盧智斌，陳信勇

（珠海格力電器股份有限公司，珠海 519070）

引言

2019年6月，歐盟委員會發(fā)布了關(guān)于歐盟空調(diào)ERP（Energy Related Products）能效和能源標(biāo)簽新法規(guī)草案，用于替代現(xiàn)行法規(guī)（EU）No 206/2012和（EU）No 626/2011，計劃2022年1月1日正式實(shí)施。本文主要解讀新法規(guī)草案能效新要求，并分析這些要求對目前空調(diào)能效的影響。由于新法規(guī)草案對能效要求有比較大的提高，因此需要對制冷及制熱季節(jié)能效如何優(yōu)化進(jìn)行探討，以達(dá)到更高的能效，提升競爭力，為將來空調(diào)出口歐盟做好準(zhǔn)備。

1 適用范圍

新法規(guī)草案適用范圍沒有改變，還是額定制冷能力（和單熱機(jī)型額定制熱能力）≤ 12 kW的空調(diào)和熱泵機(jī)組，輸入功率≤ 125 W的舒適性風(fēng)扇。

2 協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)

歐盟委員會給出了協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)需要包含的具體內(nèi)容要求和協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)采納的期限。除了常規(guī)的EN 14511，EN 14825，EN 12102-1，IEC 60879外，還增加了單風(fēng)管和雙風(fēng)管的滲透影響和季節(jié)能效計算的新標(biāo)準(zhǔn)，要求限期是2022年1月1日。

另外還可以看出歐盟正在起草一份關(guān)于機(jī)組能效的標(biāo)準(zhǔn)，通過該標(biāo)準(zhǔn)可確定機(jī)組的宣稱能力，SEER/EER，SCOP/COP值，但無需制造商提供機(jī)組設(shè)置信息。要求限期是2025年1月1日，目前還無法知道該標(biāo)準(zhǔn)是如何確定以上數(shù)值。但不用提供機(jī)組的設(shè)置信息，就能確定以上數(shù)值，只能是讓機(jī)組按給定工況自由跑進(jìn)行測試，從而得出測試結(jié)果計算季節(jié)能效比，此方法更貼合機(jī)組實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，能真實(shí)反映機(jī)組的實(shí)際性能。預(yù)計在不久的將來歐盟能效要求將再次迎來大變化。

3 新法規(guī)草案能效要求

3.1 最低能效要求

新法規(guī)草案要求，對季節(jié)能效統(tǒng)一用ηs,c 和ηs,h 進(jìn)行評價，這與其他能效法規(guī)保持一致，但CC轉(zhuǎn)換系數(shù)用的是2.1，這與其他能效法規(guī)使用的2.5不同，注意計算時的區(qū)別。

按機(jī)組類別主要分為移動式單/雙風(fēng)管空調(diào)，固定式單/雙風(fēng)管空調(diào)，其他固定式空調(diào)，按額定能力6 kW作為界限劃分。

新法規(guī)草案要求制冷量小于6 kW的固定式空調(diào)SEER為6.01，SCOP為3.99，對比舊法規(guī)206分別提高30.7 %和5 %；制冷量大于6 kW的固定式空調(diào)SEER為5.50，SCOP為3.91，對比舊法規(guī)206分別提高27.9 %和2.9 %。能效要求明顯提高，特別是制冷SEER。

新法規(guī)草案最大的變更是移動式空調(diào)由原來舊法規(guī)的單點(diǎn)EER/COP評價更改為季節(jié)能效SEER/SCOP評價，制冷SEER限值為2.31，制熱SCOP為1.03和1.07。

新法規(guī)草案對于噪音的最低限值要求與舊能效相同。

3.2 能效等級要求

新法規(guī)草案的變更點(diǎn)有能效等級由目前A+++-G調(diào)整為A-G等級、能源標(biāo)簽樣式的變更、噪音按等級劃分等。

以固定式空調(diào)為例，由表1可看出，由于最低能效的限制，新法規(guī)草案的制冷和制熱平均區(qū)最低能效等級為C等級，對應(yīng)舊法規(guī)最低能效等級為A等級，因此目前制冷和制熱平均區(qū)能效等級低于A等級的空調(diào)在新法規(guī)正式實(shí)施后將會被淘汰。新法規(guī)最高能效制冷和制熱A等級的能效要求相對于舊法規(guī)A+++等級分別提升14.4 %和4.2 %，制冷A等級提升較為明顯。

表1 新舊法規(guī)能效等級對應(yīng)關(guān)系

另外，噪音也劃分為A-D共4個能效等級，這是歐盟能效法規(guī)首次引入對噪音進(jìn)行等級劃分，目的是讓消費(fèi)者能更清晰直觀地比較出不同空調(diào)之間的噪音高低。

3.3 功能要求

新法規(guī)草案增加了對移動式空調(diào)的功能要求，主要有以下2點(diǎn)：

1）移動式熱泵空調(diào)應(yīng)包含一個輔助電加熱，其最大制熱能力（elbu_max） 應(yīng)至少等于elbu（Tdesignh）；

2）單風(fēng)管移動式熱泵空調(diào)應(yīng)包含一個室外溫度傳感器，其用于根據(jù)室外溫度控制熱泵和電輔熱。

3.4 資源效率要求

新法規(guī)草案增加了對空調(diào)售后和維護(hù)的要求，而且要求比較多。重點(diǎn)是對售后備用件供應(yīng)、訪問維修和保養(yǎng)信息、拆卸機(jī)組物料的回收和再循環(huán)等具體操作要求。

3.5 信息要求

提供給安裝人員和消費(fèi)者的說明手冊，和制造商、進(jìn)口商、授權(quán)代表的網(wǎng)站上應(yīng)包含以下內(nèi)容：

1）空調(diào)、熱泵或舒適風(fēng)扇的正確安裝和維護(hù)（包括清潔）說明；

2）對于在寒冷氣候（colder）下無法確定制熱能效的設(shè)備，應(yīng)備注“this appliance is not intended to be used cold climates in Europe”；

3）對于在溫暖氣候（warmer）下無法確定制熱能效的設(shè)備，應(yīng)備注“this appliance is not intended to be used warm climates in Europe”；

4）訪問專業(yè)維修（互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁，地址，聯(lián)系方式）；

5）直接從制造商或通過其他渠道訂購備件的相關(guān)信息；

6）維修設(shè)備所需的備件所需的最短期限；

7）空調(diào)、熱泵或舒適風(fēng)扇的最短保修期限；

8）說明如何在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中找到該型號信息，通過網(wǎng)站鏈接連接到產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，和如何在產(chǎn)品上找到型號。

4 測試和計算

4.1 空調(diào)及熱泵能效計算基本要求

1）制冷季節(jié)能效比ηs,c計算用SEER/轉(zhuǎn)換系數(shù)CC（=2.1），%為單位，再減去F(1)=3 %。

2）制熱季節(jié)能效比ηs,h計算用SCOP/轉(zhuǎn)換系數(shù)CC（=2.1），%為單位，再減去F(1)=3 %。

3）固定式空調(diào)及熱泵的待機(jī)功率Psb應(yīng)包含網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率。如WIFI模塊功率。該要求即需要打開機(jī)組的WIFI功能測試待機(jī)功率，此將提高Psb功率，對制冷季節(jié)能效比SEER的計算影響較大。由于待機(jī)功率在計算制熱季節(jié)能效比ηs,h（SCOP）時小時數(shù)為0，因此待機(jī)功率不影響制熱季節(jié)能效比SCOP。

4.2 固定式空調(diào)及熱泵季節(jié)能效計算

新法規(guī)草案給出的計算方法和目前法規(guī)的方法相同。

4.3 移動式空調(diào)及熱泵季節(jié)能效計算

新法規(guī)草案最大的變更點(diǎn)是移動式空調(diào)將采用季節(jié)能效比評價，旨在和固定式空調(diào)及熱泵共同使用季節(jié)能效比及評價等級，使其具有可比性。

單風(fēng)管移動式空調(diào)及熱泵和雙風(fēng)管的季節(jié)能效計算方法有部分不同，并且單風(fēng)管機(jī)組還需考慮滲透影響PINF(Tj) 。由于目前新法規(guī)草案給出的具體計算方法還不確定，需待協(xié)調(diào)新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后才能分析。

5 市場監(jiān)督要求

新法規(guī)草案給出的市場監(jiān)督要求與目前法規(guī)的要求基本相同，認(rèn)證測試報告不能使用容差，并需要符合新法規(guī)草案新增的功能要求和資源效率要求。

抽測容差將按制冷能力進(jìn)行劃分，并逐級降低容差，從8 %到4 %，抽測容差要求比目前法規(guī)更嚴(yán)格，具體見表2。另外還要求如果某個型號被抽測不合格，其所有等同的型號（如目前在ERPL系統(tǒng)上注冊的不同面板機(jī)型）也會被判不合格。

表2 市場監(jiān)督允許容差

另外新法規(guī)草案不允許機(jī)組在抽測時檢測到機(jī)組正在測試而自動進(jìn)入專門的測試模式，使其能效更好。機(jī)組軟件升級時也不能改變機(jī)組的性能使其不符合法規(guī)的要求。

6 制冷及制熱季節(jié)能效優(yōu)化探討

6.1 制冷季節(jié)能效優(yōu)化

按標(biāo)準(zhǔn)EN 14825:2018要求，制冷季節(jié)能效共涉及4個工況，若按每個工況能效提升5 %，對SEER的提升影響見表3。由表3可知C工況能效比重最大，其次是B工況，重點(diǎn)提升這2個工況能效對SEER的提升貢獻(xiàn)最大。

表3 各工況對SEER的影響

空調(diào)制冷設(shè)計負(fù)荷等于空調(diào)A工況制冷能力，A工況能力越大，制冷設(shè)計負(fù)荷將越大，B工況和C工況對應(yīng)的部分負(fù)荷也將變大。一般在空調(diào)最佳能效運(yùn)行范圍內(nèi)，能力與能效成反比，因此制冷設(shè)計負(fù)荷不宜過高。

對于B工況和C工況的測試，可適當(dāng)降低外風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低整機(jī)功率，并調(diào)整電子膨脹閥開度，讓機(jī)組過熱度維持在3～5度之間。由于標(biāo)準(zhǔn)要求變頻空調(diào)測試能力可在對應(yīng)部分負(fù)荷±10 %內(nèi)，因此可適當(dāng)降低壓縮機(jī)頻率讓機(jī)組運(yùn)行在-5 %部分負(fù)荷內(nèi)，保證足夠的余量和避免開停機(jī)衰減能效，從而提升B工況和C工況的能效。對于低溫制冷D工況，由于部分負(fù)荷比只有21 %，一般空調(diào)需要進(jìn)入開停機(jī)衰減能效，由于壓縮機(jī)進(jìn)入低頻區(qū)域運(yùn)行，頻率越低能效會下降，因此可適當(dāng)提升壓縮機(jī)頻率以提升空調(diào)能力能效。

另外，由于新法規(guī)要求待機(jī)功率測試需要包含網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率，目前較多空調(diào)已有WIFI智能功能，因此在制冷待機(jī)測試時，關(guān)機(jī)10 min后相關(guān)WIFI電路需要進(jìn)入低功耗模式，以便降低待機(jī)功率。待機(jī)功率對制冷季節(jié)能效比SEER的影響，以一匹低能效空調(diào)、一匹高能效空調(diào)、二匹低能效空調(diào)、二匹高能效空調(diào)為例作對比。由表4和圖1可看出：

圖1 待機(jī)功率、SEER的關(guān)系

表4 待機(jī)功率對SEER的影響

1）制冷設(shè)計負(fù)荷越小，待機(jī)功率對空調(diào)SEER的影響越大。待機(jī)功率每增加0.5 W，SEER將下降0.4～1.1 %。

2）制冷季節(jié)能效比SEER越高，待機(jī)功率對空調(diào)SEER的影響越大。由于SEER越高，總輸入功率將更小，導(dǎo)致相同的待機(jī)功率在計算時占比更高，影響更大。

3）由以上得出小冷量高能效比SEER的空調(diào)，重點(diǎn)降低待機(jī)功率，可有效提高制冷季節(jié)能效比SEER。

溫控停機(jī)功率測試可在壓縮機(jī)停機(jī)10 min后降低或關(guān)閉室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，關(guān)閉室外風(fēng)機(jī)，從而降低功率消耗。

6.2 制熱季節(jié)能效優(yōu)化

按標(biāo)準(zhǔn)EN 14825:2018要求，制熱SCOP提升除了與A-G 7個工況能效相關(guān)外，還與平衡點(diǎn)溫度的選取有很大關(guān)系。平衡點(diǎn)溫度的選取直接關(guān)系到制熱設(shè)計負(fù)荷的確定和SCOP的計算。

當(dāng)設(shè)定平衡點(diǎn)溫度升高時，對應(yīng)的空調(diào)制熱能力也提高，因此按平衡點(diǎn)制熱能力倒推出的制熱設(shè)計負(fù)荷也增大。當(dāng)制熱設(shè)計負(fù)荷增大時，每個工況對應(yīng)的部分負(fù)荷需求也增大，因此空調(diào)要達(dá)到負(fù)荷需求只能提高制熱能力，各工況相應(yīng)能效比會下降。當(dāng)制熱設(shè)計負(fù)荷增大時，空調(diào)的最大制熱能力滿足不了的低溫工況會越來越多，電輔熱補(bǔ)償會增大，使SCOP下降，并且制熱設(shè)計溫度對應(yīng)的電輔熱補(bǔ)償值也增大，同時該參數(shù)需要標(biāo)示在產(chǎn)品信息表中，讓消費(fèi)者了解按標(biāo)稱的制熱設(shè)計負(fù)荷需要的額外電輔熱值。但當(dāng)制熱設(shè)計負(fù)荷過小時，各工況空調(diào)進(jìn)入開停機(jī)衰減能效的概率也變大，因此應(yīng)適當(dāng)選取平衡點(diǎn)溫度，以確定制熱設(shè)計負(fù)荷和提升制熱季節(jié)能效比SCOP。

以某2匹空調(diào)制熱平均區(qū)為例，平衡點(diǎn)溫度最高不能高于2 ℃，圖2是以各溫度點(diǎn)作為平衡點(diǎn)溫度時制熱設(shè)計負(fù)荷和SCOP制熱季節(jié)能效的關(guān)系。由圖可看出，當(dāng)平衡點(diǎn)設(shè)定為2 ℃時，制熱設(shè)計負(fù)荷最大，可達(dá)到8 kW，但對應(yīng)SCOP只有2.9左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于平衡點(diǎn)設(shè)定為-7 ℃時的SCOP。制熱設(shè)計負(fù)荷隨著平衡點(diǎn)溫度下降而下降，SCOP隨著平衡點(diǎn)溫度下降而提高，當(dāng)?shù)?7 ℃左右時SCOP能達(dá)到最大值。因此在平均區(qū)選取平衡點(diǎn)時，可根據(jù)機(jī)組實(shí)際性能在-7 ℃左右選取平衡點(diǎn)溫度并確定制熱設(shè)計負(fù)荷。

圖2 平衡點(diǎn)溫度、制熱設(shè)計負(fù)荷和SCOP的關(guān)系

確定平衡點(diǎn)溫度和制熱設(shè)計負(fù)荷后，若按每個工況能效提升5 %，平衡點(diǎn)溫度設(shè)為-7 ℃，對SCOP的提升影響見表5。由表5可知B工況能效比重最大，其次是C工況，重點(diǎn)提升這2個工況能效對SCOP的提升貢獻(xiàn)最大。

表5 各工況對SCOP的影響（平均區(qū)）

按每個工況對應(yīng)的部分負(fù)荷需求來設(shè)置機(jī)組制熱能力，使制熱能力達(dá)到負(fù)荷需求±10 %內(nèi)。在平衡點(diǎn)溫度以上的工況可適當(dāng)降低壓縮機(jī)頻率讓機(jī)組運(yùn)行在-5 %負(fù)荷需求內(nèi)，從而提升機(jī)組能效。制熱提升能效的措施與制冷的基本相同，都是以提升能力和降低功率為目標(biāo)。

7 結(jié)語

通過以上解讀可知，新法規(guī)草案增加了許多新的要求，主要變更點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：

1）最低能效要求提高，需對目前空調(diào)的制冷及制熱季節(jié)能效進(jìn)行優(yōu)化，以提高能效和等級；

2）移動式空調(diào)能效評價由單點(diǎn)能效變更為季節(jié)能效，并需要增加電輔熱和溫度傳感器；

3）固定式空調(diào)及熱泵的待機(jī)功率應(yīng)包含網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率；移動式空調(diào)及熱泵待機(jī)功率刪除0.5 W和1 W的要求；

4）增加功能性要求和資源效率要求；

5）市場抽測容差加嚴(yán)，按制冷量劃分逐級降低容差。

以上幾個主要變更點(diǎn)對出口歐盟家用空調(diào)影響比較大，特別是待機(jī)功率，必然會影響制冷季節(jié)能效。單風(fēng)管移動式空調(diào)熱泵需要增加電輔熱和溫度傳感器，機(jī)組成本將會增加，并需要按新標(biāo)準(zhǔn)要求測試和計算是否符合新法規(guī)的要求。因此，需要時刻關(guān)注新法規(guī)草案的最新動態(tài)，提前做好新能效的過渡準(zhǔn)備工作。