冰箱新欧盟能效标准解读及节能应对策略综述

崔培培 马长州 刘全义

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

欧盟能效指令制冷设备能源标签的法规（EU）2017/1369即将发布，现行家用制冷设备能源标签的法规（EU）No 1060/2010号条例自2021年3月1日起废止。新欧盟能效法规（EU）2017/1369对能效指数的计算完全打破现行能效法规（EU）No 1060/2010。产品能效等级由现行法规A+/++/+++重新回归A～G等级划分。

新能效计算方法下，冰箱产品能效水平明显降低，根据新旧欧标EEI对照表，现有产品A+级需要提升10%能满足F级，A++级提升10 %能满足E级能效。

结合欧洲能效标签准入条件，预测近三年（2019～2021）市场冰箱产品，F级能效将占市场最大的份额，维持在40 %以上； D级能效将作为第二大份额，由22.4 %稳步提升到30.4 %； E级能效作为第三大份额，由10 %稳步提升到18 %； 2021年B、C级能效将分别突破1 %和4 %，此时A级还未出现； G级能效将在2023年被市场淘汰。而新能效指令要求冰箱产品最高等级A级相当于在现行能效指令最高能效等级A+++基础上再节能约76 %。新能效指令的实施，对冰箱产品节能水平提出巨大挑战，这就需要冰箱企业积极做出应对措施，才能在未来市场占有一席之地。

表1 制冷器具新欧盟能效指数等级划分表

1 新欧盟能效指令标准解读

根据新能效指令（EU）2017/1369要求，性能测试测试采用IEC 62552-1，2，3：2015。

1.1 标准主要变化点

1）耗电量测试方法；

2）能效指数计算方法及影响参数；

表2 新旧欧盟能效指数对应表

表3 新旧欧盟性能测试标准与现行国标对比

表4 新旧欧盟能效指数计算方法对比

3）规范规避装置和程序使用；

4）增加低噪音制冷设备、葡萄酒储藏柜等。

1.2 新能效指数计算方法变化

其中，新欧盟能效指令计算能效指数影响参数：C为combi系数(冷冻室容积占比)；

D为多门修正系数；

L为load系数；

c为间室类型；

n为间室序号；

Ac为化霜方式；

Bc为嵌入式系数；

Mc，Nc间室类型系数；

V为容积；

rc为间室系数；

Eaux.温度控制的防凝露加热设备能耗。

现行欧盟能效指令计算能效指数影响参数：：CH为变温系数

FF为制冷方式

CC为气候类型

M，N间室类型系数

Veq调整容积。

新欧盟能效影响参数增加，新增 combi系数，多门修正系数， load系数， Eaux功耗等，未提及变温系数CH和气候类型影响系数。

2 新欧盟标准影响分析

由上述可知，新欧盟能效计算方法及影响参数与现行欧盟标准（（EU）No 1060/2010）和现行国标（GB 12021-2015）完全不同，但性能测试方法基本同现行国标（GB/T 8059-2016）。

2.1 与现行国标类似影响

1）容积影响

因容积测试方法的变化，风冷冰箱容积增加，直冷冰箱容积基本无影响。

法式多门风冷容积增加约10 %左右，两门风冷十字对开增加约5 %，对能效系数带来的影响约为2 %～4 %，对开门容积率基本不变。

2）结构影响

增加门体修正系数D，对3门及以上箱体增加系数，减轻因门体数量增加导致能效等级下降的可能；

具有防凝露加热器的产品，加热器的耗电量无法规避，对整机耗电量影响较大，能耗约增加10 %～15 %。

3）测试方法影响

表5 能效指数计算间室类型影响因子

表6 能效指数计算间室类型模型参数

新欧标测试环温由25 ℃一个温度改为16 ℃和32 ℃两个环温，但无装载能耗要求，且16 ℃和32 ℃占比各50 %，相比现行国标，32 ℃能耗占比提高，对能耗更为不利；

4）噪音测试影响

新欧标噪音标称按ABCD等级划分。噪音测试方法与现行国标相同（标准采用IEC 60704-1：2010，等同GB /T 4214.1-2017国标噪音测试方法）；市场抽检按实际值不高于宣称的2 dB(A)（现行国标按实际值不高于宣称的3 dB(A) ）。新欧盟能效对噪音技术水平要求更高。

2.2 与现行国标完全不同影响

1）气候类型影响

新欧标能效计算标准中未涉及气候类型参数，而现行国标产品在耗电量相同的情况下，气候类型为 T 型的冰箱比 ST 型的冰箱能效系数更低，提高冰箱制冷能力利用T气候类型提升产品能效水平的方法，不适用于新欧标产品。但新欧标其他制冷能力要求（如冷冻能力、降温速度等制冷性能）相对现行欧标标准提高，故新欧标对冰箱的制冷能力和系统匹配要求亦相对提高。

2）变温室影响

新欧标中有变温室定义（与现行国标GB 8059-2016相同），但新欧标能效指数计算标准未涉及变温室系数，且测试设置调节按能耗最高的间室类型进行设定测试。故新欧标能效产品无法通过增加变温室设计提升能效水平，与现行国标能效标准GB 12021.2-2015完全不同。

3）制冷方式影响

与现行欧盟标准相比，风冷冰箱0星级及以下间室风冷调整系数AC由1.2降低至1.1，直冷间室调整系数1.0保持不变；

新欧标能效风冷与直冷对能效影响差距变小（与现行国标相反，现行国标风冷系数由1.2提升至1.5，对风冷系数提升较多），风冷与直冷对能效系数差距变化约为-1 %。

4）箱体组合方式影响

新欧标能效相比现行欧标及现行国标，增加C为combi系数，增加箱体冷冻在总容积中的占比系数Frzf=Vfreezer/V，确定冷藏冷冻箱C值按以下方式计算：

根据标准分析，combi系数C为0.3附近时，能效相对较好。故冷藏冷冻箱，冷冻间室容积不宜太大也不宜太小。

5）间室类型差异影响

rc间室类型加权系数rc=(24-TC)/20 ，

表7 噪音水平分级

图1 combi系数对C值影响曲线

表8 现行国标电冰箱各类型间室的加权系数Wc

与GB 12021.2-2015间室类型加权系数

WC（Wc=(25-TC)/20）相比，新欧盟能效更为不利。

3 新欧盟冰箱节能措施

针对以上测试方法变化和能效计算方法影响因素分析，针对欧盟产品节能可参考产品和技术两方面措施。

3.1 产品方面

1）直冷单循环冷藏冷冻箱产品由于测试环温要求的改变，难以适应两个环温热负荷变化，直冷节能产品采用双循环、变频等技术以适应两个环温测试工况的变化；

风冷单循环冷藏冷冻产品，可通过采用冷藏冷冻单独可控（电控）、宽转速变频、宽转速风扇；

2）全新冷藏冷冻产品设计，为提升能效性价比，在节能产品中考虑冷冻容积在总容积中的占比， Frzf=0.3附近进行系统匹配设计；

3）新欧标能效风冷与直冷系数差异不大，节能产品可综合考虑性价比，使用冷藏（直冷）冷冻（风冷）混冷双循环；

4）变温室在新欧标能效计算中无变温系数，欧盟产品中考虑节能如无特别需求，无需设计变温室；

5）冰温室计算系数在新欧标标准中系数相对优势，节能产品可考虑在冷藏室设计冰温室，发挥节能优势；

6）新能效增加门体修正系数，且增加翻转梁加热器能耗，充分利用多门参数优势，新产品设计可综合考虑设计多门冰箱采用全分隔结构。

3.2 技术方面

1）绝热性能

新能效指令对节能要求进一步提高，冰箱保温要求随之提高，VIP板和发泡料优化等工艺技术需进一步提升，此技术方面同现行国标，可直接借用国标产品。

新标准测试工况变化，增加化霜增量要求，绝热性能影响占比下降，制冷系统效率及控制策略影响占比上升，故对制冷系统匹配及控制水平要求进一步提高，需通过冰箱保温结构，制冷系统和风道系统耦合优化以提升冰箱整机匹配水平；

2）变频技术

新欧盟测试标准考虑模拟实际使用，冰箱负荷及系统运行工况变化较大，变频技术能更好地适应变工况的要求，对能耗的贡献比例加大。变频压缩机通过技术提升转速拓展转速范围，有原来的1 200～4 500 rpm拓宽至990～4 500 rpm，以提升16 ℃冰箱能耗效果。

3）化霜技术

新欧盟指令中明确不允许采用规避程序，化霜对能耗的影响比重增加，化霜规则优化和化霜效率的提高贡献比例加大。

选择合适的除霜周期至关重要。避免过短的除霜周期使耗电量增加较多，过长会导致冰箱制冷性能明显下降，甚至发生不可恢复的故障。可有效监测结霜情况的方法除常规的根据压缩机运行时间以及冰箱开门次数和时间来确定外，比较有效的方法有温差控制法、霜层厚度传感（压差传感器、电容传感器）；

4）翻转梁及防凝露设计

翻转梁加热器能耗单独计算，翻转梁能耗在带翻转梁的产品中占比非常大。一方面可通过改善翻转梁自身保温结构，如采用聚氨酯发泡替代EPS泡沫，同时改善与翻转梁配合的密封配合，降低翻转梁表面加热向箱内的漏热情况；

另一方面通过优化翻转梁加热丝布局，改善翻转梁表面温度均匀性，降低局部过加热，同时优化控制规则，使用湿度传感器等，有效降低翻转梁能耗；

5）系统匹配

新欧盟标准下冰箱负荷及系统运行工况变化较大，且系统效率对能耗影响占比上升，系统匹配方法需要更多考虑变工况下的综合效率，匹配效果对能耗的贡献比例加大。在使用变频宽转速压缩机的同时，拓展制冷风扇和散热风扇转速，通过电机改进及控制方式优化，将制冷风扇原固定1 880 rpm转速拓展为880～1 880 rpm，以便更好匹配冰箱系统运行的变化工况。

6）控制方案

电控和多循环能方便地实现各间室独立控温，更能适应负荷的变化。电控冰箱在各间室布置温度传感器，可更容易更精确的单独控制每个间室温度，以满足特性温度需要。

使用制冷多循环系统，在冷藏间室和冷冻间室单独设置蒸发器，可单独控制冷藏制冷系统工况和冷冻制冷工况，从而有效提升整个冰箱能耗。

4 总结

本文通过解析冰箱新欧盟与现行欧盟能效指令的能效系数计算方法及影响参数差异，针对这些影响参数差异，同时结合现行国标产品测试方案效果，提出了新欧盟产品节能方向及技术优化方向，提升出口欧盟产品能效等级水平。