《碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范 第5部分： 家用电冰箱》标准解读

胡亚欣　吕少勇　焦利敏　李红伟

摘 要：电冰箱的智能化近几年处于高速发展阶段，但是全国乃至全球对于低碳节能的需求也越来越大。行业不乏成熟度高的冰箱产品标准和能效标准，对产品固定的节能水平有科学的评判准则，但是相比于传统电冰箱，智能电冰箱在运行过程中产生动态节能水平已不容忽视。《碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范 第5部分：家用电冰箱》则是综合了固有节能的智能运行动态产生的节能，对产品的低碳水平进行评价，填补了行业空白。

关键词：智能，电冰箱，低碳

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.16.023

1 背景意义

在人们的家庭生活当中，电冰箱是不可缺少的家用电器，且电冰箱需要24 h不间断运行，这就使其成为人们生活当中用电量占比较大的电器[1]。自从2016年国标《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》的实施，冰箱能效2级以上产品的市场内销量占比从66%提升至92%[2]。可见，产品节能升级已然实现了质的飞跃。

但在立足于全球环境的大背景下，要实现2030年前“碳达峰”和2060年前“碳中和”的目标，还需开拓一条空间更大的赛道。通过智能技术提升控温精确性，同时提高保鲜技术，在满足用户对电冰箱更高使用需求的同时实现节约电能；通过丰富的智能功能，准确识别食物种类，匹配最适合的储存温湿度，锁鲜的同时为消费者提供合理膳食搭配推荐，既均衡人体所需营养又能通过减少食材浪费实现节能。

在众人把目光聚焦到智能这条赛道上之时，我们需要一把公正的“尺子”衡量对比出各类型智能电冰箱的节能效果。由中国标准化协会于2022年发布并实施的团标T/CAS610.5-2022《碳中和技术智能家电低碳运行评价技术规范 第5部分：家用电冰箱》对整个行业的发展促进作用意义非凡。

2 标准横纵对比

谈及电冰箱标准就必然要先考虑GB/ T 8059《家用和类似用途制冷器具》。该标准明确统一了包括电冰箱在内的各类制冷器具的定义、分类、包装、运输等重要的指标要求，它是一切电冰箱标准的基础。这里统一规定耗电量试验分别在+16 ℃和﹢32 ℃进行，这也成为后续能效标准的统一环境要求。该标准针对耗电量测试的章节，将器具的总耗电量按运行程序进行细分：稳定状态功耗、化霜及恢复期耗电量增量及温度变化、化霜间隔、辅助装置耗电量和装载能效，此种划分能让原可控可调的制冷器具耗电量的计算构成清晰明确。但该标准仅限于对耗电量测试的规定，进一步的能效水平则没有评价和判定。标准其他章节则是无关能耗的制冷能力、耐久性、噪声等各个方面的要求与试验。如果说GB/T 8059是电冰箱产品最全面的标准要求，那GB 12021.2-2015《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》则是对电冰箱能效的针对性标准，该标准提出了明确要求、计算方法、试验方法及等级评价。

以上两项国标无论是耗电量测试还是能效计算与评价，都是将各个间室温度设定在固定值的基础上进行的，得到电冰箱固有的能效水平，即产品通过创新发泡技术、结构布局优化等方式，在出厂那一刻就决定了它的节能水平，忽略了电冰箱是长期耗电使用的实际情况。用户使用过程中产生的能耗的高低同样是评价其节能效果的重要参数。尤其是对于智能电冰箱，随着环境温度、食材数量等参数进行动态温度调节，直接影响运行过程中耗电量的高低。

中标协发布实施的T/CAS 610.5-2022团体标准则是适用于智能电冰箱产品且综合考虑固有能效和动态能效的标准。该标准在前期标准十多年应用实践的基础上，创新性对从电冰箱智能调节、自适应运行以及改善用户使用习惯等功能进行低碳运行水平的综合评价。通过合理完善地衡量智能电冰箱低碳运行水平的高低，引导行业低碳的研发方向和布局，助力我国“双碳”目标的实现。

3 核心指标剖析

3.1 标准框架

首先，標准第一章“范围”里明确该标准的对象是智能电冰箱产品，即不重复于GB/T 8059和GB 12021.2的普通制冷器具，且标准后文提到的“食材管理”“运行模式自适应功能”等智能电冰箱所特有功能时也无需赘述解释。

标准对智能电冰箱的核心要求主要分为基本要求和电冰箱低碳运行功能要求两部分[3-4]。

在基本要求中，规定了智能电冰箱可调温室节能率的计算基准：取GB 12021.2—2015中表4中的3级能效指数。由于有的智能电冰箱有根据食材不同种类和数量进行自适应调节运行参数的能力，对应的装载耗电量成为不确定、不可控参数，所以该标准选择用GB 12021.2中3级的标准能效指数作为基准，为下文核算公式明确了基准参数。

电冰箱低碳运行功能要求，从两个角度进行划分：

从减碳方式上来看，则按照该系列团标规则划分为直接减碳功能、间接减碳功能和电冰箱健康管理：直接减碳功能中包括4项电冰箱通过智能逻辑控制自身运行即可实现低碳节能运行的功能要求——可调温室节能策略、运行模式自适应功能、自动化霜、显示屏自动关闭功能。间接减碳功能中3项功能，是通过智能技术改善用户使用习惯的方式间接降低耗电量或食物浪费等，如“开门超时提醒”则是减少误操作（忘记关门或门未关实）、提高用户日常取放食材效率等方式降低日常的无用功能耗；“食材管理功能”则是利用智能技术在准确识别食材种类和数量的基础上，提醒用户保质期时间，保证用户摄入营养均衡的同时减少食物腐败，同样实现低碳目的。

从低碳运行评价方式上来看，则划分为定量评价和定性评价。“可调温室节能策略”通过标准化的试验方法和计算，可以得出明确节能率的数值，则是定量评价。其他项目则是通过智能传感与控制，逐渐引导用户节能的使用方式，纠正错误或造成资源浪费的使用习惯，这种产生的低碳效果不能简单地用数据表示，但产生的效果同样不容小觑。

直观总结如表1所示。

3.2 定量评价-可调温室节能策略

3.2.1 节能率

電冰箱作为一个24 h通电运行的家用电器，不同于其他智能家电可利用不同模式、启停等方式实现节能。影响智能电冰箱能耗的一个主要因素即各间室的设定温度。常用的冷冻室和冷藏室因温度固定，不同冰箱对应的耗电量差异不大，可调温度间室的温度范围导致该间室温度数值不固定，智能设定最高温的能耗与最低温能耗差异极大。

按照基本要求中的3级能效指数为基准，冷藏冷冻箱η3=42.5%，卧式冷藏冷冻柜η3=50%，考虑目前行业上智能制冷器具产品品类，这里仅对冷藏冷冻箱和卧式冷藏冷冻柜进行规定，其他类型制冷器具则不考虑其智能技术产生的低碳节能水平。

3.2.2 节能水平评价

通过以上的推导计算可以得到智能可调温室节能策略产生的节能率，但该标准的最终目的是评价，故对各项减碳功能进行赋值。可调温室节能策略满分55分，评分规则：

3.3 定性评价

定性评价所包含的项目详见表1所示，7项功能要求均是在电冰箱智能化的基础上提出的，虽无法用明确的数字衡量其节能率，但长期运行对低碳目的都具有重要影响。

智能电冰箱的智能功能包括：自动感知箱内温湿度、环境温湿度、用户开门次数、取放食材种类等使用习惯，通过精准传感这些参数进行逻辑运算并自动设置合理、节能的运行模式，。例如：检测到用户长期未使用冰箱且箱内无食物，则自动断电；通过识别食材种类确认其为冷藏食物，但用户设置的温度过低等，则通过报警或自校正温度的方式避免误操作产生的能耗。

食材管理功能，则是依靠高准确度的食材识别，时刻把握箱内食材种类、保质期截止时间、数量变化等，提醒用户，避免食物腐败、浪费导致的碳排放增多。

电冰箱健康管理功能，是通过器具对自身各个部件运行状态、参数进行监测，通过不同问题现象分析诊断出自身的故障点位，然后通过自修复或报警、上门养护维修的方式，延长零部件乃至整机的生命周期，最大程度减少整体的报废以实现减少资源浪费。

4 试验结果

依据该标准对多款不同能效等级的智能电冰箱进行试验，如表2列举其中5款不同厂家、不同型号、不同市场定位的智能电冰箱结果。为了明显看出定量评价与定性评价的不同占比，采用图1方式进行表述。从图中的极具代表性的样品#2可以看出，智能电冰箱市场定位为高端产品的，它原本的能效等级、制冷效率不太高，但是通过智能技术使其在运行过程中产生的节能低碳水平远高于其他竞品，用定性隐形的方式弥补定量可视的不足，最后产品同样是1级的低碳节能水平。传统能效标准对该智能电冰箱的评价仅从定量角度考核，会产生较为片面的结论，进一步证明了该标准综合定量和定性两方面对产品进行评价的客观合理性，更适用于近几年的新型智能电冰箱。

5 结语

从产业发展的经济形势角度考虑，2022年欧盟理事会通过的“碳边境调节机制”（俗称“碳关税”），将对钢铁/电力/绿化和化肥行业征收”碳关税”，预计2026年正式实施[5]，这肯定会对下游家电产业造成成本上升的影响。从人类命运共同体的社会发展角度考虑，我们每年升高的环境温度已经导致连续多年的冰川融化和海平面上升，这些都对我们的生存有巨大的影响。多年前电冰箱就已经通过改变制冷剂种类等方式在努力，近几年搭载智能技术，冰箱产品的智能化突飞猛进，但此时更需要产业研发对低碳节能的考虑。T/CAS 610.5-2022《碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范 第5部分：家用电冰箱》的及时发布和实施，不仅为行业发展方向起到引导促进作用，为产品低碳节能的衡量提供统一标尺，也为消费者选购产品时提供科学的参考。

参考文献

[1]李嘉辰，宣萍.两种双循环制冷系统在多间室家用冰箱中的应用与试验分析[J].家电科技，2017（11）：72-74.

[2]李曾婷.低碳新时代开启，家电产品节能减排技术持续升级[J].电器， 2021（7）：30-33.

[3]中国标准化协会. 碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范 第1部分：通用要求：T/CAS 610.1[S]. 2022.

[4]中国标准化协会. 碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范 第5部分：家用电冰箱：T/CAS 610.5[S]. 2022.

[5]卢梦琪. 欧盟“碳关税”或将影响家电出口[N]. 中国电子报， 2022-03-29（001）.

作者简介

胡亚欣，工程师，智能交互试验室主任工程师，主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究。

吕少勇，工程师，认证工程师，主要从事电冰箱检测认证。

焦利敏，高级工程师，智能家居试验室主任，主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究，SAC/TC 46/SC 15专家委员。

李红伟，正高级工程师，副所长，主要从事家电安全、可靠性及软件测试方向的研究。

（责任编辑：张佩玉）