歐洲ErP指令發(fā)展對燃?xì)獗趻鞝t控制的影響

楊志杰

（廣東萬和熱能科技有限公司 佛山 528325）

1 ErP指令的發(fā)展歷程

多年來，在英國使用的能效評級系統(tǒng)稱為ErP，代表能源相關(guān)產(chǎn)品指令。 ErP由歐洲聯(lián)盟于2015年9月推出，取代了SEDBUK（英國家用鍋爐的季節(jié)性效率）評級系統(tǒng)，從那時(shí)起，英國政府就進(jìn)一步追求更高的能源效率邁出了一步。2018年4月，Boiler Plus立法生效，將英格蘭制造和安裝的所有燃?xì)忮仩t的最低效率提高到ErP的92 %。同時(shí)指出，必須采取其他節(jié)能措施通過新的ErP法規(guī)。

ErP作為歐盟實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的有效指令，使歐盟計(jì)劃實(shí)現(xiàn)所謂的20-20-20目標(biāo)，該目標(biāo)到2020年旨在：將二氧化碳排放量減少20 %;減少一次能源使用20 %；將可再生能源份額提高20 %。這些行動(dòng)將對環(huán)境保護(hù)和促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)生巨大的積極影響。

2 相關(guān)指令法規(guī)的介紹

2.1 ErP指令與建筑法規(guī)Part L能效區(qū)別

從圖1可以看出兩個(gè)法規(guī)的最低鍋爐總季節(jié)效率。Part L 2013適用于單個(gè)鍋爐以及多個(gè)鍋爐安裝，而ErP僅適用于單個(gè)鍋爐。例如，在L部分中，小于或等于2 MW的單個(gè)天然氣鍋爐裝置在新建裝置中必須具有至少91 %的季節(jié)性總效率。但是根據(jù)ErP指令，功率高達(dá)400 kW的鍋爐必須具有至少92.5 %的季節(jié)性總效率（2015年生效）。自2010年要求以來，Part L 2013部分對現(xiàn)有建筑物未作更改，但ErP指令適用于新建建筑物和現(xiàn)有建筑物。因此，更嚴(yán)格的規(guī)定將適用于在現(xiàn)有建筑物中安裝的最大功率為400 kW的鍋爐。

圖1 不同法規(guī)對能源效率的要求

從表1可以看出SEDBUK等級最初由字母A-G表示。但是，由于引入了ErP，它也使用字母（A +++到G），因此SEDBUK字母已被撤回以避免混淆。 SEDBUK的能源效率現(xiàn)在通常以百分比顯示。計(jì)算得出的新ErP等級與舊SEDBUK等級略有不同；結(jié)果是在ErP系統(tǒng)下鍋爐效率似乎降低了。另外，法律現(xiàn)在要求現(xiàn)代冷凝鍋爐必須達(dá)到最低效率92 %，因此大多數(shù)新鍋爐都將達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。這意味著消費(fèi)者沒有真正的可比較點(diǎn)，這就是為什么許多制造商選擇同時(shí)顯示SEDBUK百分比和ErP等級的原因。

表1 能效標(biāo)簽

2.2 Boiler Plus指令

Boiler Plus主要?jiǎng)訖C(jī)是逐步淘汰低效鍋爐，并按照歐盟設(shè)定的目標(biāo)減少碳排放。它只是被稱為“政府清潔增長戰(zhàn)略”的更廣泛計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在應(yīng)對氣候變化并為英國家庭提供更大的舒適度和更低的能源費(fèi)用。這項(xiàng)立法旨在幫助英國在2020年之前實(shí)現(xiàn)碳排放目標(biāo)。

它可以提高全英國房屋的效率，主要方法是聲明所有燃?xì)忮仩t必須滿足某些要求。最顯著的變化適用于英格蘭家用燃?xì)忮仩t的最低性能標(biāo)準(zhǔn)，制造和安裝的所有鍋爐的效率水平都必須至少達(dá)到92 %ErP。 除了最低效率之外，還必須考慮其他一些措施：①所有燃?xì)夂腿加湾仩t安裝都需要時(shí)間和溫度控制；②組合鍋爐的安裝還必須包括以下之一：天氣補(bǔ)償，負(fù)荷補(bǔ)償，煙氣熱回收，智能控制；③無論您是安裝者還是房主，安裝不符合Boiler Plus法規(guī)的Combi鍋爐都可能會(huì)被罰款。

3 ErP對壁掛爐整機(jī)影響

3.1 ErP對循環(huán)泵的影響

從2015年8月1日起，商用鍋爐內(nèi)的循環(huán)泵[4,5]從定速泵變?yōu)樽兯俦?。這是為了降低能耗并符合能源相關(guān)產(chǎn)品指令ErP如圖2。事實(shí)對于商用鍋爐，這意味著循環(huán)泵已從固定速度變?yōu)榭勺兯俣?。這會(huì)影響所有帶有集成電動(dòng)機(jī)的無密封泵，以及密封泵的電機(jī)。A～G等級已由EEI（能源效率指數(shù)）等級取代。先前的A級泵的等效EEI等級為0.4。 ErP指令規(guī)定循環(huán)泵的EEI等級必須小于0.23。因此，新型泵將比舊的A級泵顯著降低能耗。從2020年開始，如售后需要更換水泵，將無法購買同等的定速泵。衛(wèi)浴循環(huán)泵目前不包括在ErP兼容泵的范圍內(nèi)。

圖2 水泵EEI指數(shù)

水泵能源效率指數(shù)EEI計(jì)算：

式中:

C20%—修正因數(shù)（對于獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的熱水循環(huán)屏蔽泵C20%=0.49）；

Pref—參考輸入功率，單位為瓦（W） 。

式中:

Phyd=2.72×Q100 %×H100 %

Phyd—水功率，單位為瓦（W）；

Q100%—水功率最大點(diǎn)的流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

H100%—水功率最大點(diǎn)的揚(yáng)程，單位為米（m）；

2.72—系數(shù)（在水溫20 ℃和重力加速度9.81 m2/s條件下）。

具體系數(shù)參考表2:歐洲ErP指令水泵EEI指數(shù)計(jì)算流量／時(shí)間百分比。

表2 流量／時(shí)間百分比

PL,avg—平均修正輸入功率，單位為瓦（W）；

PL—修正輸入功率，單位為瓦（W）；

當(dāng) Hmeas<=Href時(shí)，PL=（Href/Hmeas）×P1meas；

當(dāng) Hmeas>Href時(shí)，PL= P1meas；

Hmeas—測得揚(yáng)程，單位為米（m）；

P1meas—測得輸入功率，單位為瓦（W）；

Hre—參考揚(yáng)程，見表3。

表3 揚(yáng)程百分比

3.2 ErP對整機(jī)能效要求的影響

根據(jù)EN 15502,條例9.5生態(tài)設(shè)計(jì)條例中關(guān)于能效要求的符合性：

額定熱輸出≤10 kW的B1型鍋爐，和額定熱輸出≤30 kW的B1型組合鍋爐，自2015年9月26日起，根據(jù)條款9.5.2計(jì)算，采暖季節(jié)能效應(yīng)當(dāng)至少為75 %。

額定熱輸出≤70 kW的鍋爐和組合鍋爐，除了額定熱輸出≤10 kW的B1型鍋爐和額定熱輸出≤30 kW的B1型組合鍋爐。自2015年9月26日起，根據(jù)條款9.5.2計(jì)算，采暖季節(jié)能效應(yīng)當(dāng)至少為86 %。

對于額定熱輸出＞70 kW且≤400 kW的鍋爐的實(shí)用效率，最大負(fù)荷的實(shí)用效率η4應(yīng)當(dāng)不小于86 %，且30 %額定熱輸出的實(shí)用效率η1應(yīng)當(dāng)不小于94 %。

供暖季節(jié)能效[1]的計(jì)算：

式中：

ηS—供暖季節(jié)能效；

ηson—在激活模式下的供暖季節(jié)能效；

η1—出水溫度為（60±2）℃和回水溫度為（40±1）℃的條件下，測得的實(shí)用效率（單位為%）；

η4—在額定熱輸出下的最大負(fù)荷實(shí)用效率；

F(1)—評估由于缺少溫度控制器而造成的影響；

F(2)—評估由于輔助電能的采暖季節(jié)能效而造成的影響；

F(3)—評估由于待機(jī)熱損而對采暖季節(jié)能效造成的影響；

F(4)—評估由于點(diǎn)火燃燒器的能量消耗而對采暖季節(jié)能效造成的影響；

2.5—指一個(gè)反映了評估的轉(zhuǎn)換系數(shù)（CC）值；

elmax—額定熱負(fù)荷時(shí)的輔助電能消耗 ；

el,min—部分熱負(fù)荷時(shí)的輔助電能消耗；

PSB—待機(jī)時(shí)的輔助電能消耗；

P1—在30 %額定熱負(fù)荷下（對于額定負(fù)荷可調(diào)鍋爐，在最大可調(diào)負(fù)荷下）測得的輸出；

P4—額定熱輸出；

Pstby—待機(jī)熱損；

Pign—點(diǎn)火熱負(fù)荷 。

3.3 Boiler Plus[2, 3] 立法生效對鍋爐的影響

所有燃?xì)夂腿加湾仩t安裝都需要時(shí)間和溫度控制，組合鍋爐的安裝還必須包括以下之一：天氣補(bǔ)償，負(fù)荷補(bǔ)償，煙氣熱回收，智能控制。

雖然ErP標(biāo)簽是制造商，零售商和安裝商的責(zé)任，未能按照這些新建筑法規(guī)安裝鍋爐的安裝人員將違反法律，并可能受到建筑控制部門的起訴。但Boiler Plus還要求消費(fèi)者加緊努力。故意允許進(jìn)行不符合規(guī)定的鍋爐安裝的房主可能會(huì)面臨起訴，最高可被罰款5 000歐元。

4 ErP對用戶影響

用戶對ErP不承擔(dān)任何責(zé)任，但針對Boiler Plus，消費(fèi)者要加緊努力，故意允許進(jìn)行不符合規(guī)定的鍋爐安裝的房主可能會(huì)面臨起訴，最高可被罰款5 000歐元。

用戶提高了節(jié)能環(huán)保意識，長期的節(jié)能環(huán)保將節(jié)省能源和金錢，減少溫室氣體排放，為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。另外由于能源信息透明，更容易選擇產(chǎn)品，從市場上清除低效和污染產(chǎn)品。

為了使鍋爐以其最高效率運(yùn)行，必須對其進(jìn)行有效利用。用戶可以通過多種方式提高鍋爐效率：①不要整天集中供暖；②空房間時(shí)請關(guān)閉中央供暖系統(tǒng)；③將鍋爐上的控制裝置調(diào)低一些，推薦的生活熱水溫度為60 ℃，而中央供暖溫度為75 ℃。較低的溫度不僅更有效，而且更安全。將溫度調(diào)節(jié)器調(diào)低一個(gè)檔次，每年可為節(jié)省多達(dá)65英鎊的電費(fèi)。安裝智能恒溫器將為您提供更大的節(jié)能控制，并且可以適應(yīng)您的采暖習(xí)慣。

5 國內(nèi)法規(guī)現(xiàn)狀

由于國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)還停留在整機(jī)的能效提升階段，對于系統(tǒng)的節(jié)能還沒詳細(xì)的文件。因此生產(chǎn)廠家大部分都還在提高整機(jī)燃燒效率的路上，也有部分大廠或者專門做海外市場的廠家，開始對系統(tǒng)的節(jié)能做研究，因此國內(nèi)法規(guī)也必定將完善。

6 總結(jié)

ErP被視為提高鍋爐效率的驅(qū)動(dòng)力。但是該指令未能認(rèn)識到的是，冷凝式鍋爐只有以最有效的方式進(jìn)行安裝、設(shè)置和控制，才能達(dá)到這些效率。無可否認(rèn)歐盟基于能源指令對節(jié)能環(huán)保所做的貢獻(xiàn)是巨大的，當(dāng)然投入也是巨大，而我國在這方面的潛力也是非常大，節(jié)能環(huán)保的趨勢也會(huì)使我國相關(guān)的法律法規(guī)更加完善，廠家應(yīng)該提早為產(chǎn)品的節(jié)能設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，用戶也應(yīng)養(yǎng)成節(jié)能的習(xí)慣。我國作為世界大國，減少二氧化碳排放，減少一次能源使用，將可再生能源份額提高，既提高國內(nèi)的良好環(huán)境也同時(shí)提高國際地位。