歐盟空調ERP能效新法規草案解讀及季節能效優化探討

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，歐盟委員會發布了關于歐盟空調ERP（Energy Related Products）能效和能源標簽新法規草案，用于替代現行法規（EU）No 206/2012和（EU）No 626/2011，計劃2022年1月1日正式實施。本文主要解讀新法規草案能效新要求，并分析這些要求對目前空調能效的影響。由于新法規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能效如何優化進行探討，以達到更高的能效，提升競爭力，為將來空調出口歐盟做好準備。

1 適用范圍

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

2 協調標準

歐盟委員會給出了協調標準需要包含的具體內容要求和協調標準采納的期限。除了常規的EN 14511，EN 14825，EN 12102-1，IEC 60879外，還增加了單風管和雙風管的滲透影響和季節能效計算的新標準，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于機組能效的標準，通過該標準可確定機組的宣稱能力，SEER/EER，SCOP/COP值，但無需制造商提供機組設置信息。要求限期是2025年1月1日，目前還無法知道該標準是如何確定以上數值。但不用提供機組的設置信息，就能確定以上數值，只能是讓機組按給定工況自由跑進行測試，從而得出測試結果計算季節能效比，此方法更貼合機組實際的運行狀態，能真實反映機組的實際性能。預計在不久的將來歐盟能效要求將再次迎來大變化。

3 新法規草案能效要求

3.1 最低能效要求

新法規草案要求，對季節能效統一用ηs,c 和ηs,h 進行評價，這與其他能效法規保持一致，但CC轉換系數用的是2.1，這與其他能效法規使用的2.5不同，注意計算時的區別。

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

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

新法規草案最大的變更是移動式空調由原來舊法規的單點EER/COP評價更改為季節能效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

新法規草案的變更點有能效等級由目前A+++-G調整為A-G等級、能源標簽樣式的變更、噪音按等級劃分等。

以固定式空調為例，由表1可看出，由于最低能效的限制，新法規草案的制冷和制熱平均區最低能效等級為C等級，對應舊法規最低能效等級為A等級，因此目前制冷和制熱平均區能效等級低于A等級的空調在新法規正式實施后將會被淘汰。新法規最高能效制冷和制熱A等級的能效要求相對于舊法規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 新舊法規能效等級對應關系

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

3.3 功能要求

新法規草案增加了對移動式空調的功能要求，主要有以下2點：

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

2）單風管移動式熱泵空調應包含一個室外溫度傳感器，其用于根據室外溫度控制熱泵和電輔熱。

3.4 資源效率要求

新法規草案增加了對空調售后和維護的要求，而且要求比較多。重點是對售后備用件供應、訪問維修和保養信息、拆卸機組物料的回收和再循環等具體操作要求。

3.5 信息要求

提供給安裝人員和消費者的說明手冊，和制造商、進口商、授權代表的網站上應包含以下內容：

1）空調、熱泵或舒適風扇的正確安裝和維護（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備，應備注“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備，應備注“this appliance is not intended to be used warm climates in Europe”；

4）訪問專業維修（互聯網網頁，地址，聯系方式）；

5）直接從制造商或通過其他渠道訂購備件的相關信息；

6）維修設備所需的備件所需的最短期限；

7）空調、熱泵或舒適風扇的最短保修期限；

8）說明如何在產品數據庫中找到該型號信息，通過網站鏈接連接到產品數據庫中，和如何在產品上找到型號。

4 測試和計算

4.1 空調及熱泵能效計算基本要求

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

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

3）固定式空調及熱泵的待機功率Psb應包含網絡待機功率。如WIFI模塊功率。該要求即需要打開機組的WIFI功能測試待機功率，此將提高Psb功率，對制冷季節能效比SEER的計算影響較大。由于待機功率在計算制熱季節能效比ηs,h（SCOP）時小時數為0，因此待機功率不影響制熱季節能效比SCOP。

4.2 固定式空調及熱泵季節能效計算

新法規草案給出的計算方法和目前法規的方法相同。

4.3 移動式空調及熱泵季節能效計算

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

單風管移動式空調及熱泵和雙風管的季節能效計算方法有部分不同，并且單風管機組還需考慮滲透影響PINF(Tj) 。由于目前新法規草案給出的具體計算方法還不確定，需待協調新標準發布后才能分析。

5 市場監督要求

新法規草案給出的市場監督要求與目前法規的要求基本相同，認證測試報告不能使用容差，并需要符合新法規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更嚴格，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系統上注冊的不同面板機型）也會被判不合格。

表2 市場監督允許容差

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

6 制冷及制熱季節能效優化探討

6.1 制冷季節能效優化

按標準EN 14825:2018要求，制冷季節能效共涉及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，重點提升這2個工況能效對SEER的提升貢獻最大。

表3 各工況對SEER的影響

空調制冷設計負荷等于空調A工況制冷能力，A工況能力越大，制冷設計負荷將越大，B工況和C工況對應的部分負荷也將變大。一般在空調最佳能效運行范圍內，能力與能效成反比，因此制冷設計負荷不宜過高。

對于B工況和C工況的測試，可適當降低外風機轉速，降低整機功率，并調整電子膨脹閥開度，讓機組過熱度維持在3～5度之間。由于標準要求變頻空調測試能力可在對應部分負荷±10 %內，因此可適當降低壓縮機頻率讓機組運行在-5 %部分負荷內，保證足夠的余量和避免開停機衰減能效，從而提升B工況和C工況的能效。對于低溫制冷D工況，由于部分負荷比只有21 %，一般空調需要進入開停機衰減能效，由于壓縮機進入低頻區域運行，頻率越低能效會下降，因此可適當提升壓縮機頻率以提升空調能力能效。

另外，由于新法規要求待機功率測試需要包含網絡待機功率，目前較多空調已有WIFI智能功能，因此在制冷待機測試時，關機10 min后相關WIFI電路需要進入低功耗模式，以便降低待機功率。待機功率對制冷季節能效比SEER的影響，以一匹低能效空調、一匹高能效空調、二匹低能效空調、二匹高能效空調為例作對比。由表4和圖1可看出：

圖1 待機功率、SEER的關系

表4 待機功率對SEER的影響

1）制冷設計負荷越小，待機功率對空調SEER的影響越大。待機功率每增加0.5 W，SEER將下降0.4～1.1 %。

2）制冷季節能效比SEER越高，待機功率對空調SEER的影響越大。由于SEER越高，總輸入功率將更小，導致相同的待機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，重點降低待機功率，可有效提高制冷季節能效比SEER。

溫控停機功率測試可在壓縮機停機10 min后降低或關閉室內風機轉速，關閉室外風機，從而降低功率消耗。

6.2 制熱季節能效優化

按標準EN 14825:2018要求，制熱SCOP提升除了與A-G 7個工況能效相關外，還與平衡點溫度的選取有很大關系。平衡點溫度的選取直接關系到制熱設計負荷的確定和SCOP的計算。

當設定平衡點溫度升高時，對應的空調制熱能力也提高，因此按平衡點制熱能力倒推出的制熱設計負荷也增大。當制熱設計負荷增大時，每個工況對應的部分負荷需求也增大，因此空調要達到負荷需求只能提高制熱能力，各工況相應能效比會下降。當制熱設計負荷增大時，空調的最大制熱能力滿足不了的低溫工況會越來越多，電輔熱補償會增大，使SCOP下降，并且制熱設計溫度對應的電輔熱補償值也增大，同時該參數需要標示在產品信息表中，讓消費者了解按標稱的制熱設計負荷需要的額外電輔熱值。但當制熱設計負荷過小時，各工況空調進入開停機衰減能效的概率也變大，因此應適當選取平衡點溫度，以確定制熱設計負荷和提升制熱季節能效比SCOP。

以某2匹空調制熱平均區為例，平衡點溫度最高不能高于2 ℃，圖2是以各溫度點作為平衡點溫度時制熱設計負荷和SCOP制熱季節能效的關系。由圖可看出，當平衡點設定為2 ℃時，制熱設計負荷最大，可達到8 kW，但對應SCOP只有2.9左右，遠遠低于平衡點設定為-7 ℃時的SCOP。制熱設計負荷隨著平衡點溫度下降而下降，SCOP隨著平衡點溫度下降而提高，當到-7 ℃左右時SCOP能達到最大值。因此在平均區選取平衡點時，可根據機組實際性能在-7 ℃左右選取平衡點溫度并確定制熱設計負荷。

圖2 平衡點溫度、制熱設計負荷和SCOP的關系

確定平衡點溫度和制熱設計負荷后，若按每個工況能效提升5 %，平衡點溫度設為-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，重點提升這2個工況能效對SCOP的提升貢獻最大。

表5 各工況對SCOP的影響（平均區）

按每個工況對應的部分負荷需求來設置機組制熱能力，使制熱能力達到負荷需求±10 %內。在平衡點溫度以上的工況可適當降低壓縮機頻率讓機組運行在-5 %負荷需求內，從而提升機組能效。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。

7 結語

通過以上解讀可知，新法規草案增加了許多新的要求，主要變更點有如下幾點：

1）最低能效要求提高，需對目前空調的制冷及制熱季節能效進行優化，以提高能效和等級；

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

3）固定式空調及熱泵的待機功率應包含網絡待機功率；移動式空調及熱泵待機功率刪除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，按制冷量劃分逐級降低容差。

以上幾個主要變更點對出口歐盟家用空調影響比較大，特別是待機功率，必然會影響制冷季節能效。單風管移動式空調熱泵需要增加電輔熱和溫度傳感器，機組成本將會增加，并需要按新標準要求測試和計算是否符合新法規的要求。因此，需要時刻關注新法規草案的最新動態，提前做好新能效的過渡準備工作。