1、自携冷凝机组商用冷柜能效标准解读 肖杨 成建宏 刘小朋 华商国际工程有限公司 中国标准化研究院 国内贸易工程设计研究院 摘 要： 本文介绍了目前我国商用冷柜采用的能效标准情况, 制定背景、过程, 及其配套性能试验方法标准。对不同类型冷柜能效标准测试的气候条件以及基准耗电量参考值的表进行了分类概述。对基准耗电量的公式中各参数的涵义进行了分析;同时解读了能效测试中部分试验条件的要求;最后对自携式商用冷柜测试中影响能耗的因素进行了汇总, 该部分为商柜提升能效指明了方向。能效标准的出台将为食品安全和节约能耗奠定基础。关键词： 商用冷柜; 能效标准; 节能技术; 作者简介：肖杨, 硕士, 综合管理室主任
2、, 高级工程师, 主要从事商用制冷设备的标准制定及其质量检测工作。2008 年工作至今共主持和参加 30 多项国家和行业标准的制定工作。收稿日期：2017-05-08Interpretation of energy efficiency standard for commercial refrigerating cabinets with self-contained condensing unitXiao Yang Cheng Jianhong Liu Xiaopeng Hua Shang International Engineering Co., Ltd.; China National
3、 Institute of Standardiztion; Internal Trade Engineering Design Abstract： This article introduced the current adoption situation, background, process, and its correlative performance test method standards of energy efficiency standards for commercial refrigerating cabinets.It also describes the test
4、ing climatic conditions and the basic power consumption of different types of commercial cabinets in the energy efficiency tests.This article explains the meanings of every parameter in the basic power consumption formula, and some significant testing conditions.Finally this article summarizes the f
5、actors that affect the energy consumption in the testing of self-contained commercial cabinets.So this section specifies the direction in which the commercial refrigerating cabinets enhance energy efficiency.The published of energy efficiency standards will lay the foundation for food safety and ene
6、rgy savings.Keyword： commercial refrigerating cabinets; energy efficiency standards; the basic power consumption; Received： 2017-05-08GB26920 是商用制冷器具能效的系列标准, 计划共有 4 个部分。全国能源基础与管理标准化技术委员会继 GB 26920.12011商用制冷器具能效限定值及能效等级第 1 部分:远置冷凝机组冷藏陈列柜1标准之后, 组织制订了GB26920.22015商用制冷器具能效限定值和能效等级第 2 部分:自携冷凝机组商用冷柜2国家标准,
7、 于 2015 年 12 月 10 日发布, 2017 年 1 月 1 日实施。1 标准制定背景和进程1.1 标准适用范围商用冷柜产品主要用于超市、商店、酒店、餐饮店、食堂、非家庭厨房及食品加工过程中, 用于食品的冷冻储藏和保鲜冷藏, 主要有制冷陈列柜、制冷储藏柜、他助式和自助式柜台柜、快速冷却柜和快速冻结柜等不同种类。1.2 能效标准和其相配套性能标准制定原则和过程概述商用冷柜产品性能对应的国际标准是 ISO TC86/SC7 制定的ISO23953:2005+Amd.1:2012 (E) Refrigerated display cabinets。最新的修订是 GB/T21001.1201
8、5制冷陈列柜第 1 部分术语3、GB/T21001.2 2015制冷陈列柜第 2 部分:分类、要求和试验条件4和 GB/T21001.32015制冷陈列柜第 3 部分:试验评定5。但该标准只对超市和商店等零售用制冷陈列柜进行了规定, 对于其他类型的商用冷柜没有涉及。故 2012 年按照ISO23953 等国际标准的原则制订了 SB/T107942012商用冷柜系列行业标准, 以适用于除零售用制冷陈列柜以外的其他商用冷柜。2011 年按照GB/T210012007冷藏陈列柜规定的性能要求和试验方法, 制订了适用于零售用的远置式制冷陈列柜的能效标准 GB26920.12011商用制冷器具能效限定值
9、及能效等级第 1 部分:远置冷凝机组冷藏陈列柜。2015 年按照 GB/T210012015制冷陈列柜和 SB/T107942012商用冷柜规定的性能要求和试验方法, 制订了适用于除零售用制冷陈列柜以外的商用自携式冷柜能效标准, GB26920.22015商用制冷器具能效限定值和能效等级第2 部分:自携冷凝机组商用冷柜。至此, 除快速冷却柜和快速冻结柜外, 商用冷柜产品均已具有相对应的能效标准。GB26920.22015 主要涉及以下商用冷柜:1) 销售和陈列食品的自携式商用冷柜;2) 商店、宾馆和饭店等场所使用的封闭式自携饮料制冷陈列柜;3) 实体门商用冷柜 (如厨房冰箱、制冷储藏柜、制冷工
10、作台) 、非零售用的自携式商用冷柜。商用冷柜目前在我国年产约 500 万台, 总产值约 200 亿元。商用冷柜作为食品冷链流通的末端, 使柜内保持合适的温度, 以维持储存食品的合适温度, 保证食品品质, 其作用非常重要。同时它也是耗能产品, 制定相关能效标准不仅可以节约能源还可规范产品质量和促进产品的技术进步。2 GB 26920.22015 能效标准的特点2.1 商用冷柜的产品分类本标准按照所适用的产品标准不同, 主要把商用冷柜产品分为 3 类:1) 自携式制冷陈列柜该类产品包括了零售用、非零售用的自携式制冷陈列柜和带有实体门部分的制冷陈列柜 3 类, 多用于超市、商店、酒店和餐馆中。其中,
11、 零售用自携式制冷陈列柜其产品性能要求和试验方法对应 GB/T21001.22015制冷陈列柜第 2部分:分类、要求和试验条件, 非零售用的自携式制冷陈列柜和带有实体门部分的制冷陈列柜柜其产品性能要求和试验方法对应 SB/T10794.22012商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件, 能效限定值所采用的基准耗电量均为GB26920.22015 中表 1 和表 2 规定的数值 (见表 1、表 2) 。2) 饮料冷藏陈列柜这是一类特殊的冷柜, 俗称可乐柜。这类冷柜多应用于小商店和餐馆中存放和销售带有包装的饮料, 环境条件恶劣, 所以产品标准要求高, 其产品性能要求和试验方法对应 SB/T10
12、794.32012商用冷柜第 3 部分:饮料冷藏陈列柜8,除柜内温度指标外, 其他要求与美国百事可乐标准要求相当, 能效限定值所采用的基准耗电量为 GB26920.22015 中表 3 规定的数值 (见表 3) 。3) 实体门商用冷柜该类冷柜采用隔热发泡门, 立式的俗称厨房冰箱, 还有很多是卧式发泡门冷柜, 也有一小部分制冷工作台。这类冷柜多应用于小商店、餐馆、酒店和厨房中, 其产品性能要求和试验方法对应 SB/T10794.12012商用冷柜第 1 部分:术语6、SB/T10794.2 2012商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件7, 能效限定值所采用的基准耗电量为 GB26920.2
13、2015 中表 4 规定的数值 (见表4) 。实际上, 商用冷柜产品型式多样, 产品种类繁多, 但上述 3 种分类已基本涵盖了商用冷柜的绝大部分产品的基础型式。对于具有以上述 3 种分类不同形式间室的组合型冷柜, 标准中给出了组合计算的方法, 也适用于本标准。2.2 商用冷柜产品的能效计算方法由于商用冷柜产品型式多样, 产品种类繁多, 在进行能效计算时就需要考虑各种不同情况。由于 GB26920.22015 中表 1 至表 4 是单个特定间室、特定气候类型和柜内温度下的基准耗电量, 那么, 为了涵盖绝大多数不同类型商用冷柜, 就需要根据不同情况给出相应的修正系数, 主要有:表 1 不同温度分类
14、下中温自携式商用冷柜的基准耗电量 下载原表 表 2 不同温度分类下低温自携式商用冷柜的基准耗电量 下载原表 表 3 饮料冷藏陈列柜的基准耗电量 下载原表 表 4 实体门商用冷柜的基准耗电量 下载原表 M 为多个独立间室调整系数, 主要考虑间室间的传热温差不同于相对于环境的传热温差;CC 为环境气候类型修正系数, 主要考虑不同的设计气候类型下, 匹配的最佳制冷系统不同;S 为凝露面积限制, 产品质量的基本要求;Fi为融霜调整系数, 针对带有热融霜的风冷式和盘管直冷式的不同予以区别;此处将敞开和带加热功能自动融霜系统的冷柜/间室与无自动除霜系统的封闭式冷柜/间室相区分;ki为间室内温度分类的能耗调
15、整系数, 以区别特定柜内温度。另外, 本标准中还规定了年耗电量的计算方法, 应用在产品标识中, 以利于消费者辨识。2.3 商用冷柜性能试验2.3.1 制冷陈列柜性能对于零售用自携式制冷陈列柜按照 GB/T21001.12015制冷陈列柜第 1 部分:术语3 (ISO23953 1:2005+Amd.1:2012 (E) , IDT) 、GB/T21001.22015制冷陈列柜第 2 部分:分类、要求和试验条件 (ISO239532:2005+Amd.1:2012 (E) , IDT) 、GB/T21001.32015制冷陈列柜第 3 部分:试验评定进行性能试验。能效测试按标准要求在 3 类气候
16、 (25, 60%RH) 条件下进行。能效限定值采用的基准耗电量参照 GB26920.22015 表 1 和表 2。对于非零售用自携式制冷陈列柜按照 SB/T10794.12012商用冷柜第 1 部分:术语6、SB/T10794.2 2012商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件7进行性能试验。能效测试分别按标准要求在 3 类气候 (25, 60%RH) 条件下进行, 按照 SB/T10794.22012 的规定进行测试, 能效限定值所采用的基准耗电量为 GB 26920.22015 表 1 和表 2 规定的数值。对于带有实体门部分的制冷陈列柜按照 SB/T10794.12012商用冷柜第
17、 1 部分:术语、SB/T10794.22012商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件进行性能试验。能效测试分别按标准要求在 3 类气候 (25, 60%RH) 条件下进行, 按照 SB/T10794.22012 的规定进行测试, 能效限定值所采用的基准耗电量, 按照 GB 26920.22015 表 1 和表 2 相对应的商用冷柜类型要求的规则进行组合。其中 GB/T21001 系列标准采用最新版 ISO23953 标准, ISO 23953 和 ISO 23953+Amd.1:2012 (E) 。2.3.2 饮料冷藏陈列柜该类产品按照 SB/T10794.32012商用冷柜第 3 部分
18、:饮料冷藏陈列柜8进行性能测试。能效测试在 8 类气候条件 (24, 55%RH) 下进行。能效限定值所采用的基准耗电量为 GB26920.22015 表 3 规定的数值。2.3.3 厨房冰箱等发泡门冷柜该类产品按照 SB/T10794.12012商用冷柜第 1 部分:术语、SB/T10794.22012商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件的要求进行测试, 能效测试在 4 类气候 (30, 55%RH) 条件下进行试验。能效限定值所采用的基准耗电量为 GB26920.22015 表 4 规定的数值。2.3.4 能效试验的其他试验条件要求解读1) 其他气候类型条件对于设计为其他较高气候类型
19、条件的制冷陈列柜, 应先进行较高气候类型条件下的温度性能试验, 合格后再进行能效测试, 其能效分别按照标准中要求的不同系数进行折算。2) 照明装置和防凝露加热装置的设置问题在试验期间应使用照明装置和防凝露加热器, 除非这类装置由时钟、智能感应器或类似的自动化霜装置来控制。如化霜装置不是由时钟、智能感应器或类似的控制的, 能效试验中, 则应 24h打开防凝露加热器。例如, 说明书中注明, 必要时应打开防凝露加热器。则视为 24h 都打开, 除非明确打开防凝露加热器的试验条件。3) 融霜调整系数 F 的选取对于无自动除霜系统的封闭式冷柜/间室 (如:封闭式直冷柜/间室) , F 取 0.75;对于
20、敞开式和带有热气融霜和电加热自除霜功能的冷柜/间室 (如:风冷柜/间室) , F 取 1。3 试验中影响商用冷柜能效的一些问题首先冷柜间室温度应满足相关性能标准的要求, 不仅要满足设计环境条件下的要求, 也要满足能效试验环境条件下的要求。温度达不到性能标准中相应温度等级的要求, 不能进行能效等级的评定。目前我国冷柜存在的主要问题有:1) 蒸发温度过低, 制冷系统 COP 低;2) 柜内温度分布过大, 只能降低能效等级;3) 柜内个别温度点不达标, 不能入围;4) 直接电能消耗大, 如照明灯, 防凝露加热。5) 风幕组织不好, 不利于柜内温度的均匀。冷柜风幕速度过小或过大, 均会影响柜内温度。6
21、) 夜帘配置不合理, 缝隙过大, 会导致柜内温度个别点, 在拉上夜帘后, 温度持续上升, 且涨幅较大, 严重影响柜内温度的达标情况。7) 控温点位置配置不合理。有某些中温柜, 拉上夜帘后, 影响了风速组织, 导致某些温度点过低, 冻结。故应合理调配出风口, 选取合适的控温点位置。8) 灯光和防凝露发热原件位置的影响。日光灯的两端会影响柜内的试验温度, 还会导致耗电量增加, 极大的影响冷柜能耗, 故应采用 LED 灯, 并进行合理布局照明。防凝露发热元件也会导致柜内温度能耗过大, 故应采用自动控制, 或采取回气加热方式, 合理解决冷柜凝露问题。9) 冷柜蒸发器配置不合理。蒸发面积过小, 导致柜内
22、温差较大;结霜严重, 除霜时间过长, 导致柜内温度上升过快, 从而影响柜内温度。应利用专业软件, 合理的模拟陈列柜内的气体流场、温度场等进行模拟, 通过分析模拟结果可以对蒸发器结构和蒸发器位置等进行合理设计, 采用节能元器件, 使柜内温度场分布均匀、蒸发器结霜均衡、制冷运行时间较长、融霜时间短、融霜次数少。4 结论与展望商用冷柜作为食品冷链系统的最后环节, 直接影响着储藏食品的品质和能耗, GB 26920.22015 商用冷柜能效标准的出台, 为解决该问题, 提供了良好的政策保障, 该标准将会积极促进我国商用冷柜产品质量和企业的技术进步, 保障食品安全。参考文献1商用制冷器具能效限定值及能效
23、等级第 1 部分远置冷凝机组冷藏陈列柜:GB26920.12011S. 2商用制冷器具能效限定值和能效等级第 2 部分自携冷凝机组商用冷柜:GB26920.22015S. 3制冷陈列柜第 1 部分:术语 (ISO239531:2005+Amd.1:2012 (E) , IDT) :GB/T21001.22015S. 4制冷陈列柜第 2 部分:分类、要求和试验条件 (ISO239532:2005+Amd.1:2012 (E) , IDT) :GB/T21001.22015S. 5制冷陈列柜第 3 部分:试验评定:GB/T21001.32015S. 6商用冷柜第 1 部分:术语:SB/T10794.12012S. 7商用冷柜第 2 部分:分类、要求和试验条件:SB/T10794.22012S. 8商用冷柜第 3 部分:饮料冷藏陈列柜:SB/T10794.32012S.
