儲水式電熱水器沙特能效測試研究與準入規(guī)則解讀

沈云婷 馮秉佑

（嘉興威凱檢測技術(shù)有限公司 嘉興 314050）

引言

2017年中國與沙特阿拉伯的雙邊貿(mào)易額達500億美元，沙特阿拉伯是中國在中東地區(qū)的最大貿(mào)易伙伴。2018年2月，SASO發(fā)布了電熱水器的能效測試標準SASO 2884:2017，將電熱水器納入沙特能效計劃目錄。目前要進入沙特地區(qū)的熱水器必須進行能效注冊。本文意在對SASO IEC 60379:2007、SASO 2884:2017標準和相關(guān)準入規(guī)則進行一定程度的解讀，給與儲水式電熱水器企業(yè)出口沙特提供幫助，同時也對影響能效測試結(jié)果的相關(guān)參數(shù)進行分析，為企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計上滿足沙特能效要求提供一定的參考。

1 測試過程

實驗?zāi)苄y試過程如圖1所示[1]。

1）測試第一階段（實測容積CA）

被測電熱水器按照正常工作方式注滿水，并切斷水源。然后從進水口排空熱水器，記錄排出水量，即為此器具的實測容積CA。

2）測試第二階段

被測電熱水器注滿（15±2）℃的冷水，以230 V 60 Hz的電源持續(xù)供電使溫控器動作6次，溫控器動作溫度設(shè)定為（65±3）℃，以達到穩(wěn)定狀態(tài)。

3）測試第三階段（24 h固有能耗QPR）

該階段以溫控器的斷開為起始和結(jié)束，中間過程時間至少為48 h。記錄該過程所用時間t1和耗電量E1，以及過程中每一次溫控器斷開、接通時的儲水溫度θAi、θEi。

4）測試第四階段（熱水輸出）

上一測試階段一結(jié)束，立即斷開電源。依據(jù)標準SASO IEC 60379:2007第15章規(guī)定的流速從進水口進冷水，以使熱水從出水口輸出，直至出水口水溫降至40 ℃。以標準SASO IEC 60379:2007第10.2條款的方式記錄該過程出水口的水溫并計算出平均出水溫θ’P，以及記錄總出水量V40test。

5）測試第五階段（重新加熱）

繼續(xù)上一階段的進冷水操作，直至出水口水溫降為15℃。重新通電加熱至溫控器斷開，并記錄溫控器斷開時的儲水溫度θR。同時，記錄該過程所耗電量EHEAT,50_tested和時間tR，50_tested。

2 計算方程[1][2]

1）48h儲水溫度θm的計算

根據(jù)測試第三階段所得的每一次溫控器斷開、接通時的儲水溫度θAi、θEi，按公式（1）計算：

2）24h固有能耗QPR的計算

根據(jù)上面計算得到的48 h儲水溫度θm的值，并結(jié)合公式（2）計算：

3）40℃的最大出水量V40的計算

根據(jù)測試第四階段所得的平均出水溫θ’P，總出水量V40test，并結(jié)合公式（3）、（4）計算：

4）重新加熱等效耗電量EHEAT,50和時間tR,50的計算

根據(jù)測試第五階段所得的儲水溫度θR，耗電量EHEAT，50_tested，時間tR，50_tested，并結(jié)合公式（5）、（6）計算：

圖1 儲水式電熱水器沙特能效測試全過程

5）日用電量Qelec的計算

根據(jù)上面計算得到的24 h固有能耗QPR，并結(jié)合下述公式計算：

其中，公式中的Qref為參考能耗，根據(jù)制造商定義的負荷范圍等級（Load profile）并結(jié)合標準SASO 2884:2017中的附錄A來決定。

3 標準SASO 2884:2017附錄A中的負荷范圍等級

標準SASO 2884:2017中的附錄A中的表格對七個負荷范圍等級（Load profile）[2]進行了描述，解釋了每個負荷范圍等級的需要滿足的要求。通過對被測熱水器一天的使用情況來確定此熱水器可標稱的負荷范圍等級。例如：根據(jù)附錄A，負荷范圍等級M的要求為在7:00需以3 L/min的流量排出0.105 kWh熱量的水，之后停止排水，待到07:05再以6 L/min的流量排出1.400 kWh熱量的水，之后再停止排水，如此進行下去。若被測熱水器能排出附錄A要求的排水量，則可以標稱此等級。反之，要按下一等級再次測量確認。另外，附錄A依據(jù)每個等級需排出水的熱量總量確定了參考能耗Qref。

七個負荷范圍等級，等級越大標明能滿足的用水次數(shù)、用水量就越大，相應(yīng)的耗電量也會越大。制造商需根據(jù)自身熱水器的性能來確定所要標稱的負荷范圍等級。若錯誤標注了負荷范圍等級，可能會影響最終的能效等級判定，甚至是得到不合格的能效測試結(jié)果。

4 測試結(jié)果的影響因素

根據(jù)上述測試過程和計算公式的介紹，以及結(jié)合多次對比實驗的分析可看出，影響測試結(jié)果最重要的兩個因素為48 h儲水溫度的和實測容積的測量。

根據(jù)標準SASO IEC 60379:2007的規(guī)定，儲水溫度的測量由放置于內(nèi)膽內(nèi)部出水管頂部的熱電偶測量所得，而對于金屬內(nèi)膽則可以將熱電偶按標準SASO IEC 60379:2007圖3的位置放置于容器外部測量[2]。而國內(nèi)大部分儲水式熱水器的內(nèi)膽都為搪瓷內(nèi)膽，這就必然要求測儲水溫度時需要將熱電偶放置于內(nèi)膽內(nèi)部測量。平常測試過程中使用的熱電偶線都是軟的，很難實現(xiàn)這一要求。為了研究熱電偶布置于內(nèi)膽內(nèi)外部對儲水溫度的測試影響大小，設(shè)計了以下的對比試驗。

對比試驗中我們對同一臺50 L的儲水式熱水器，在相同的環(huán)境測試條件下，器具上的溫控器也設(shè)置為同一位置，按標準進行安裝測試，第一次將熱電偶通過外殼開孔設(shè)置于內(nèi)膽外部，第二次將熱電偶通過金屬絲固定放置于容器內(nèi)部，得到表1的測試結(jié)果。

通過對比試驗，我們發(fā)現(xiàn)布置于內(nèi)部的電熱偶得到的儲水溫度比放置于容器外部的儲水溫度要大得多，從而得到的后續(xù)計算結(jié)果也都大相徑庭。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是搪瓷內(nèi)膽的熱傳遞性不好，導(dǎo)致外部溫度會比實際內(nèi)部水溫低很多。

另一重要影響因素是對實測容積的測量。在進行容積測試時，標準SASO IEC 60379:2007要求是對注滿水的容積進行排空操作，記錄排出水量，從而得到實測容積。但實際操作會發(fā)現(xiàn)，很難對熱水器進行徹底排空。因此，實際測試過程中，可以借鑒國內(nèi)儲水式電熱水器性能標準GB 21519-2008的容積測試方法[3]，進行反向操作，通過對空熱水器進行注水直至出水口出水，表明熱水器已注滿，注水過程中注意施加規(guī)定的水壓，記錄注水前后的質(zhì)量差，通過質(zhì)量-體積公式換選，即可得到實測容積。

5 儲水式熱水器出口沙特的準入規(guī)則

儲水式電熱水器的能效測試標準SASO 2884:2017的發(fā)布，意味著儲水式電熱水器要出口到沙特，除了需要原先已有要求的GC認證，現(xiàn)在還新增了能效要求。能效要求第一步即是SASO授權(quán)實驗室依據(jù)SASO IEC 60379:2007、SASO 2884:2017標準，進行能效測試，得出能效注冊需要的幾個關(guān)鍵性數(shù)據(jù)（容積CA、24 h固有能耗QPR、日耗電量Qelec、能源等級、熱水輸出V40等），并出具測試報告，試驗報告六個月有效。第二步，申請人提供注冊資料（申請表、制造商營業(yè)注冊證、注冊型號聲明函等）。第三步，官網(wǎng)注冊。第四步，獲得能效證書（一年有效），并加貼能效標簽。

表1 兩次對比試驗得到的每次溫控器動作時的儲水溫度

6 總結(jié)

儲水式電熱水器的沙特能效測試，不僅是考核24 h固有能耗和熱水輸出，同時也結(jié)合了負荷范圍等級規(guī)定的參考能耗，從兩方面來確定最終的能效等級。從實際的對比測試中我們可以看到實際測試中對溫度取點位置的選擇，以及容積測試方法的選擇，對最終能效等級的影響非常大。因此通過特定工裝以及更準確的容積測試方法能更好的提高能效測試準確度，為企業(yè)儲水式熱水器的設(shè)計提供幫助。同時負荷范圍等級的設(shè)置以及準入規(guī)則的規(guī)定，可以讓儲水式電熱水器的沙特能效等級更好地為消費者提供選擇指導(dǎo)意見。