家用空间加热器Erp指令要求及检测方法研究

30日用电器/Electrical Appliances
家用空间加热器Erp 指令要求及检测方法研究
杜丽燕    孙昭汉    陈露露    黄晓波
(珠海格力电器股份有限公司      珠海    519070)
摘要:2015年4月,欧盟发布了家用空间加热器EU 2015/1188的生态指令要求,即Erp 指令。该指令于2018年1月1日被强制执行。本文主要通过对家用空间加热器的能效实施法规和计算方法进行阐述,并结合公司局部空间加热器产品的类型进行分析,为技术部门在出口欧盟的前期开发提供参考。关键词:空间加热器;家用;欧盟;Erp 指令;(EU) 2015 1188;计算方法
Abstract:In April 2015, the European Union issued the ecological directive requirements of EU 2015/1188 for domestic space heaters, namely the Erp directive. The directive was enforced on January 1, 2018. This pa-per mainly expounds the implementation regulations and calculati
on methods of energy efficiency of domestic space heaters, and analyzes the types of local space heaters of the company, so as to provide reference for the early development of technical departments in exporting to the EU.
Key words:space heater; household; the european union; erp instructions; (EU) 2015 1188; calculation method 
Study on Erp Instruction Requirements and Detection Methods for Household Space Heaters
引言
家用空间加热器作为欧洲消费者较为广泛使用的热销电器,Erp指令要求在欧盟国家制定其相关产品范围,并为生态设计要求提供监管框架。为对产品的节能及能源消耗进行有效控制,提高家用空间加热器的能源利用效率,引导企业的节能技术进步,欧盟委员会通过发布强制实施的方式对空间加热器的及时指令进行了规范。本文主要通过对出口欧盟地区的家用空间加热器的生态设计ERP指令要求及其计
算方法进行研究分析。
1 背景
(EU) 2015/1188 局部空间加热器的生态设计要求发布日期:2015年4月28日生效日期:2015年8月10日实施日期:2018年1月1日
2 范围
2.1适用范围
该指令明确对投放市场使用的家用局部空间加热器额定发热量≤50 kW,且单一额定发热量≤120 kW的商用局部空间加热产品的生态设计要求.
2.2不适用范围
法规条例明确不适用范围:电动压缩机或燃料驱动的,使用蒸汽压缩循环或吸收循环产生热量的局部空间加热器;用于指定目的的,但通过对流或辐射方式加热室内空间来获得及保持在一个确切的人类舒适热量的局
部空间加热器除外;规定仅在户外使用的局部空间加热器;额定发热量下,直接发热量小于直接及间接发热量总和的6 %的局部空间加热器;空气加热产品;桑拿炉;从属性加热器。
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3 定义
局部空间加热器:一种局部空间加热设备,通过直接加热或者组合式加热(直接和热传递到一种液体),使得该设备所在的一个封闭空间达到并维持一种另人感到舒服的热度,也可能同时会传递热量到其他的空间。该设备配备一个或多个热发生器,通过焦耳效应或者燃烧效应,把电能或液体燃料,气体燃料转化成热能。
  3.1涉及类别
依据EU 2015/1188指令要求,空间加热器电热类产品包含固定式空间电暖器、热辐射式空间电暖器、储热式局部空间电暖器、便携式空间电暖器。如:空气对流型的电暖器(Air convection type electric heater)、辐射型的电暖器(radiant heater)、电热汀取暖器(Electric heater)、PTC暖风机(PTC heater)等,常见的三种类型定义如下:
1)便携式局部空间电加热器:非固定式加热器,非储热式加热器,非暗装式加热器,非辐射式加热器,非可见灼热辐射式加热器,非从加热器,例如:快热炉(没有固定安装功能)、暖风机等
2)辐射式局部空间电加热器:热辐射部件直接辐射热量到空间。加热元件上方的格栅温升至少130 ℃,其他表面的温升至少100 ℃。例如:电热油汀、电热膜等
3)可见灼热式局部空间电加热器:加热部件可见,温度至少650 ℃。例如:远红外,小太阳类等
4生态设计要求
 欧盟委员会发布的法规中提出对已经投放市场和投
生效日期产品类别
项 目
季节性空间加热器能源效率氮氧化合物排放
2018年1月1日
便携式便携式局部空间电加热器
≥36 %——固定式固定式局部空间电加热器,额定制热输出功率≥250瓦≥38 %——固定式局部空间电加热器,额定制热输出功率≤250瓦
≥34 %——辐射式
热辐射式局部空间电加热器
≥35 %——可见光的辐射式可见灼热式局部空间电加热器,额定制热输出功率≥1 200瓦≥ 35 %——可见灼热式局部空间电加热器,额定制热输出功率<1 200瓦
≥ 31 %
——
家用局部空间加热器
气体及液体燃料
火焰式或管式
≤130
≤200
表1  家用局部空间加热器能效效率限制指标
表2  排放物的特殊生态设计要求
入使用的家用局部空间加热器生态设计要求,该要求自2015年4月公布之日起20天后生效,并在生效后3年内正式实施。法规规定了家用局部空间加热器指标限制要求,具体如表1所示。
另外,该法规还规定了有关气、液体燃料排放物的空间加热器产品特殊生态设计要求。具体如表2所示。
5产品的信息要求
生态指令条例对局部空间加热器产品的使用情况,作出以下相关信息要求:
1)产品包装内需含有满足生态设计法规中标示有效值,技术参数的测量及计算值;
2)在局部空间加热器组装、安装或维护时,说明书上必需说明采取的任何规定预防措施;
3)产品说明书需体现相关的拆解、再循环、生命周期完结时的处理信息;
4)对仅适用于便携式局部空间电加热器:用户的说明书(手册封面),免费可访问的制造商网址及产品包装明显位置上应包含下述句子 “This product is only suit-able for well insulated spaces or occasional use. 即:本产品仅适用于热绝缘良好的空间或者仅适用于偶然使用的场合。
除上述产品信息说明,家用局部空间加热器还需在
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说明书中提供如表3的信息。6测量与计算方法
6.1季节性空间加热能效的通用条件
1)季节性空间加热能效(ηS)即运行模式(ηS,on)下的季节性空间加热能效,根据热存储、发热量控制器、辅助耗电量及持续性引燃火焰功耗的贡献量进行修正。
2)耗电量应乘以转换系数(CC)2.5。6.2季节性空间加热能效的特殊要求
局部空间加热器的季节性空间加热能效公式如下: ηS=ηS, on-10 %+F(1)+F(2)+F(3)-F(4)-F(5)            (1)对于家用局部空间加热器ErP能效公式定义,
关键是知道怎么计算效率。然后就是查指令中对应表格来确定F(1)、F(2)、F(3)等的系数分别是多少; F(4)也能根据公式很简单的计算出来,由定义得出,F(5)=0。而F(2)和F(3)则需要对产品分类进行查表,其中:
型号标识:
项目
符号
单位
 项目
单位
发热量 供热类型,仅储热式局部空间电加热器(单选)额定发热量
P nom x,x kW  内置温控器的手动热控制器
[yes/no]最低发热量(标示)P min [x,x/N.A.]kW  带有室内或室外温度反馈的手动热控制器[yes/no]最大持续发热量P max,c x,x kW
 带有室内或室外温度反馈的电子热控制器[yes/no]辅助耗电量   风扇促进的发热量
[yes/no]额定发热量下el max x,xxx kW  发热量及室温控制器类型(单选) 最低发热量下el min x,xxx kW  无室温控制器的单级发热量[yes/no]待机状态下el SB
x,xxx
kW  无室温控制器的两个或以上手动级[yes/no]  带机械温控器的室温控制器[yes/no]  带电子室温控制器
[yes/no]  带电子室温控制器和日定时器[yes/no]  带电子室温控制器和周定时器[yes/no]  其它控制选项(可多选)   带现场探测的室温控制器[yes/no]  带开窗探测的室温控制器[yes/no]  带遥控选项[yes/no]  带适应性启动控制器[yes/no]  带工作时限[yes/no] 
带黑球传感器
[yes/no]详细的联系信息
制造商名称及地址或它的授权代表
表3  局部空间电加热器的信息要求
ηS, on—运行模式下的季节性空间加热能效,单位%,按运行模式下的季节性空间加热能效计算ηS, on=ηth, nom,
其中ηth, nom表示额定发热量下的有效功率,基于NCV。对于局部空间电加热器:
,其中CC是电
能到原始能量的转换系数2.5,ηth, on,对局部空间电加热器是100 %;
F(1)—是一个用于说明储热式局部空间电加热器季节性空间加热能效的正贡献的校正因子,该值为0;
F(2)—由于调节控制器对室内加热舒适性贡献,用于说明季节性空间加热能效的正贡献的校正因子,其值是互斥的,不能互加,单位%,按表4选取;
 F(3)—由于调节控制器对室内加热舒适性贡献,用于说明季节性空间加热能效的正贡献的校正因子,其值可以互加,单位%,按表5选取;
F(4)—辅助用电量校正因子F(4)按以下公式计算
                                  (2)
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如果产品配备(仅一个选项适用)便携式固定式辐射式无室温控制器的单级发热量0.00 %0.00 %0.00 %无室温控制器的两级及以上的手动调级
1.00 %0.00 %
2.00 %带机械室温控制器  6.00 %  1.00 %  1.00 %带电子室温控制器7.00 %
3.00 %  2.00 %带电子室温控制器加日定时器8.00 %  5.00 %  3.00 %带电子室温控制器加周定时器
9.00 %
7.00 %
4.00 %
表4  校正因子F(2)
表5  校正因子F(3)
如果产品配备(仅一个选项适用)
便携式固定式辐射式带现场探测的室温控制器  1.00 %0.00 %  2.00 %带开窗探测的室温控制器
0.00 %  1.00 %  1.00 %带遥控选项0.00 %  1.00 %  1.00 %带启动自适应控制器0.00 %  1.00 %0.00 %带工作时间限制
0.00 %0.00 %  1.00 %带黑球传感器
0.00 %
0.00 %
1.00 %
式中:
elsb—待机耗电量,单位kW;pnom—产品额定发热量,单位kW;
——α是考虑产品是否符合委员会条例EU No 1275/2008的因子。
如果产品符合EU No 1275/2008给的限值,α为0;
如果产品不符合EU No 1275/2008给的限值,α为1.3。
依据EU No 1275/2008指令法规标准解读,家用局部空间加热器产品的待机、关机功耗小于0.5即可满足要求,即F(4)可以根据公式算出其数值。本文以机械便携式及可见光辐射式各一款不同类别的家用局部空间加热器产品作为案例研究,详细解读如下:
案例1:仅带机械温控器的便携式电暖器产品a1,如图1所示。
根据Erp法规指令能源效率计算公式,结合案例产品a1,由以上分析得出,
ηS=ηS, on-10 %+F(1)+F(2)+F(3)-F(4)-F(5)=1/2.5-10 %+ F(1)+F(2)+F(3)-F(4)-F(5)    (3)其中:F(1)为0,
F(2)按表B.1 “仅带机械温控器”,则选取对应数值
6 %,
图1  便携式电暖器产品a1
F(3)按表B.2选取,没有对应一个符合数值,则选取0,F(4)根据计算公式,该产品是否符合EU No 1275/2008标准定义中关机、待机能效限值的要求:
——“关机”模式的功耗,在任何“关机”模式的设备的功耗不应超过0.50 W。
——“待机”模式的功耗,设备的能耗在以下任何状态之一,不得超过0.50 W:
①仅有重新启动功能,或者
②重新启动功能及一个表明该功能处于可激活状态的指示。
案例样品a1实测待机功率值为<0.5 W,符合EU No 1275/2008规定的要求,则α确定为0;
F(5) 用于说明通过持续性引燃火焰的能耗季节性空间加热能效负贡献的校正因子,单位%,该值为0,根据测试数值代入计算公式如下:
=40 %-10 %+0+6 %+0 %-F(4)-0 %=30 %+0 %+6 %+0-0+0=30 %+6 %=36 %
由 表1家用局部空间加热器能效效率限制指标可知,便携
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式季节性空间加热器能源效率需≥36 %,案例1根据能效指令要求计算刚好达到36 %,即产品满足欧盟Erp指令要求。
案例2:可见光辐射式电暖器产品b2(功率800 W),如图2和图3所示。
根据本文第3点定义中的类别判断,远红外电暖器是否符合生态指令定义分类,主要看发热管内发热丝的温度值是否达到650 ℃。由收集到的测试数据发现,其案例2中产品的发热玻璃管温度可到达510度以上,灯管里面的发热丝温度也达到了800 ̄900 ℃之间(如图4和图5所示)。
代入公式计算如下,
ηS=ηS, on-10 %+F(1)+F(2)+F(3)-F(4)-F(5)            (4)其中,
F(1):一个用于说明储热式局部空间电加热器季节性空间加热能效的正贡献的校正因子,该值为0;
F(2): 按表B.1选取,结合案例2产品类别(辐射式),且产品内部无限温器控制,控制面板无其它手动调节控制器,则选取数值2 %;
F(3):按表B.2选取,没有对应一个符合数值,则选取0 %;
F(4)根据计算公式,该产品是否符合EU No 1275/2008标准定义中的关机、待机能效限值的要求:
——“关机”模式的功耗,在任何“关机”模式的设备的功耗不应超过0.50 W。
——“待机”模式的功耗,设备的能耗在以下任何状态之一,不得超过0.50 W:
仅有重新启动功能,或者
重新启动功能及一个表明该功能处于可激活状态的指示。
案例样品a1实测待机功率值为<0.5 W,符合EU No 1275/2008规定的要求,则α为0;
F(5) :于说明通过持续性引燃火焰的能耗季节性空间加热能效负贡献的校正因子,单位%,该值为0,代入
计算公式如下:
图2  远红外类电暖器b2图4  发热管外部测试温度
图5  内部发热丝测试温度
3  内部发热丝
=1/2.5-10 %+ F(1)+F(2)+F(3)-F(4)-F(5)=40 %-10 %+0+2 %-0 %+0 %-0 %=30 %+2 %=30 %+6 %=32 %
根据表1家用局部空间加热器能效效率限制指标 可知,案例2产品属于可见灼热式局部空间电加热器,其额定制热输出功率800 W<1 200 W,则对应的能源效率值应大于31 %。由以上计算结果得出b2产品的能源效率值32 %>31 %,则也能满足欧盟Erp指

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