不确定度等原因造成的可能 的跨级问题。调整后标准的能效等级分为 3级。 1级是目标值,达到 1级要求的产品是先进、高效 产品,目前市场上没有或只有少数产品能够达到; 2级也为高效产品,能够达到 2级能效要求的 通常也不超过20%; 3级为市场准入指标,不能 满足该等级能效指标的产品为淘汰产品,应禁止其生产和销售。

2.3 取消了加热均匀性的要求

从加热均匀性和能效的测试方法上看,同样是评估电热的转换效率,加热均匀性强调的是微波在整个腔体内的分布情况,而能效则强调微波能量在转盘中间的聚焦程度,聚焦越高,则输出功率越高,对应的能效值也会越高。两个要求是对立矛盾的:要想提高加热均匀性,就得牺牲能效指标,反之亦然。并且,项目组收集的来自生产厂家的研究结果表明:均匀性指标高的微波炉,煮食物的效果不一定好。而均匀性指标差的微波炉,煮食物效果反而通常都比较好,所以加热均匀性和煮食物这两者没有必然的联系。因此,经过讨论,起草组决定在修订后的微波炉能效标准中取消关于加热均匀性的要求。

2.4 完善了能效测试方法

2010版微波炉能效标准中,微波炉效率计算 公式为:

    

式中加热时间t的表述为:加热时间。

微波炉输出功率计算公式:

  

式中加热时间t的表述为:加热时间,除去磁 控管灯丝预加热时间。这两个公式中的加热时间 为同一加热时间,但是由于 IEC标准的缺陷,将 同一个加热时间在两个公式中采用了不同的表述,导致有的厂家在计算微波炉效率时,将磁控管灯丝预加热时间也包括在了加热时间内,这样 最多可以导致10%的能效虚高。本标准修订时, IEC标准已经做了修订,纠正了这一错误。修订后 的微波炉能效标准中,也对微波输出效率的计算 公式中的加热时间t做出了修订,统一了微波炉效 率计算公式和微波炉输出功率计算公式中加热 时间t的表述,均为:加热时间,除去磁控管灯丝 预加热时间。

除去磁控管灯丝预加热时间后,能效计算公式中的加热时间变短。由于加热时间处在效率计算公式的分子上,在其他条件相同的情况下,新的测试方法将导致同一微波炉采用新的测试方 法计算出来的能效比用2010版能效标准中的方 法得到的能效低。能效降低的程度和磁控管预加热时间的长短有关, 5~6秒的预加热时间会带 来9%~10%的效率差, 3~4秒预加热时间会带

来5%~6%的效率差。通过对来自企业和检测机 构的230多组对比测试数据的统计分析表明,新 版标准中明确并统一了加热时间的描述之后,同 一微波炉的效率值平均比2010版标准低了大约5 个百分点。

2.5 提高了能效限定值及各级产品的能效指标

新标准提高了能效限定值、关机功率、待机 功率及烧烤能耗限定值指标,见表1、表 2。

能效限定值为表1中能效等级的3级的最低 要求值。各能效等级的产品都必须同时满足所在能效等级的能效指标要求,以及烧烤能耗限定值指标、关机和待机功率限值指标的要求。

(1)能效限定值:2010版能效标准中规定了 目标能效限定值,也就是标准实施两年后(2012 年12月),能效限定值变为 4级:56(按2010版 本的计算方法)。本次修订时,由于新的限定值 刚刚实施2年多,提高很多会给厂家带来很大压 力。由于按新的计算方法,能效降低 5个百分点, 修订后的能效限定值定在52(能效3级),相当于 2010版能效指标的57,比 2010版标准中的目标能 效限定值提高了1个百分点,比 2010版能效标准 实施时的能效限定值提高了3个百分点。

(2)烧烤能效限定值:烧烤能耗限定值已 经从2010年标准实施时的1.4W?h提高到了2012 年的1.2W?h(目标能效限定值)。由于新的限定 值实施时间尚短,因此本次修订暂不对烧烤能耗限定值进行提升,对烧烤能耗限定值的规定仍然为:“具有烧烤功能的微波炉,每摄氏度温升 的能耗应不大于1.2W?h”。2010版标准中的烧烤是针对当时的上烧烤模式给出的,近年来出现了上、下和后面都有加热源的烧烤方式。由于烘烤等其他方式的烧烤目前缺乏足够的支撑数据,经讨论,暂不纳入。

(3)关机功率和待机功率:微波炉的关机功 率应不大于0.5W(2010版能效标准实施时为1W, 2011年7月1日后为0.5W)。待机模式时具有信息或 状态显示(包括时钟)功能的微波炉,其待机功率 应不大于1W(2010版能效标准实施时为2W,2011 年7月1日后为1W);由于关机功率和待机功率在 2010版能效标准实施之后已经有了一次提升,本 次修订不再进行提升。具有待机模式但不具备任。

  

何信息显示功能的微波炉,其待机功率应不大于 0.5W。由于市场上已经出现了带有 Wi-Fi,蓝牙等 通讯协议功能的微波炉,而这些产品在技术上满足不了待机功率和关机功率的要求,作为一种特殊情况,起草组决定对其给予特殊对待,增加了备注,放在了能效等级的表格之内。

三、能效验证

由于几乎所有的能效标准修订后的能效指标都比修订前提高了,而微波炉能效标准修订后,起码从数字表面上看,每一级能效指标都比修订前降低了。虽然标准审定时已经提供了修订后由于能效试验方法中对于微波炉效率计算中加热时间描述的修正,使得按照修订之后的标准 的试验方法得到的能效值比2010版降低了4个百 分点以上的说明,但审定会上,审定委员会仍认为需要更多的能效验证数据,来证明标准修订后,各级能效指标实际上是得到了提升。为此,起草组在审定会后,进一步从检测机构和企业征 集了相关能效和销量的数据。共征集到230多组 来自检测机构和企业的关于磁控管预热时间去除后能效变化的数据。

图1为这230多组检测数据的散点图。从图1中可以看出,能效降低最小的在 2个百分点左右, 最高的则将近10个百分点。这些数据为检测机构单个样品的试验数据,以及企业各个型号产品的 检测数据,与销量无关,其算数平均值为5.4。以 此数据为基础,说明送审稿中 2级和3级能效指标 在和原指标相差4的情况下实际上提高了1.4,1级能效指标在比和原指标相差2的情况下实际上提 高了3.4。

  

  图1 磁控管预热时间去除后产品能效降低的数据散点图

此外,起草组还向主要企业征集了其所有产品型号因试验方法改变导致的能效下降的数据,以及各个能效等级产品的销量数据,从而获得了根据产品销量计算出的各能效等级产品能效降低的销量加权平均数据。带有各个能效等级销量的数据是以前制定能效标准过程中从未得到过的。正是微波炉能效标准这个特殊情况,才导致起草组花大力气去向企业征集各能效等级的销量数据,企业也积极配合,才解决了这一难题。

返回的数据表明,三个主要微波炉生产企业所有型号产品能效降低的算术平均分别为 4.3、4.8和5.6,按销量比例计算的能效降低的 加权平均分别为4.2、3.9和5.6。三家企业能效降 低算术平均的平均值(4.9)和加权平均的平均值 (4.6)都大于4,接近 5。说明微波炉的 2级能效要 求在比修订前降低了4个点的情况下,实际上能效 要求是提高了1个点左右,而能效值比修订前只降 低了2个点的1级和3级能效的能效要求则提高了3 个点左右。并且,这些数据是企业为适应修订的 标准逐步调整其产品结构后的结果,如果和 2010 版能效标准实施的前几年的产品相比,能效降低的会更多,也就是说,如果和前几年的数据相比,这次标准修订能效提高的幅度要更大。

四、重要意义

4.1 淘汰低能效产品、消除能效虚高、引导行业良性发展

本次微波炉能效标准修订主要解决了的问题有:

(1)解决了加热均匀性与能效冲突的问题。 微波炉的能效和加热均匀性是两个互相矛盾的因子:能效考核的是聚焦的点的效率,而加热均匀性考核的则是分散的点的加热效果,均匀性高则势必损失单点聚焦的效率,与高能效的要求是背道而驰的。并且研究表明,加热均匀性和煮食物这两者没有必然的联系。因此,修订后的标准取消了加热均匀性,从能效和煮食效果两方面看都更为合情合理。

(2)解决了老版本能效标准由于IEC标准存在缺陷的能效虚高问题,同时提高了能效指标并进行了能效验证。另外从检测机构的分析得 知,老版本的能效虚高最多达到10%,新版本排 除了能效虚高的可能性,本身就是对能效的一种提高。

(3)能效指标提升合理。国际情况的对比 表明,欧盟,美国没有能效要求,只有待机能耗的要求;几个有能效要求的南美国家的三个能 效等级的能效值分别为54、49、45,远远低于中 国的要求。既然中国的能效指标已经远远高于其他国家,那么我们小幅度提高能效指标就足够了,否则会给企业带来不必要的成本提升,不合情理。

4.2 支撑能效标识制度实施

作为中国能效标识制度所覆盖的产品之一,修订后的微波炉能效标准,将进一步在节能减排活动中发挥积极的作用。以目前微波炉国内年销 量6000万台,每个微波炉平均功率 1000瓦,每天 使用15分钟估算,年能耗在 55亿度电左右。按新 标准10%的高耗能产品能效平均提升3%,在不考 虑其他高能效产品能效提升的情况下,保守估算的年节电量约为1700万度。

作者:刘伟 王赓 成建宏 中国标准化研究院,迟学君 美的集团厨房电器事业部   

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