电压力锅新能效标准的浅析和探讨

黄智成 李楚森

（威凯检测技术有限公司 广州 510663）

引言

GB 39177-2020《电压力锅能效限定值及能效等级》由国家市场监督管理局和国家标准化管理委员会于2020年7月23日首次发布，2021年8月1日正式实施。此标准的发布和实施完善了我国电压力锅产品的标准体系，将作为产品能效考核的主要依据，有利于提高产品的能效，节约能源。本文通过对标准中的各技术指标进行分析，归纳对标准理解和测试方法的争议性问题，提出相应建议，有助于电压力锅的企业和从业人员理解标准，做好产品升级和市场应对措施。

1 适用范围

1.1 标准要求

GB 39177-2020标准的范围规定：本标准适用于以电热元件或电磁感应方式加热，额定功率不大于2 000 W、额定容积不超过10 L、额定蒸煮压力为40～140 kPa（表压）的电压力锅。

1.2 理解要点

1）标准的适用范围明确为电压力锅，铭牌标示的产品名称应为“电压力锅”或者“XX电压力锅”，铭牌标示为电饭锅、电炖锅等名称的产品不适用此标准。

2）铭牌上标示了多个额定功率的产品，其最大额定功率≤2 000 W的才适用此标准。

3）电热元件为加热源的产品、电磁感应方式加热的产品，均适用此标准。市场上俗称的“IH”电压力锅就是典型的电磁感应方式加热的产品其发热元件不是传统的发热管，而是采用了电磁炉类似的电磁线圈，如图1。

图1 电磁感应方式加热的电压力锅

2 能效等级

2.1 标准要求

GB 39177-2020标准的4.1条规定：电压力锅能效等级分为3级，其中1级能效最高。各等级产品的保温能耗（若适用）、待机功率（若适用）和能效值均应不低于表1的规定。

表1 电压力锅能效等级

2.2 理解要点

1）能效值按照产品的额定容积进行分级，因此建议产品的铭牌或者说明书明确标明产品的额定容积。

2）能效值、保温能耗、待机功率三个指标均符合同一能效等级限值，才能判定满足此能效等级。例如，某产品额定容积4.0 L，实测能效值为78 %（二级），保温能耗38 W·h（一级），待机功率0.8 W（一级），笔者认为应综合判定产品的能效等级为二级。

3 效率值试验方法

3.1 标准要求

GB 39177-2020标准的附录A规定，效率值试验方法如下：

试验在电压力锅在使用说明中明示的最大蒸煮压力功能下、压力烹饪时间大于30 min的档位下进行试验。

对于配有两种或两种以上内锅的产品，使用说明中有明示使用内锅的，按指定的内锅进行试验。

本标准涉及相关测试过程，不应对器具结构及密封性产生改变或破坏。

测试时，初始水温为（23±2）℃。向内锅加入50 %额定容积的水，测量初始水温t1。将温度检测装置放入内锅，温度检测点浸入水面10～30 mm范围内，并设法将温度测温点固定在内锅中心Φ50 mm的圆柱体内。然后按A.1.2规定通电，选择最大蒸煮压力、压力烹饪时间大于30 min的档位，并用电能表开始记录电压力锅的耗电量。当检测产品内部蒸煮温度达到100 ℃时，开始连续记录温度值t，每秒记录一次，持续工作30 min后，读取耗电量E，并停止记录温度值t，并根据下述公式计算t值 。

电压力锅能效试验可采用热电偶或同等及以上精度的实时温度测量与无线信号传输仪器，当试验结果有争议时，应以同等及以上精度的实时温度测量与无线信号传输仪器测试数据为准。

式中：

η—电压力锅效率， %；

λ—加热方式修订系数。加热方式为电磁感应加热的产品，λ值取1.15，加热方式为电热元件加热的产品，λ值取1.0；

G—试验前水的质量，单位为千克（kg）；

Ht1—试验前初始水温对应的焓值，单位为千焦每千克（kJ/kg）；

t1—试验前初始水温，单位为摄氏度（℃）；

E—耗电量，测定全过程的总输入电量，单位为瓦时（W·h）

t—温度高于100 ℃时,持续工作30 min的锅内蒸煮温度值，每秒记录一次，单位为摄氏度（℃）。

3.2 理解要点

1）电饭锅或者电磁灶的能效测试中，均是以水温的变化与耗电量之间的函数关系来表征热效率。但是，电压力锅既有加热期间水温的变化，也有保压期间水蒸气的能量变化，因此引入了热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量—焓值。电压力锅效率计算公式中客观科学的考虑了20～100 ℃时液态过冷水的焓值和100～140 ℃时饱和蒸汽的焓值。

2）标准中明确了测试装置可采用热电偶或同等及以上精度的实时温度测量与无线信号传输仪器。笔者建议对于电热元件为加热源的产品，由于加热方式对普通热电偶的干扰较小，可采用热电偶直接测量温度；对于电磁感应方式加热的产品，由于对K型或J型热电偶的干扰较大，可采用抗干扰的铂电偶或者温度压力无线传感器测量温度，如图2所示。采用任何类型的测温装置，均不应对器具结构及密封性产生较大改变或破坏。

图2 温度压力无线传感器

3）电压力锅的能效测试系统由三部分构成，一是被测的电压力锅，二是温度与压力（时间）的数据采集装置，三是电量输入与控制系统，如图3所示。

图3 测试系统示意图

4）电压力锅的整个工作过程可大致分为4个阶段。第一阶段，50 %额定容积的水加入到压力锅内胆，电压力锅内从测试环境温度开始电加热升温；第二阶段，水温达到99 ℃后锅内的水开始沸腾，锅内的压力开始逐渐升高；第三阶段，温度达到程序设定时，压力锅进入在保压阶段，电加热会一段时间内反复启停，处于断续加热的过程；第四阶段，产品蒸煮程序后，器具进入保温阶段，温度和压力逐渐下降。温度（压力）—时间变化曲线如图4所示。

图4 温度（压力）-时间变化曲线图

3.3 疑点分析及建议

1）电压力锅产品经常出现多个档位程序（如：蹄筋、牛羊肉）都符合标准规定的最大蒸煮压力、压力烹饪时间大于30min的情况，如图5所示。

图5 烹饪档位对照表

目前标准没有明确规定使用任意一个档位进行测试，还是每个档位都需要测试。笔者倾向于测试时与制造商充分沟通，选取一个符合标准规定的档位测试。建议未来标准修订时明确测试档位，或者由制造商在说明书中明确最节能的档位。

2）市场上部分电压力锅产品配有不同类型的两种内锅，如图6所示。说明书没有明示指定内锅，如何选择内锅进行测试？笔者倾向于测试时与制造商充分沟通，选取一个内锅的进行测试，注明实测能效值与内锅的匹配关系。建议制造商在说明书中明确最节能的档位和明示指定的内锅。

图6 一锅两胆

3）标准中规定：当试验结果有争议时，应以同等及以上精度的实时温度测量与无线信号传输仪器测试数据为准。根据市场调研得知符合标准要求的无线温度压力传感器的供应商只有1家（德国颐贝隆）。笔者购买并使用后发现，此设备比较精贵，维护成本高，在高温高压情况下会出现数据传输滞后的情况，且该传感器无最小传输间隔为10 s/次，与标准规定的“每秒记录一次”要求，无法完全匹配，不利于试验开展和数据溯源，建议行业进一步讨论和研制更稳定优良的无线信号传输仪器。

4）使用无线传感器时，需要将信号传输区域露出水面，测温点浸入水面10～30 mm范围内，并设法固定在内锅中心直50 mm的圆柱体内。因此试验时需要设置支撑物固定传感器。支撑物的形状、大小、材质等直接影响试验结果，由于被测样机的内胆锅的容量、形状不同，支撑物需要对应的变化，甚至出现设置支撑物后，检测样机无法正常盖上盖子的情况。常用的支撑物如图7所示。

图7 常见支撑物

4 保温能耗试验方法

4.1 标准要求

GB 39177-2020标准的附录A.规定保温能耗的试验方法如下：

测试时，初始水温为（23±2）℃。向内锅加入50 %额定容积的水；设法将测温点固定在内锅中心Φ50 mm的圆柱体内，距锅底（10±5）mm；待水温达到90℃时强制使器具进入保温状态，并同时开始记录时间与耗电量；测定5 h的耗电量，然后计算出每小时耗电量即为保温能耗，同时在第4 h开始测量温度值，持续监测到第5 h，过程中的锅内温度值应在60 ℃以上。

4.2 理解要点

1）测试过程中观测到水温达到90 ℃时，应迅速的人为将器具设定在保温档位工作并持续进行试验。

2）电压力锅行业共识为60 ℃以下的温度不属于有效的保温温度，如果器具不存在保温状态时，此指标可以不考虑。

4.3 疑点分析及建议

标准中规定：持续监测到第5 h，过程中的锅内温度值应在60 ℃以上。在实际测试过程中，保温温度是否在1 h的监测过程每秒的测试结果均应在60 ℃以上，如果有部分数据低于60 ℃，是否需要终止测试？

笔者认为，测试时出现个别或者瞬间温度低于60 ℃时，器具依然处于有效保温状态下，应继续测试；如果出现大面积或者持续几分钟的温度都低于60 ℃时，可认为器具没有处于有效保温状态下，建议终止测试。

5 待机功率试验方法

5.1 标准要求

GB 39177-2020标准的附录A规定待机功率的试验方法如下：

测定电压力锅在待机状态下4h的耗电量，然后用算术平均法计算出每小时的耗电量，即为待机功率。对于有唤醒功能的产品，测试过程中应使其保持在非唤醒状态。

5.2 理解要点

1）待机模式是指用能器具在连接到主电源时，提供以下一种或多种面向用户功能或保护功能，且为持续的任何产品模式：

—可以通过触发远程开关(包括远程控制)，内部传感器，定时器来触发其他模式(包括活跃模式开启或停止)；

—持续功能：信息或包含时钟的状态显示；

—持续功能：基于传感器的功能。

2）常见的产品预约功能不属于待机模式，是器具主要功能已启动的产品活跃模式。

6 总结

通过对标准主要技术指标的分析，发现各实验室如果对标准理解的不同，可能带来试验方法的差异，在标准的执行过程中，容易导致测试结果出现争议。当前全球能源形势异常紧张的情况下，节能环保的产品将会得到较大发展。相关企业应尽快研究能效标准，调整技术工艺，为产品的节能设计做好准备。