冷水机组能效标识入境验证及检测研究

李朝振　山宏刚　吴之中　李　敏（上海出入境检验检疫局　上海　200120）

冷水机组能效标识入境验证及检测研究

李朝振山宏刚吴之中李敏
（上海出入境检验检疫局上海200120）

冷水机组产品本身较为复杂，某些冷水机组产品国内外标准存在差异，我国冷水机组标准内容也存在争议，并且国内缺少相关检测能力，这些问题对冷水机组产品的入境监管工作过程造成了很大困难。本文对问题进行了深入分析，对问题的形成原因进行挖掘梳理，对问题的解决提出具体措施，旨在较好地解决冷水机组在入境验证中存在的问题，并促进我国相关标准的完善。

水冷冷水机组；能效标识；标准

1　前言

2005年国家质量监督检验检疫总局发布第17号令《能源效率标识管理办法》，对进口的能源效率标识产品监管提出了要求。上海入境检验检疫局于2013年发布《上海检验检疫局进口能源效率标识产品入境验证工作规定》，对包括冷水机组在内的八批产品进行入境验证。在8批共28种产品中，冷水机组遇到的问题较多，既有现存问题，也有潜在问题，比如对于某些冷水机组国内缺少检测能力，对于标准存在争议，国内外标准存在差异等。这对冷水机组的能效标识入境验证造成了一定影响，有必要进行深入研究。

2　冷水机组介绍

冷水机组是指由电动机驱动的采用蒸汽压缩制冷循环产生冷水的机组。产生冷水时称为冷水机组，产生热水时称为热泵机组。我国能效标准仅对冷水机组进行了要求。

冷水机组俗称冷冻机、制冷机、冰水机、冻水机、冷却机等，因各行各业的使用非常广泛，所以在产品进口报关时名字也就各种各样，这对入境监管带来了一定困难。从技术角度来说，正规分类也较为复杂。按压缩机形式可分为：活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组和离心式冷水机组；按燃料种类可分为：燃油型（柴油、重油）和燃气型（煤油、天然气）；按冷凝器冷却方式可分为：水冷式冷水机和组风冷式水冷水机；按能量利用形式可分为：单冷型热泵型、热回收型和单冷冰蓄冷双功能型；按冷水出水温度可分为：空调型（7℃、10℃、13℃、15℃）和低温型（-5℃～-30℃）；按密封方式可分为：开放式、半封闭式、全封闭式；按载冷剂可分为：水冷冷水机组、盐水冷水机组、乙二醇冷水机组；按能量补偿不同可分为：电力补偿（压缩式）和热能补偿（吸收式）；按热源不同（吸收式）可分为：热水型、蒸汽型、直燃型。随着科技的发展，新型冷水机组的应用领域得到进一步拓展。工业领域、众多新型领域均需要一个低温环境，很多新兴工艺均需要冷水机组进行冷却降温。就民用场合来说，小型化、高效能是冷水机组的发展趋势。

冷水机组与常见家用制冷产品差异较大，技术更复杂。常见的冰箱和家用空调，制冷剂的冷量通过盘管直接传递给空气；冷水机组则是将制冷剂的冷量传递给水，通过水将空间或工艺部件冷却，冷量输送能力更强，可以实现更多的用途。用于空间制冷时，冷水机组可以实现空调的功能，冷量输送范围大，适于大型的商业建筑。相对于制冷剂直接制冷，冷水与空气温差小，舒适度更高。用于工业用途时，冷冻水流经工艺环节或实验室设备，实现复杂多变的温度要求，广泛应用于机制和工厂机械冷却的各行各业。

3　冷水机组入境验证要求

3.1入境验证流程

产品能效标识入境验证遵循程序如图1所示。就入境的冷水机组产品来说，已经备案的情况极少，部分产品属于特殊用途 （比如研发、专供出口产品等）。对于属于范围内产品但没有能效标识认证的产品，需要进行能效检测。冷水机组的检测过程，首先需要符合《冷水机组能源效率标识实施规则》［1］，实施规则参照了强制性标准 《GB19577-2004冷水机组能效限定值及能源效率等级》［2］的要求，GB19577-2004中的试验方法主要涉及到推荐标准 《GB/T 18430.1-2007蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水 （热泵）机组》［3］、《GB/T 18430.2-2008蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第2部分：户用及类似用途的冷水（热泵）机组》［4］。18430.1-2007、18430.2-2008两个标准的差异主要体现在针对产品的范围不同：18430.1-2007针对工、商业及类似用途，装机容量大于50 kW；18430.2-2008针对户用及类似用途，产品装机容量不大于50 kW。

图1　　入境验证流程图

3.2现存问题

冷水机组的能效标识入境验证存在较多问题。这类进口产品基本没有经过能效标识认证，而且相关企业也无这种意识。其中的小型水冷冷水机组国内很少有生产，缺少该类产品的能效标识监管，因此也就没有相关的检测能力。该类产品的国内外标准差异较大，既和国内外标准发展水平相关，也和国内外气候条件等客观因素相关。同时，国内外标准的差异及国内标准争议也对冷水机组入境验证形成潜在影响，需要深入分析这些问题及其形成原因并给出解决方案。

4　问题探讨

4.1检测能力缺乏

小型水冷冷水机组在国内缺少检测能力。我国对于较为大型（≥20大卡，合20.32 kW）的冷水机组采用生产许可证制度，在申请生产许可证的过程必须提供能效标识认证。对于小型（＜20大卡）的冷水机组，安全方面需要申请CCC认证，而CCC认证和能效标识认证是相互独立的，因此小型冷水机组的能效标识认证需要独立进行。对于小型风冷冷水机组的能效标识认证，市场监管体系较为完善，实验室条件也较为完备；而对于小型水冷冷水机组的能效标识认证，则缺少试验条件，监管也较为缺乏。就市场产品分布来讲，我国水冷冷水机组企业多生产100 kW以上的水冷冷水机组，100 kW以下的冷水机组较为少见。而在入境验证的水冷冷水机组中，经常有100 kW以下，甚至20大卡以下的产品。

国内的检测实验台通常是针对大于100 kW或大于50 kW的冷水机组产品，对于小型的冷水机组缺少检测能力。造成这一现象的根本原因是国内缺少相关产品的生产企业，即使有少量产品的生产，因为缺少监管，企业也不会主动寻求认证，也就缺少相关的能力建设。

对于其他能效标识产品的入境验证，由于流程问题，通常是口岸监管稍滞后于国内产品的监管，国内已经有完善的监管和检测体系；借鉴国内监管的经验，口岸监管实施会比较顺利。前述某些类型的冷水机组属于特例，由于国内缺少相关产品的制造商，也就缺少相关检测机构及监督活动，因此，这类产品主要依赖进口，口岸就先于国内提出了产品监管要求。

4.2标准差异

冷水机组国内外标准存在较大差异，需要了解这些差异及其成因，一方面可以更好地实施监管工作，另一方面也可以为其潜在影响提前提出应对措施。

目前针对冷水机有相关标准的国家和地区有美国、加拿大、澳大利亚、欧盟等，其中加拿大、澳大利亚冷水机标准的测试工况和测试方法是按照美国标准制定的，因此由美国空调制冷协会（简称ARI）制定与颁布的ARI 550/590-2003《performance rating of water-chilling packages using the vapor compression cycle》［5］标准在世界范围内得到广泛应用。欧盟冷水机组能效标准为EN14511-2011《Air conditioners，liquid chilling packages and heat pumps with electrically driven compressors for space heating and cooling》［6］，同时欧盟地区还存在EUROVENT冷水机组认证标准6/C/003-2011。

首先在针对产品的范围上标准之间差异较大。欧盟标准EN14511-2011从标准名称上看其冷水机组的用途为空间制冷/热，明确提出能效要求不针对工艺用水冷冷水机组，原文为Installations used for heating and/or cooling of industrial processes are not within the scope of this standard。而美国标准ARI 550/590中详细列出了十几条详细的范围情况，特别对水冷冷水机组的制冷量范围提出了要求，60 Hz的产品小于2000冷吨（7034 kW），50 Hz的产品则只针对大于200-1000冷吨（703 kW-3517 kW）的产品。

就机组能效方面来说，差异主要体现在对综合能效指标IPLV的要求上。综合部分性能系数是考虑了100%、75%、50%、25%负荷点不同权重而计算出的综合能效系数，相对于单点能效比，综合部分性能系数可以更好的评价机组的能效特性，类似于空调能效比和季节能效比的差别，采用综合部分性能系数是评价冷水机组能效特性的趋势。美国ARI 550/590-2011版标准对综合能效IPLV从要求、测试方法及其作用都有明确要求：在IPLV的推导背景说明中，明确指出冷水机组满负荷时的效率仅代表设计工况下满负荷的性能，IPLV是一个反映实际气象数据、建筑负荷特征、运行小时数等综合能效指标，应作为冷水机组性能评价并列指标。欧盟EN14511-2011版，还没有综合能效IPLV的测试方法及要求，但在EUROVENT冷水机组认证标准6/ C/003-2011中对冷水机组欧盟季节能效有明确的测试要求和测试方法，明确要求冷水机组必须测试其部分负荷性能。我国只引入了IPLV的概念及计算方法，还未强制考核，并且IPLV的工况条件及计算公式均不相同。

4.3国内法规争议

《冷水机组能源效率标识实施规则》中说明：本规则适用于电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组能源效率标识的使用、备案和公告。标准 《GB19577-2004冷水机组能效限定值及能源效率等级》中关于产品范围仅指出了：“本标准适用于电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组”。相对于欧美标准中大篇幅对于产品范围的限定，我国法规对产品范围的界定非常笼统，这也就导致了执行上的困难。入境验证首先要依据上述的法规和强制性标准，然而在这两部内容中对冷水机组的范围没有界定，即使考虑到没有强制性要求的GB/T标准，产品范围仍然模糊。就进口冷水机组来说，其中有很大比例的产品是用于工艺过程，比如用于激光头冷却，工厂操作台冷却等。这部分产品，根据我国法规属于能效标识范围产品，从产品功能上属于工业或商业类似用途，应该参照《GB/T 18430.1-2007蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水（热泵）机组》。然而标准GB/T 18430.1-2007是针对50kW以上的产品，而这类产品制冷量通常小于50 kW，甚至小于3 kW。根据制冷量只能依据标准《GB/T 18430.2-2008蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第2部分：户用及类似用途的冷水（热泵）机组》，但是这类产品又无法划分到户用及类似用途中。经过向GB/T18430标准委员会询问，委员会无法给出清晰解释，但建议按照GB /T 18430.2进行测试；询问能效标识中心，其给出了冷水机组能效标识实施规则的三个例外情况：《冷水机组能源效率标识实施规则》不适用于：a、蒸发器或冷凝器的进出水温差超过7℃的冷水机组；b、污垢系数未按GB/T18430.1-2007标准规定的冷水机组；c、载冷剂非水或冷却水非水的机组。但是三个例外情况仍然无法解决出现的矛盾。

这一矛盾造成更为突出的问题是：这一类产品通常能效都很低，远低于法规要求的能效限值。

5　解决方案

对于冷水机组在入境验证过程出现的多个问题，需要从不同方面给出解决措施。

5.1标准法规完善

和欧美标准相比，我国冷水机组标准法规还不够完善。首先是产品范围的界定方面，欧美标准中都对冷水机组能效要求的产品范围进行了详细界定，详细列举了可以豁免能效要求的产品特点，均有十条以上的说明，值得我国法规标准借鉴。具体到前文提及的小型工艺用冷水机组，欧美能效标准均未包含这类产品。美国冷水机组（50 Hz）能效标准只针对20冷吨以上的冷水机组，而欧洲标准则明确规定用于工艺处理的冷水机组没有能效要求。

鉴于冷水机组的多样性，有必要在我国冷水机组能效法规的范围界定方面进一步细化。然而标准的更新周期比较长，就冷水机组能效标识入境验证中遇到的具体问题，建议出入境检验检疫部门先行出台相关工作规定。

冷水机组虽然具有多样性，但是从用途来分，可以明确分为空间制冷用和工艺环节用。空间制冷的目的是提供一个冷却后的舒适空间环境，这也是节能潜能最大的一个领域。而工艺环节用冷水机组最主要的目的在于实现工艺环节的稳定性与精确性，是否节能倒是其次。从能效法规的制定初衷来看，工艺环节用冷水机组不应该包括在内，并且在入境验证中引起判断分歧的主要是这类机组。当务之急应该对这类机组进行界定，比如可以用于工艺处理的水冷冷水机组免除能效标识要求，至少对小于20大卡的机组豁免。这样既符合节能法规制定的初衷和国际通行做法，也解决了冷水机组入境验证中的绝大部分问题。

5.2实验室建造

对于范围内确实需要能效检测的小型水冷冷水机组，解决办法就是增加检测能力建设。试验台的建设既需要考虑现有问题的解决，同时还需要考虑相关法规标准未来的发展趋势。上海出入境检验检疫局机电中心已经具备风冷冷水机组的检测能力，水冷冷水机组试验台也在建设之中，其原理图如图2所示。

图2　　水冷冷水机组试验台系统原理图

试验台系统可以测量0-100 kW水冷冷水机组，包括热量回收系统、独立制冷系统、冷却塔换热系统。系统对小流量下的流量控制、热量回收进行了特殊设计。根据冷水机组制冷量大小不同，试验台配备了两套流量和数据测量系统以及管路系统，以满足不同制冷机组对精度的不同要求。另外，试验台中还采用了百分比型阀门等技术，更容易实现小流量下的精确控制。

6　结论

针对冷水机组在能效标识入境验证中遇到的特殊问题，本文进行了原因探讨，并多角度给出了解决方案，对冷水机组入境验证工作具有借鉴意义；对我国相关标准的完善提出了具体建议，并根据工作需要对水冷冷水机组试验台进行了研制，解决了现实问题，增加了技术把关的技术实力，为入境验证及国内相关产品的监管提供了硬件基础及技术支撑。

［1］冷水机组能源效率标识实施规则［S］.

［2］GB19577-2004冷水机组能效限定值及能源效率等级［S］.

［3］GB/T 18430.1-2007蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 第1部分：工业或商业用及类似用途的冷水（热泵）机组［S］.

［4］GB/T 18430.2-2008蒸气压缩循环冷水 （热泵）机组 第2部分：户用及类似用途的冷水（热泵）机组［S］.

［5］ARI550/590-2003performanceratingofwater-chilling packages using the vapor compression cycle［S］.

［6］EN14511-2011 Air conditioners，liquid chilling packages and heatpumpswithelectricallydrivencompressorsforspace heating and cooling［S］.

Study of Liquid Chilling Packages Energy Label Inspection and Test

LI Chaozhen，SHAN Honggang，WU Zhizhong，LI Min
（Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Shanghai，200120）

Liquid chilling package is a complex product.There is much difference between standards of China and other countries and there are different opinions about GB standards.The test lab of some chilling packages is absent.The inspection of chilling packages is difficult for these problems.The reasons of the problem are studied and resolvent is given in this paper.It is aim to promote develop of correlative standards of China.

Liquid Chilling Package；Energy Label；Standard

TK01+8

E-mail：licz@shciq.gov.cn

上海出入境检验检疫局项目 （HK030-2015）

2015.08.31