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[科普中國]-能效比

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能效比是能源轉(zhuǎn)換效率之比。能效比越大,節(jié)省的電能就越多。在制冷和降噪之外,在日益追求環(huán)保和節(jié)能的今天,用電量的多少也是大家所關(guān)注的。

對于消費者來說,選擇節(jié)能空調(diào)可將日后使用過程中的電費一點一滴的節(jié)省下來,無疑是精明的選擇。在這方面涉及兩個技術(shù)關(guān)鍵詞:能效比和變頻。能效比是指空調(diào)器在制冷運行時,制冷量與有效輸入功率之比。能效比數(shù)值的大小,反映出空調(diào)器產(chǎn)品每消耗1000W電功率時制冷量的大小。

能效比值能效比數(shù)值的大小反映出不同空調(diào)器產(chǎn)品的節(jié)能情況。能效比數(shù)值越大,表明該產(chǎn)品使用時能源轉(zhuǎn)換效率越高,則在單位時間內(nèi),該空調(diào)器產(chǎn)品的耗電量也就相對越少。空調(diào)上的能效標識使您得以很容易地從眾多空調(diào)中“認出”節(jié)能“明星”,只要看清標識右側(cè)箭頭上標注的產(chǎn)品等級便可做出判斷:1級產(chǎn)品最節(jié)能,5級最耗能。還要提醒一點,只有標識標注1、2級的才算節(jié)能空調(diào),其他等級的空調(diào)仍屬耗能產(chǎn)品。

分類制冷制熱現(xiàn)在的空調(diào)器一般同時具備制冷和制熱的能力,因此空調(diào)的能效比也分制冷能效比和制熱能效比兩種,書本中為了區(qū)分這兩種能效比,分別采用不同的簡稱,EER一般指制冷能效比,COP一般指制熱能效比。就中國絕大多數(shù)地域的空調(diào)使用習慣而言,空調(diào)制熱只是冬季取暖的一種輔助手段,其主要功能仍然是夏季制冷,所以人們常說的空調(diào)能效比通常指的是制冷能效比EER。EER和COP越高,空調(diào)器能耗越小,性能比越高。

制冷能效比EEREER是空調(diào)器的制冷性能系數(shù),稱為制冷能效比,表示空調(diào)器單位功率下的制冷量。

計算公式如下:

其中Qc指單位時間內(nèi)的名義制冷量,單位kW,W表示單位時間內(nèi)空調(diào)器所消耗的功率,單位kW

制熱能效比COPCOP是空調(diào)器的制熱性能系數(shù),稱為制熱能效比,表示空調(diào)器單位功率下的制熱量。

計算公式如下:

其中Qh指單位時間內(nèi)的名義制熱量,單位kW,W表示單位時間內(nèi)空調(diào)器所消耗的功率,單位kW

能效標準能效比是指額定制冷量與額定功率(耗電量)的比值。

能效等級是表示空調(diào)產(chǎn)品能效高低差別的一種分級方法,中國能效分5個等級,能效標志的底色為藍色,頂頭有“生產(chǎn)者名稱”、“規(guī)格型號”等信息;最為醒目的就是標志的中間部分,有從1至5個等級標記,從綠色到紅色,并在左邊有信息提示從“能耗低”到“能耗高”,右上角則明示出本規(guī)格型號產(chǎn)品的能效等級。標志的下部提供有“能效比”、“輸入功率”以及“制冷量”的具體數(shù)據(jù)。

能效等級劃定注: 2013年6月1日頒布定速機的能效比新標準,1-3級,分別是3.6 3.4 3.2

能效標識 能效等級

⒉6~2.8 五級

⒉8~3.0 四級

⒊0~3.2 三級

⒊2~3.4 二級

⒊4及以上 一級

1級最節(jié)能,5級能效最低,低于5級的產(chǎn)品不允許上市銷售。空調(diào)企業(yè)需要在產(chǎn)品上加貼能效標識標志,告知消費者其能效水平等級。消費者可以直接通過能效等級標貼清楚地知道哪種空調(diào)是省電節(jié)能的。據(jù)了解,以一臺1.5匹空調(diào)為參考,一級品每小時耗電量不得超過1度,五級產(chǎn)品每小時耗電量不得超過1.35度。

能效等級是表示空調(diào)產(chǎn)品能效高低差別的一種分級方法,按照國家標準相關(guān)規(guī)定,把空調(diào)的能效比分為1、2、3、4、5五個級別。能效標志為2.6至2.8,能耗等級為5級能耗;能效標志為2.8至3.0,能耗等級為4級能耗;能效標志為3.0至3.2,能耗等級為3級能耗;能效標志為3.2至3.4,能耗等級為2級能耗;能效標志在3.4及以上,能耗等級為1級能耗。按規(guī)定,如果產(chǎn)品低于最低市場準入的5級能效,是不允許在市面上銷售的。

家庭使用2級能效比效果最佳,1級能效比的空調(diào)確實要比2級能效比的空調(diào)單位耗電量要低。但是,是否達到最佳省電效果,還需根據(jù)個人家庭使用習慣來換算。一般來說,小1匹和1匹空調(diào)連續(xù)工作10小時才能節(jié)省1.5度電,每天并不需要使用這么長時間的家庭就不需要刻意選擇能效比最高的產(chǎn)品。有專家指出,2級能效比其實是一個“臨界點”,根據(jù)測算,一般家庭使用2級能效比的空調(diào)節(jié)能效果通常達到最佳。

高能效空調(diào)=低能耗空調(diào) 國標1、2、3級能效

高能耗空調(diào)=低能效空調(diào) 國標4、5級能效

高能耗空調(diào)(4、5級能效空調(diào))09年3月在中國強制停產(chǎn)。

制冷量估算市場上有關(guān)空調(diào)器制冷量的標稱很不統(tǒng)一、規(guī)范。嚴格講,空調(diào)器輸出制冷量的大小應(yīng)以W 瓦 來表示,而市場上常用匹來描述空調(diào)器制冷量的大小。這二者之間的換算關(guān)系為:1匹的制冷量大約為2000大卡,換算成國際單位瓦應(yīng)乘以1.162。這樣,1匹制冷量應(yīng)為2000 大卡 ×1.162=2324 W。這里的W 瓦 即表示制冷量,而1.5匹的制冷量應(yīng)為2000 大卡 ×1.5×1.162=3486 W。

人們在選購空調(diào)器時都十分關(guān)心如何確定空調(diào)制冷量的大小。確切地講,空調(diào)制冷量的大小是由房間的面積、高度、朝向、房間密封程度、居住人口以及房間內(nèi)其它家用電器 如電燈、電視機、電冰箱等 的功率、數(shù)量等綜合因素構(gòu)成的。為了方便讀者計算起見,這里只把基本的空調(diào)制冷量的估算方法做一介紹。

通常情況下,家庭普通房間每平方米所需的制冷量為115—145W ,客廳、飯廳每平方米所需的制冷量為145—175W。

比如,某家庭客廳使用面積為15平方米,若按每平方米所需制冷量160W考慮,則所需空調(diào)制冷量為:

160W×15=2400W。這樣,就可根據(jù)所需2400W的制冷量對應(yīng)選購具有2500W制冷量的KC-25型窗式空調(diào)器,或選購KF-25GW型分體掛壁式空調(diào)器。

節(jié)能型空調(diào)器,即制冷量相對較大,而耗電量較小的空調(diào)器,是人們所希望選購的較為理想的空調(diào)器。

在選購時,可以根據(jù)空調(diào)器銘牌上標出的功率指標計算出能效比,來分析一下是否是節(jié)能型空調(diào)器。所謂能效比 也稱性能系數(shù) 即一臺空調(diào)器的名義制冷量與其耗電功率的比值。通常,空調(diào)器的能效比接近3或大于3為佳,就屬于節(jié)能型空調(diào)器。

比如,一臺KF-20GW型分體掛壁式空調(diào)器的制冷量是2000W,額定耗電功率為640W,另一臺KF-25GW型分體掛壁式空調(diào)器的制冷量為2500W,額定耗電功率為970W。則兩臺空調(diào)器的能效比值分別為:

第一臺空調(diào)器的制冷能效比(EER):2000W/640W=3.125

第二臺空調(diào)器的制冷能效比(EER):2500W/970W=2.58

這樣,通過兩臺空調(diào)器能效比值的比較,可看出,第一臺空調(diào)器即為節(jié)能型空調(diào)器

SEER測算SEER定義和EER的定義完全不同,其測算方式也有差異。對于EER的測算,空調(diào)的能力和能效只要通過一個工況測試就可以完全獲得,而對于SEER的測算,由于測算過程中需要考慮系統(tǒng)開/關(guān)循環(huán)損失和累加能源消耗量的影響,因此空調(diào)的能力和能效需要通過四個工況測試并通過一系列的加權(quán)計算才可以獲得最終結(jié)果,見表1。

A工況稱為標準制冷工況,空調(diào)在這個工況條件下測試系統(tǒng)的制冷量。B工況稱為低溫制冷工況,空調(diào)在這個工況條件下測試系統(tǒng)的制冷能效,標準中對其定義為EERB。C工況干工況穩(wěn)態(tài)試驗和D工況干工況斷續(xù)試驗,做這兩個試驗要保證蒸發(fā)器表面處于無凝露的測試狀態(tài)中。A、B、C三個試驗項目都屬于穩(wěn)態(tài)試驗項目,當測試數(shù)據(jù)誤差滿足ASHRAE37-2005所規(guī)定的范圍以內(nèi),即可以按照10分鐘一次的時間間隔進行數(shù)據(jù)結(jié)算。D工況試驗中,空調(diào)要按照6分鐘開機,24分鐘停機,30分鐘為一個循環(huán)周期的方式循環(huán)往復進行,當循環(huán)周期工況穩(wěn)定后,記錄其中一個穩(wěn)定周期的試驗數(shù)據(jù),通過這兩個試驗,求取SEER計算過程中最重要的參數(shù)CD值,標準中定義CD值為效率降低系數(shù),由于精算過程十分復雜,試驗平臺焓差法試驗裝置需要進行程序調(diào)整,因此并非所有焓差測試臺都可以進行CD值的測試,在ARI 210/240標準中對于不能進行C工況和D工況試驗的焓差測試裝置,允許CD值使用0.25替代。將0.25代入公式⑴。

PLF(0.5)=1-0.5×CD………⑴

式中:PLF(0.5)——當制冷負荷系數(shù)為0.5時的部分負荷系數(shù)。

將⑴式的計算值代入公式⑵,即可求取季節(jié)能效比值。

SEER=PLF(0.5)×EERB……⑵

此時季節(jié)能效的計算公式可以變形為SEER=0.875×EERB。引入SEER13的概念,公式可以繼續(xù)變形為EERB ×0.875×3.412(Btu/W)≥13(Btu/W),即工況B的試驗條件下測試所獲得的能效值要求大于4.35W/W。根據(jù)美國ARI 210/240測試標準空調(diào)出廠時的最低制冷能力和能效值都不能低于標稱值的95%,由此可以推算出北美向SEER13的分體空調(diào)在工況B的試驗條件下的實測能效值只有大于4.137W/W才可以滿足SEER13的開發(fā)要求。

顯示器標準2008年4月1日,一項確定計算機顯示器能效限定值、節(jié)能評價值、目標能效限定值、能效等級、試驗方法和檢驗規(guī)則的強制性國家標準由國家質(zhì)檢總局和國家標準委批準發(fā)布。

這項標準確定的能效限定值和目標能效限定值均屬強制性條款。計算機顯示器能效等級的確定是中國在這一產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)嵤娭菩阅苄俗R制度的技術(shù)依據(jù)。該標準即《計算機顯示器能效限定值及能效等級》(GB21520-2008)。

據(jù)標準主要起草人、中國標準化研究院高級工程師陳海紅介紹,這項標準適用于在電網(wǎng)電壓下正常工作的計算機使用的陰極射線管顯示設(shè)備(CRT顯示器)和液晶顯示設(shè)備,也適用于主要功能為計算機顯示器的帶有調(diào)諧器、接收器的顯示設(shè)備。

該標準的主要技術(shù)要求包括4個方面: ★ 規(guī)定了計算機顯示器的3個能效等級,其中一級為最高的能效等級。能效等級的確定是計算機顯示器實施能效標識的技術(shù)依據(jù);

★ 對計算機顯示器的能效限定值提出強制性要求,為能效等級的三級,標準要求能效限定值應(yīng)作為顯示器出廠檢驗項目,不符合要求的產(chǎn)品不允許出廠。能效限定值是標準實施后的市場準入指標,也是防止低能效產(chǎn)品進入市場和國家淘汰高耗能產(chǎn)品的依據(jù);

★ 規(guī)定了推薦性的計算機顯示器的節(jié)能評價指標,為能效等級的二級,當產(chǎn)品達到節(jié)能評價值要求時,生產(chǎn)企業(yè)可向國家節(jié)能產(chǎn)品認證機構(gòu)申請節(jié)能產(chǎn)品認證;

★ 提出了目標能效限定值,即3年后開始生效的能效限定值,目標能效限定值(3年后的三級能效等級)會提高到能效等級的二級,以此促進節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)工藝,穩(wěn)步提高產(chǎn)品的能效水平。

能源效率所謂能效比即顯示器屏幕的發(fā)光亮度與實測輸入功率的比值,也叫顯示器能源效率,這樣的算法更能體現(xiàn)顯示器對能源的利用率。

無論是大至30吋,還是小到15.0吋的顯示器,通過能效比都能更加客觀的體現(xiàn)出其對能源的利用率,相比美國較早制定的“能源之星”以每像素功耗來進行判定,能效比在顯示器產(chǎn)品尺寸多樣的市場情況下,要更加適用一些。

在實際的檢驗過程中,需要通過專業(yè)的功耗測試儀器,對顯示器正常工作穩(wěn)定后一段時間(大于20分鐘)的功耗E(單位:W·h)進行測試,然后再用公式P=E/t(測試時間),算出單位時間的功耗值P(單位:W)。

顯示器能源效率(能效比)Eff(單位cd/W),就可以用公式Eff=S×L/P來進行計算。其中S為所檢驗顯示器的有效顯示面積(單位:㎡),L則是所檢驗顯示器的亮度值(單位:cd/㎡)。這就是說,顯示器能源效率Eff的值越高,消耗同樣功率,其屏幕的發(fā)光亮度越高,節(jié)能效果就越好;Eff值越低,反之。

三個等級的劃分有助于產(chǎn)品技能品質(zhì)的區(qū)分,而以每瓦產(chǎn)生多少亮度來評價顯示器能耗,更加客觀的體現(xiàn)了產(chǎn)品的技能特性,同時符合尺寸規(guī)格繁多的液晶顯示器市場。1

很多朋友在使用完電腦,不會去關(guān)閉顯示器的開關(guān),讓其處于待機狀態(tài),或者僅僅關(guān)閉顯示器開關(guān),而沒有徹底斷開電源。顯示器不僅僅是在其正常使用時才會消耗電能,在待機或者關(guān)閉開關(guān)而未徹底斷開電源的情況下,也會有較小的功耗,雖然功率都在1W左右,但考慮到顯示器在實際應(yīng)用中待機狀態(tài)時間較長,加上基本所有用戶都沒有徹底斷開電源的習慣,因此限定顯示器關(guān)閉狀態(tài)能耗是非常必要的。在顯示器的能效限定中,規(guī)定了顯示器關(guān)閉時最大的有功功率。測試時,需把顯示器處于關(guān)閉狀態(tài),在儀器讀取的功耗數(shù)據(jù)穩(wěn)定后開始測試,測試時間不能小于10分鐘。

按照《計算機顯示器能效限定值及能效等級》(GB21520-2008)的規(guī)定,所檢驗顯示器的能源效率Eff必須要高于能效限定值(三級能效等級)0.55 cd/W,顯示器關(guān)閉狀態(tài)時最大的有功功率不能高于2W。

這是國內(nèi)所規(guī)定顯示器能耗比的最低數(shù)值,如果所檢驗顯示器達不到此標準,需從此顯示器所在批次中再抽檢兩臺,如再抽檢的兩臺均達到標準,則該批次為合格,如果兩臺中仍有一臺達不到此標準,那此批產(chǎn)品則被判定為不合格,不能出廠。

注意事項專家介紹,衡量變頻空調(diào)是否節(jié)能的標準是“季節(jié)能效比”,英文縮寫為SEER,即變頻空調(diào)在規(guī)定工況下工作1136小時,制冷總量/耗電總量;而定頻空調(diào)的標準才是“能效比”,英文縮寫為EER,即制冷量/制冷功率。

但是市場上某些企業(yè)不注重技術(shù),在宣傳上偷換概念,為搶占變頻空調(diào)市場,置國家標準于不顧,故意用定頻空調(diào)的標準“能效比”去替代變頻空調(diào)的“季節(jié)能效比”,甚至粗暴地用“最小制冷量÷最小制冷功率”來計算變頻能效比,得出“15赫茲是偽低頻真耗能”的結(jié)論,企圖誤導和欺騙消費者對變頻空調(diào)的認識。全國冷凍空調(diào)設(shè)備標準化技術(shù)委員會委員、清華大學教授石文星說,由于空調(diào)器在不同的環(huán)境溫度下轉(zhuǎn)速不同,按照變頻空調(diào)能效國標的要求,對比兩臺變頻空調(diào)的節(jié)能性,要看“季節(jié)能效比”,而不是截取某段特定條件下的“能效比”。這就好比飛機剛開始滑行時,肯定比高速行駛的汽車慢,但不能因此判斷飛機的時速比汽車慢。2

高能效消費誤區(qū)在經(jīng)過了能效比的攀比炒作后,一些不負責任的廠家已經(jīng)直接將消費者帶入“高能效消費的誤區(qū)”。

根據(jù)國家的能效標準,空調(diào)能效比分為5級,1級為3.6,表示能源效率最高,5級為2.6,表示能源效率最低。那么是否在選購時,買能效比越高的產(chǎn)品越好呢?中國制冷學會空調(diào)委員會副主任、南京工業(yè)大學李志浩教授認為,5級能效比代表了中國空調(diào)業(yè)的水平,中國制定的1級標準是一般企業(yè)努力的目標,2級代表節(jié)能型產(chǎn)品,3、4級代表國家的平均水平,5級產(chǎn)品是未來淘汰的產(chǎn)品。

所以專家認為,并不是買能效比越高的產(chǎn)品越省錢,這涉及到產(chǎn)品成本與節(jié)約電費之間的衡量。綜合考慮投入、收益,有的消費者選擇第2級、3級能效比的空調(diào)也許會較為合算。

永久高效誤區(qū)不少消費者在購買了節(jié)能空調(diào)后,總認為就是終身高效,但實際上,空調(diào)工程師鄭雙名指出,空調(diào)出現(xiàn)性能衰減現(xiàn)象是業(yè)界一直沒有關(guān)注的問題。

據(jù)悉,空調(diào)性能衰減的一個重要原因是空調(diào)的換熱器效率會隨著使用時間的延長而降低。傳統(tǒng)空調(diào)的換熱器,使用親水鋁箔作為熱交換界面,而鋁箔的親水性是會隨時間的推移而衰減的,當其親水性衰減后,制冷時產(chǎn)生的冷凝水就會在鋁箔翅片間形成水橋,堵塞出風風道,從而導致制冷效果衰減。此外,傳統(tǒng)空調(diào)室外機長期暴露在各種煙塵、風沙環(huán)境下,久而久之就會積塵、變臟,而且很難清洗,這會直接導致?lián)Q熱效率降低,是空調(diào)性能衰減的另一個重要原因。高效加長效才是空調(diào)的關(guān)鍵3。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學