電壓力鍋產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)研究

關(guān)陽 陸偉 官飛周 楊國芳 屈新芳

（1.中國家用電器研究院，北京 100037；2.海爾機(jī)器人科技（青島）有限公司，山東青島 266114；3.中家院（北京）檢測認(rèn)證有限公司，北京 100176）

電壓力鍋是具有一定壓力的用于蒸煮食物的電加熱器具。電壓力鍋的出現(xiàn)為家庭烹飪帶來了便捷性，消費者可以在短時間內(nèi)用電壓力鍋完成米飯和肉菜的烹飪，減少了廚房中的等待時間，提高了烹飪效率。電壓力鍋是傳統(tǒng)壓力鍋的升級換代產(chǎn)品，是一種非常理想的烹飪小家電產(chǎn)品，一方面蒸煮食物的速度快，烹飪出來的食物軟爛美味，可以充分保留食物中的營養(yǎng)物質(zhì)；另一方面功能多種多樣，既有煮飯功能，還有煲粥、燉肉、燉湯等多種烹飪功能，集電飯鍋、高壓鍋、電燉鍋等器具功能于一身。電壓力鍋作為消費者生活中常用的家用電器之一，使用頻率較高，在烹飪難以煮熟煮爛的食物時通常會選擇使用該產(chǎn)品，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會在2020 年發(fā)布了電壓力鍋的能效標(biāo)準(zhǔn)，能效標(biāo)準(zhǔn)既可以規(guī)范行業(yè)發(fā)展，又能推動產(chǎn)品向著節(jié)能方向升級，將有助于國家節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)，產(chǎn)品的能效等級可以讓消費者能夠了解電壓力鍋產(chǎn)品能效指標(biāo)的重要意義，并有助于選擇更加節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。目前電壓力鍋在我國家庭的普及率有了很大的提升，隨著家電技術(shù)水平的不斷發(fā)展，電壓力鍋逐漸從過去的機(jī)械定時器產(chǎn)品發(fā)展為數(shù)字控制化，并逐步走向智能程序控制化，從單一功能向多種功能組合發(fā)展，并能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自動識別等智能化功能，在功能多樣化的同時，產(chǎn)品的能效水平也應(yīng)有所提升，未來電壓力鍋產(chǎn)品會朝著更健康、綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。

1 行業(yè)情況

我國電壓力鍋的普及推廣始于上世紀(jì)八十年代，由于當(dāng)時的技術(shù)水平有限，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、安全性等方面都存在問題，消費者對電壓力鍋抱有懷疑的態(tài)度。2005 年電壓力鍋的市場規(guī)模僅僅只有52 萬臺左右。隨著電壓力鍋的技術(shù)不斷改進(jìn)和升級，電壓力鍋產(chǎn)品的技術(shù)水平也有了質(zhì)的飛躍，現(xiàn)在的電壓力鍋已經(jīng)具備了更多人性化的操作，如預(yù)約定時、可調(diào)節(jié)壓力和溫度、快速排氣等多種功能。而且電壓力鍋產(chǎn)品增加了更多安全保護(hù)的設(shè)計，如干燒保護(hù)、限壓保護(hù)、防堵保護(hù)、開合蓋保護(hù)、一鍵排氣等，可以實現(xiàn)自動化烹飪模式，無需操作，使用起來方便快捷還安全。在這個經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時代，具有快速烹飪、多種烹飪模式的電壓力鍋產(chǎn)品受到了廣大消費者的關(guān)注和喜愛。

電壓力鍋是我國小型家用電器市場僅次于電飯煲規(guī)模的產(chǎn)品之一，奧維云網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2022 年電壓力鍋線上零售額10.2 億[1]，2021 年線上渠道電壓力鍋銷售額為34 億元、銷售量為1 160 萬臺，同比銷售額增長3.27%，2022 年部分小家電線上零售額情況如圖1 所示。按產(chǎn)品類型看，2021 年度，電熱盤加熱的電壓力鍋銷售額占比為88.85%、IH 加熱銷售額占比為11.15%。在電壓力鍋市場中，品牌競爭力較為激烈，知名品牌如美的、九陽和蘇泊爾等在市場中占據(jù)了較多份額，一些新興品牌也在市場中嶄露頭角，通過不斷創(chuàng)新和提供消費者更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)來拓展市場份額。

圖1 2022 年部分小家電線上零售額情況（數(shù)據(jù)來自奧維云網(wǎng)）

2 電壓力鍋產(chǎn)品情況

電壓力鍋的工作原理是利用水的沸點受氣壓影響的物理特性，即氣壓越高沸點越高，通過在密閉內(nèi)腔的高壓環(huán)境，讓過熱的沸騰水更快更徹底的作用于食物，達(dá)到烹飪食物的效果。從電壓力鍋的結(jié)構(gòu)來說，有壓緊式密封與浮動式密封的鍋蓋分離結(jié)構(gòu)；從控制方式來說，有壓控式、溫控式及混合控制等；按加熱方式來說，分為傳統(tǒng)電熱盤式和IH 電磁感應(yīng)式。電壓力鍋最早僅有壓力和溫度傳感器的基本安全結(jié)構(gòu)，傳感器作為調(diào)節(jié)裝置，用戶可以通過機(jī)械的烹飪時間控制器來設(shè)定時間，這種結(jié)構(gòu)往往沒有延遲或預(yù)約烹飪的功能。隨著壓力和溫度傳感器精度的提高，現(xiàn)在的電壓力鍋在數(shù)字技術(shù)支持下可以實現(xiàn)更為復(fù)雜的控制，如含有微處理器的產(chǎn)品，微處理器可以通過編程來執(zhí)行更為復(fù)雜的烹飪，精準(zhǔn)控制溫度、壓力、烹飪時間等，更加智能化，大大提高烹飪效果。

電壓力鍋按照壓力安全防護(hù)結(jié)構(gòu)的不同，分為彈性結(jié)構(gòu)和剛性結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)[2]。剛性結(jié)構(gòu)電壓力鍋的特點是鍋蓋和鍋體成剛性結(jié)合，其結(jié)合點是鍋體鍋蓋上的凸牙，從而形成密閉承壓空間。除鍋體和鍋蓋的強(qiáng)度外，凸牙的強(qiáng)度決定了電壓力鍋的承壓能力。彈性結(jié)構(gòu)電壓力鍋的特點是外鍋體與鍋蓋結(jié)合，內(nèi)鍋體和鍋蓋通過密封圈構(gòu)成密閉承壓空間，內(nèi)鍋體坐落在一彈性部件上，在力的作用下，彈性部件產(chǎn)生位移從而觸發(fā)控制電路來切斷或接通電源。目前市場上銷售的 80%以上的品牌電壓力鍋，大都是彈性結(jié)構(gòu)。

3 標(biāo)準(zhǔn)體系狀況

目前我國關(guān)于電壓力鍋整機(jī)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)主要涉及安全標(biāo)準(zhǔn)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)、能效標(biāo)準(zhǔn)，還有一些團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。其中安全、電磁兼容和能效標(biāo)準(zhǔn)，都屬于強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。在我國電壓力鍋屬于CCC 認(rèn)證目錄內(nèi)產(chǎn)品，必須獲得CCC 證書；電壓力鍋產(chǎn)品目前不在能源效率標(biāo)識產(chǎn)品目錄中，可以不加貼能效標(biāo)識。電壓力鍋產(chǎn)品所使用的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 電壓力鍋產(chǎn)品現(xiàn)行國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)

4 能效指標(biāo)

4.1 能效值

電壓力鍋的能效是指有效輸出能量與輸入電量之比。電壓力鍋能效限定值是在滿足保溫能耗和待機(jī)功率要求的前提下，電壓力鍋在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試條件下的最低允許能效值。電壓力鍋能效等級分為3 級（如表2 所示），其中1 級能效最高。各等級產(chǎn)品的保溫能耗（若適用）、待機(jī)功率（若適用）和能效值均應(yīng)不低于表2 的規(guī)定[3]。

表2 電壓力鍋能效等級

電壓力鍋能效值是采用測試鍋內(nèi)水和蒸汽在升溫和升壓保壓過程中的溫度，并用焓值來計算電壓力鍋的能效。焓值是熱力學(xué)中一種重要的概念，它是一種物體能量的度量，可以幫助人們了解物體與其環(huán)境之間的能量交換情況[4]。運用焓的時候主要是運用兩個狀態(tài)間的焓差，就像高度差一樣，改變參考溫度就會改變每一個溫度條件下的焓值，但沒有改變不同溫度間的焓差。簡單地說，焓是表示物質(zhì)內(nèi)部具有的一種能量的物理量，也就是一個表示物質(zhì)狀態(tài)的參數(shù)，單位是能量的單位kJ/kg。

電壓力鍋的能效值按照公式（1）進(jìn)行計算：

式中，λ為加熱方式修正系數(shù)，加熱方式為電磁感應(yīng)加熱的產(chǎn)品，λ值取1.15，加熱方式為電熱元件加熱的產(chǎn)品，λ值取1.0；G 是試驗前水的質(zhì)量，為內(nèi)鍋50%額定容積的水的質(zhì)量；是溫度高于100℃時，持續(xù)工作30 min 的鍋內(nèi)蒸煮溫度算術(shù)均值對應(yīng)的焓值，=9.6 012-539.64；為溫度高于100℃時，持續(xù)工作30 min 的鍋內(nèi)蒸煮溫度算術(shù)均值，每秒記錄一次；Ht1為試驗前初始水溫對應(yīng)的焓值，Ht1=4.1 875t1+0.1 439；t1為試驗前水的溫度，初始水溫為23℃±2℃；E 為耗電量，測定全過程的總輸入電量。

按照標(biāo)準(zhǔn)中的測試方法，選取市場上銷售的部分型號產(chǎn)品進(jìn)行能效值測試，得到過程結(jié)果如表3 和圖2 所示。通過測量水的質(zhì)量、水的溫度、耗電量等結(jié)果并計算得出產(chǎn)品的能效值，大多數(shù)結(jié)果在70%～80%之間，產(chǎn)品能效水平還有提升的空間，持續(xù)關(guān)注能效水平并獲得節(jié)能技術(shù)進(jìn)步。

表3 市場上銷售的部分型號產(chǎn)品的能效值

圖2 市場上銷售的部分型號產(chǎn)品的能效值

4.2 保溫能耗

電壓力鍋的保溫方式，一種是保溫片保溫，另一種是通過溫控器或程序控制溫度間歇通斷電來實現(xiàn)保溫，這些方式都會消耗電。保溫能耗是指產(chǎn)品在進(jìn)入保溫狀態(tài)時的單位時間耗電量。標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到1 級和2 級的產(chǎn)品的保溫能耗小于等于45 W·h，3 級要求小于等于60 W·h。測定5 h 內(nèi)的耗電量，然后計算出每 h 耗電量即為保溫能耗，同時在第 4 h 開始測量溫度值，持續(xù)監(jiān)測到第5 h，過程中的鍋內(nèi)溫度值應(yīng)在60℃以上。通過測試市場上銷售的部分型號產(chǎn)品的保溫能耗和保溫溫度，得到過程結(jié)果如表4所示，其中保溫溫度僅展現(xiàn)第4 h、4.5 h、5 h 時刻溫度。保溫能耗目前整體情況良好，需要注意的是保溫過程中的保溫溫度，熟食保溫溫度不宜低于60℃，因為大多數(shù)微生物在60℃以上不利于生長繁殖[5]。

表4 市場上銷售的部分型號產(chǎn)品的保溫能耗和保溫溫度

4.3 待機(jī)功率

家電的待機(jī)功率一般非常小，但家里所有電器加在一起，消耗的總功率就會變得很大，待機(jī)功率也是能效中的一個重要指標(biāo)。待機(jī)功率是指產(chǎn)品連接到供電電源上且處于等待狀態(tài)（電熱元件或感應(yīng)線圈不加熱）時的功率。參考GB/T 35758-2017《家用電器 待機(jī)功率測量方法》標(biāo)準(zhǔn)，測量家用電器待機(jī)功率的方法有采樣計算法、平均讀數(shù)法、儀表直讀法，其中平均讀數(shù)法包括平均功率法和累計耗電量法[6]。電壓力鍋的待機(jī)功率采用累計耗電量法來進(jìn)行測試，測定電壓力鍋在待機(jī)狀態(tài)下4 h 的耗電量，然后用算術(shù)平均法計算出每小時的耗電量，即為待機(jī)功率。在測試過程中需要注意，對于有喚醒功能的產(chǎn)品，測試過程中應(yīng)使其保持在非喚醒狀態(tài)。

5 未來展望

隨著人們生活水平的提高，對廚房電器的需求也越來越高，而電壓力鍋作為一種功能齊全、使用方便快捷的廚房電器，未來會得到更多消費者的喜愛。電壓力鍋未來的功能更加多樣化，如烹飪米飯，含水量越大米粒越飽滿，口感也越好，電壓力鍋可選擇軟、中、硬三種口感進(jìn)行米飯烹飪，在燉肉功能下也可以選擇軟爛程度，還可以實現(xiàn)煲湯、煮粥、鍋巴飯、開蓋煮、無水焗等多種烹飪功能。隨著智能家居的普及，電壓力鍋也將向智能化方向發(fā)展，如通過手機(jī)App 控制，選擇不同米種，選擇自己喜愛的軟硬口感，調(diào)節(jié)壓力，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、自動調(diào)節(jié)等功能，大大提高了用戶的使用體驗。隨著人們環(huán)保意識的提高，未來電壓力鍋也將向綠色節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，如提高產(chǎn)品能效水平，向一級能效提升產(chǎn)品技術(shù)和水平，使用環(huán)保材料和包裝，讓產(chǎn)品更加節(jié)能環(huán)保。

6 結(jié)束語

能效值、保溫能耗和待機(jī)功率是電壓力鍋能效的三個重要指標(biāo)，通過測量市場上銷售的部分型號產(chǎn)品的各項指標(biāo)，可以得出產(chǎn)品的能效等級，絕大多數(shù)產(chǎn)品能夠達(dá)到二級水平，個別優(yōu)秀的產(chǎn)品能夠達(dá)到一級水平，電壓力鍋產(chǎn)品的能效水平還有繼續(xù)提升的空間。了解電壓力鍋產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)，可以指導(dǎo)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計，促進(jìn)產(chǎn)品迭代升級，有效避免能效等級的虛假宣傳。通過分析能效指標(biāo)，可以得出想要提升產(chǎn)品的能效水平，需要重點關(guān)注產(chǎn)品的密封性能、保壓性能和保溫性能。