李 鐵

（威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司 廣州 510663）

引言

針對(duì)低溫冷柜的性能及能耗要求，中國已于2014 年12月發(fā)布相應(yīng)的推薦性測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)證機(jī)構(gòu)于2016年8月發(fā)布自愿性節(jié)能技術(shù)規(guī)范。美國也于2014 年6月發(fā)布相應(yīng)的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，并于2016年12月發(fā)布能源之星要求。為落實(shí)國家節(jié)能減排戰(zhàn)略，同時(shí)為該類產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)充分了解中國和美國兩個(gè)國家之間的貿(mào)易技術(shù)壁壘，本文詳細(xì)研究和分析了低溫冷柜產(chǎn)品國內(nèi)外的性能能效測(cè)試技術(shù)。

本文通過對(duì)中國和美國兩個(gè)國家臥式低溫冷柜產(chǎn)品已頒布或即將頒布的能耗法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)分析及研究，期待為該產(chǎn)品行業(yè)提供詳細(xì)的技術(shù)參考。

1 臥式低溫冷柜產(chǎn)品的特點(diǎn)

該產(chǎn)品是具有適當(dāng)容積和裝置的絕熱箱，中國要求箱內(nèi)溫度控制在-25 ℃～-164 ℃溫度區(qū)間內(nèi)，而美國要求箱內(nèi)溫度控制在0 ℃～-40 ℃以及-70 ℃～-80 ℃范圍內(nèi)。該產(chǎn)品用消耗電能的手段來制冷，具有一個(gè)或多個(gè)間室。在規(guī)定的條件下，當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到規(guī)定溫度后，放入適量物品，這些物品經(jīng)一段時(shí)間達(dá)到規(guī)定溫度，并在要求溫度波動(dòng)范圍內(nèi)可靠儲(chǔ)藏。中國把這種產(chǎn)品的名稱定義為低溫保存箱[1]，美國依據(jù)不同的儲(chǔ)藏溫度，將產(chǎn)品名稱分別定義為試驗(yàn)室及冷凍箱[3]和超低溫試驗(yàn)室級(jí)冷凍箱[3]。我們重點(diǎn)研究溫度范圍為-20 ℃～-40 ℃的臥式低溫冷柜。圖1為臥式低溫冷柜產(chǎn)品示例。

2 耗電量測(cè)試方法

中國和美國兩個(gè)國家對(duì)臥式低溫冷柜產(chǎn)品在制冷性能要求模塊有不同的內(nèi)容。比如中國有特性點(diǎn)溫度、溫度均勻性、降溫時(shí)間、耗電量和溫度顯示及記錄等方面的要求，而美國有有特性點(diǎn)溫度、溫度均勻性、溫度穩(wěn)定性、耗電量等方面的要求。我們重點(diǎn)分析耗電量測(cè)試方面的內(nèi)容。耗電量測(cè)試方法主要包含試驗(yàn)室要求、測(cè)試系統(tǒng)要求和能耗系統(tǒng)要求等三部分內(nèi)容。下面詳細(xì)分析這三部分的差異內(nèi)容。

2.1 試驗(yàn)室要求

重點(diǎn)分析試驗(yàn)室要求的關(guān)鍵要素包含空氣流動(dòng)方向、空氣流動(dòng)速度、試驗(yàn)室可調(diào)溫度、試驗(yàn)室可調(diào)相對(duì)濕度、垂直溫度梯度、熱電偶溫度測(cè)量、熱電偶濕度測(cè)量、耗電量值測(cè)量、試驗(yàn)時(shí)間測(cè)量、試驗(yàn)電壓測(cè)量、試驗(yàn)頻率測(cè)量等。具體內(nèi)容見表1。

在分析表1的具體內(nèi)容后，我們得知中國和美國兩個(gè)國家對(duì)空氣流動(dòng)方向、空氣流動(dòng)速度、試驗(yàn)室可調(diào)溫度、試驗(yàn)室可調(diào)相對(duì)濕度、垂直溫度梯度、熱電偶溫度測(cè)量、熱電偶濕度測(cè)量、耗電量值測(cè)量、試驗(yàn)時(shí)間測(cè)量、試驗(yàn)電壓測(cè)量、試驗(yàn)頻率測(cè)量等關(guān)鍵要素都有要求，對(duì)其他要素則沒有要求。兩國除對(duì)空氣流速要求相同外，對(duì)剩余其他要素的要求都不相同，有很大差異。

2.2 測(cè)試系統(tǒng)要求

測(cè)試系統(tǒng)要求主要包含負(fù)載量、溫度探點(diǎn)材質(zhì)、溫度探點(diǎn)規(guī)格、溫度探點(diǎn)布置圖等關(guān)鍵要素。具體內(nèi)容見表2。

綜合分析表2的具體內(nèi)容后，我們可以得知中國和美國兩個(gè)國家對(duì)負(fù)載量、溫度探點(diǎn)材質(zhì)、溫度探點(diǎn)規(guī)格和溫度探點(diǎn)布置圖等關(guān)鍵要素的具體內(nèi)容完全不同，有巨大差異。

2.3 能耗系統(tǒng)要求

經(jīng)過篩選，能耗系統(tǒng)要求的關(guān)鍵要素主要包含試驗(yàn)室環(huán)境溫度、樣品安裝、防凝露加熱器設(shè)置、門開閉狀態(tài)、試驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)、試驗(yàn)整體時(shí)間、產(chǎn)品溫度均勻性、產(chǎn)品降溫要求和產(chǎn)品特性溫度等。具體內(nèi)容見表3。

圖1 臥式低溫冷柜產(chǎn)品示例

表1 試驗(yàn)室的要求[4]

表2 測(cè)試系統(tǒng)要求[4]

表3 能耗系統(tǒng)要求[4]

經(jīng)過綜合分析表3的詳細(xì)內(nèi)容，我們得知中國和美國兩個(gè)國家對(duì)試驗(yàn)室環(huán)境溫度、樣品安裝、防凝露加熱器設(shè)置、門開閉狀態(tài)、試驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)、試驗(yàn)整體時(shí)間、產(chǎn)品溫度均勻性、產(chǎn)品降溫要求和產(chǎn)品特性溫度等關(guān)鍵要素的要求內(nèi)容完全不同，有巨大差異。我們需要重點(diǎn)關(guān)注這些差異的細(xì)節(jié)。

3 能耗級(jí)別確定和能耗最大值確定

在能耗級(jí)別確定方面，中國和美國兩個(gè)國家針對(duì)低溫冷柜產(chǎn)品都沒有相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。而在能耗最大值確定方面，中國和美國兩個(gè)國家針對(duì)低溫冷柜產(chǎn)品有巨大差異。目前，中國部分認(rèn)證機(jī)構(gòu)實(shí)施自愿的節(jié)能要求，而美國早已于2016年開始執(zhí)行能源之星制度。

本文結(jié)合低溫冷柜產(chǎn)品的特點(diǎn)詳細(xì)分析及研究中美兩個(gè)國家在能耗級(jí)別確定和能耗最大值確定等方面的具體差異內(nèi)容。

3.1 中國

目前，中國對(duì)低溫冷柜還沒有強(qiáng)制性的能效或節(jié)能法規(guī)，只有部分認(rèn)證機(jī)構(gòu)發(fā)布并實(shí)施了自愿性節(jié)能規(guī)則。該類規(guī)則的能耗值等同能耗測(cè)試值，測(cè)試值如在某一個(gè)值以下，則屬節(jié)能。因是自愿性質(zhì)，本文就不做詳細(xì)的分析和研究。

3.2 美國

自2016年9月21日起，美國已對(duì)低溫冷柜產(chǎn)品實(shí)施最新的能源之星要求。對(duì)溫度范圍為0 ℃～-40 ℃的低溫冷柜產(chǎn)品，實(shí)測(cè)天耗電量應(yīng)小于或等于表4中的能耗最大值[3]。

表4 能耗最大值要求

其中，V[2]為實(shí)測(cè)容積，單位ft3。

對(duì)溫度范圍為-70 ℃～-80 ℃的超低溫冷柜產(chǎn)品，實(shí)測(cè)天耗電量每平方英尺應(yīng)小于或等于0.55k Wh/day/ft3。

4 結(jié)論

綜上所述，目前，針對(duì)低溫冷柜產(chǎn)品，全球只有中國和美國兩個(gè)國家有相應(yīng)的性能要求、能耗限定值要求或法規(guī)。相比而言，美國相應(yīng)的法規(guī)更加完善，中國還缺相應(yīng)的能效法規(guī)。在該產(chǎn)品的能效測(cè)試方法方面，特別是試驗(yàn)室要求、測(cè)試系統(tǒng)要求和能耗系統(tǒng)要求等三部分內(nèi)容，中國和美國兩個(gè)國家之間存在很大差異。因此，低溫冷柜產(chǎn)品的相關(guān)企業(yè)需詳細(xì)了解相關(guān)內(nèi)容并積極應(yīng)對(duì)相關(guān)的技術(shù)壁壘，進(jìn)一步提高該產(chǎn)品在全球市場(chǎng)的貿(mào)易通行效率。