日本空调能效标准和行业技术发展
众所周知,日本是一个能源极其匮乏的国家,其在资源和能源方面也就在法律和法规上进行了严格的要求和限制。其对空调的能效限制从1997年开始,大幅度提高限定值,在取得能源节约的同时,推动了空调行业技术的升级换代,使日本成为世界上能效限定最高的国家,也使日本空调企业拥有了以直流变频空调为代表的先进的节能技术。其空调能效标准近年主要发展历程如下:
1997年,在“京都会议”之后,日本决定以“领跑者”方式推进产品节能。所谓“领跑者”方式,就是在一定的时间内,企业各自开发竞争,并提报出各自产品所能达到的能效比,待到实施时,标准将会以某一企业所能实现的最高能效比值(领跑者)作为所有企业需要达到的最低能效限定值。
1999年4月,日本新的空调能效法颁布。其以“平均能效比”作为评价对象,要求4.0kW以下壁挂机从2003年10月开始实施,其他机种2006年之后实施。其具体能效指标提高巨大,使得日本企业从普通变频空调几乎全面切换到R410a直流变频空调。
2006年8月,日本新的空调节能法修订。其改变了原有的评价指标“平均能效比”,而采用季节能效比“APF”作为节能评价指标,要求2010年4月开始实施。
此次修订最核心的变化的是“评价体系和评价指标的改变”,即:以空调的全年季节能效比(APF)取代了能效比(COP)来作为节能评价指标。
COP评价是在一定的室内外温度条件下,输出能力和输入电功率之间的比值。而APF则是考虑多种室内外温度下和相应运行时间权值的情况下,全温区综合考虑下得出的输出能力和输入电功率之间的比值。从理论上讲APF的评价更为合理,更能反应空调在实际使用中的节能状况。
下面是日本近10年来,产品季节消耗电量的变化曲线,从中可以看出,相对以前的产品其全年降低耗电量近60%。
随着日本能源法等法律法规的推动,日本空调行业的技术革新和发展也在这期间产生了巨大的变化,主要体现在以下几个层面:
(1)产品层面,从20世纪80年代中期出现并普及变频空调,到1994年前后大面积的普及直流变频空调,同时实现了新型环保冷媒R410a替代含氟冷媒R22,期间的每一次技术革新和进步都使得空调能效比大幅提高。目前,日本已经成为全球最大、最成熟的R410A直流变频市场。市场容量大概稳定在800万台/每年左右。
(2)零部件层面,在各方面都得以巨大的技术进步,最突出的几个方面有:
直流变频压缩机不断升级,变频驱动技术从交流变频到120°矢量控制,再到目前更为先进的180°正弦波控制;
室内外电机采用直流无刷电机替代交流异步电机;
换热器从翅片、铜管到外部气流场的各种强化换热技术的发展;
电子膨胀阀替代毛细管节流;
材料层面等其他空调制冷技术都实现了巨大飞跃。
回顾和分析日本近20年来在空调和能效制度方面的发展,值得我们关注的是:
(1)“领跑者”的能效政策。自由的技术竞争,合理强势地推动了企业进行更高端的技术研究、升级、应用和竞争。
(2)标准的技术合理性、全面性。例如:采用全年季节能效比——APF指标全面评价制冷和制热过程的节能性,而避免了后面要谈到的我国标准层面采用单一制冷节能评价、评价体系不统一等问题。



