智能储水式电热水器能效评价规范

智能储水式电热水器能效评价规范本标准规定了家用和类似用途智能储水式电热水器（以下简称热水器）能效的术语和定义、技术要求及试验方法。本标准适用于家用和类似用途智能储水式电热水器。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T20289储水式电热水器GB21519储水式电热水器能效定值及能效等级GB/T28219智能家用电器通用技术要求3术语和定义GB/T20289、GB/T28219界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1动态热水输出率dynamichot-wateroutputratio热水器通电状态下的有效热水输出量同额定容量的比率。3.2智能储水式电热水器intelligentelectricalstoragewaterheaters应用了智能化技术或具备智能化能力/功能的储水式电热水器。3.3智能储水式电热水器能效限定值minimumallowablevaluesofenergyefficiencyforintelligentelectricalstoragewaterheaters按照标准规定的试验条件，智能储水式电热水器所允许的24h固有能效系数最大值以及动态热水输出率的最小值。4技术要求4.1容量热水器的容量应符合GB/T20289的相关规定。4.2动态热水输出率2热水器的动态热水输出率应不小于80%。4.3能效等级热水器能效等级根据24h固有能耗系数、动态热水输出率进行综合评价，分为1、2、3级，1级最高。各级指标见表1。表1智能电热水器能效等级能效等级24h固有能耗系数动态热水输出率1≤0.52≤0.63≤0.74.4能效限定值热水器能效限定值为表1中能效等级的3级。5试验方法5.1测试要求5.1.1试验条件除非另有规定，测试应在列条件下进行：a）实验室的空气流速应不大于0.25m/s；b）环境温度为20℃±1℃,环境温度测量点应选择在被测试热水器与实验室墙壁的中间点或距离被测热水器1m处，两者取较小值，并位于被测热水器的一半高度，环境温度应在稳定条件下测量；c）相对湿度不超过85%,并在稳定条件下测量，不应在热水从热水器中排出的瞬间取得；d）热水器按照额定电压进行工作，试验电压不超过额定电压的±1%；e）使热水器处于正常安装使用状态，对于出口敞开式热水器，关闭热水器的进水阀门；对于密闭式热水器，在测试期间不排水时的水压应在0.28MPa和额定压力之间保持稳定，波动范围在±0.05MPa范围内。5.1.2试验用的仪器、仪表试验用仪器仪表应满足以下要求：a）电气测量用仪表，其准确度应在±0.5%以内；b）测量温度用仪表，其准确度应在±0.5K以内；c）测量时间用仪表，其准确度应在±1s/h以内；d）测量湿度用仪表，其准确度应在±1%以内；e）测量质量用仪表，其准确度应在±0.2%以内；f）测量流量用仪表，其准确度应在±0.5%以内；g）测量水压用仪表，其准确度为应在±0.01MPa以内。5.1.3热水器的安装被测热水器应按照制造商提供的说明书的规定进行安装。如果随机附带附件，安装时应使用随机所带的附件。挂壁式热水器应安装在无障碍物的空间或测试角壁的隔墙或隔板上。隔墙或隔板距离墙面至少150mm，上下至少留有250mm，前面和两侧面至少留有700mm的空间。放置在地面上使用的热水器应安装在地板上，或为测试方便安装在类似的地板上或支架上，并尽可能靠近测试角壁的两面墙。嵌装式热水器按制造商的使用说明安装到位。进出水管的安装，按照制造商的说明要求连接必要的安全附件，非制造商提供的连接管和阀门应采用非金属件，如采用金属件时，需要增加一定的保温措施。5.2容量的测试方法被测热水器应按照正常使用时的方式注满水（对密闭式电热水器，应施加规定的水压通过测量注满水的电热水器的质量减去无水的电热水器质量，并将结果除以所测量温度下的水的密度，得到电热水器的实测容量C，以L为单位，精确到0.1L。5.324小时固有能耗的测试5.3.1测试点的选择5.3.1.1对导热良好内胆a）单内胆测试点的选择试验前,在热水器上预先打合适的洞，确保测试点在规定的位置，并清理干净，使其不影响测温效果。将热电偶紧紧地贴在内胆外表面上，每个待测热水器放置5个热电偶，如图1、图2所示的具体位置，布置完成后尽量用等效于原有隔热效果的材料进行填充防止散热。b）双内胆测试点的选择双内胆的两个内胆分别按照5.3.1.1中a）选择布置测试点，共放置10个热电偶。多内胆的布点方式依此类推。4说明："×"——热电偶的放置位置；D——内胆直径；L——内胆长度。图1卧式安装的热水器的热电偶放置位置说明："×"——热电偶的放置位置；H——内胆的高度；h——内胆两端凸底的高度。图2立式安装的热水器的热电偶放置位置5.3.1.2对导热不良内胆a）单内胆测试点的选择对导热不良内胆（塑料、搪塑、真空等）可按照图3所示布置测试点，在垂直方向间距均布，其中一点在内胆垂直方向的中心，布点的位置尽可能远离加热元件。说明："×"——热电偶的放置位置；H——内胆的高度；图3对导热不良内胆的热水器热电偶放置位置b）双内胆测试点的选择双内胆的两个内胆分别按照5.3.1.2中a）条选择布置测试点，共放置10个热电偶。多内胆的布点方式依此类推。5.3.2不排水时的储水平均温度θM的测试方法5.3.2.1温控器断开时的平均温度θA是通过多次温控器断开时测得的温度θAij的平均值，按公式（1）计算。θA——温控器断开时的平均温度，单位为摄氏度(℃);θAij——温控器某一测试点某次断开时的储水温度，单位为摄氏度(℃);n——测量次数；m——测试点的个数。5.3.2.2温控器接通时的平均温度θE是通过多次温控器接通时测得的温度θEij的平均值，按公式（2）计算。6θE——温控器接通时的平均温度，单位为摄氏度(℃);θEij——温控器接通时某一测试点某次接通时的储水温度，单位为摄氏度(℃);n——测量次数；m——测试点的个数。5.3.2.3不排水时的储水平均温度θM按公式（3）计算。M——不排水时的储水平均温度，单位为摄氏度(℃);5.3.3温控器设定将被测热水器按照正常方式注入温度为15℃±2℃的水，对于密闭式热水器，关闭出水阀，打开进水阀，在说明书规定的测试模式下通电工作，若说明书中没有规定测试模式，则在出厂缺省模式下工作。将热水器的温控器调整到某一温度，使得热水器在接通、断开、接通的状态下周期地运行，直到稳定状态建立时的不排水储水平均温度θM在65℃±3℃的范围对温控器无法调节的热水器，则外接可调温控器满足热水器的不排水时的储水平均温度5.3.424h固有能耗测试方法按照5.2.3进行温控器设定，使热水器的不排水时的储水平均温度θM在（65±3）℃范围内，并处于稳定状态。温控器从某次断开电源时开始，直到经过48h以后，温控器第一次断开电源为止，用电度表测量此期间电能的损耗量E1。同时，用计时器测量其相应的时间t1。在这段期间内，按照5.2.2规定的方法，测量并计算出该期间内实际的不排水时的平均温度θM。24h固有能耗测试方法示意图见图4。24h能量损耗E按公式（4）计算：24——24h，单位为小时（hE——24h的能量损耗，单位为千瓦时（kW·hE1——温控器某次断开电源时开始，经过48h以后温控器第一次断开时的耗电量，单位为千瓦时（kW·h1——测量E1的时间，单位为小时（h）。调整环境温度或温控器设定，以满足41℃≤(θM-θamb)≤49℃的条件。在此条件下，24h固有能耗Qpr按公式（5）计算：Qpr——24h固有能耗，单位为千瓦时（kW·h45——45℃,单位为摄氏度(℃);θamb——测量E1期间平均环境温度，单位为摄氏度(℃)。5.4智能因数测算5.4.1测试过程智能控制测试过程是基于两个阶段进行的；这两个过程一个叫做“参考阶段”，另一个叫做“智能阶段”。在第一个阶段“参考阶段”，智能控制并不影响加热过程，使用出厂设置加热到额定温度；在第二个阶段“智能阶段”，跟第一个阶段相比，第二个阶段会达到自动化的状态，这时机器在工作是会尽可能地减少电量的消耗并且达到一个最低的工作目标。整个测试过程叫做智能循环，测试过程中需保持排水时的混水温度为40℃±2℃,可根据需要使用混水设备。5.4.2加水运行将被测热水器按照正常方式注入温度为15℃±2℃的水，对于密闭式热水器，关闭出水阀，打开进水阀，在说明书规定的测试模式下通电工作，若说明书中没有规定测试模式，则在出厂缺省模式下工作。将热水器的温控器调整到额定温度，使得热水器在接通、断开、接通的状态下周期地运行，热水器运行12小时之后的第一次温控器切断电源开始进入下一个测试阶段。5.4.3参考阶段测试这个测试阶段的目的是激活智能控制系统，学习客户的使用习惯和测试能量消耗。需要至少7天或者14天（一周或两周具体时间按照制造商的要求确定。产品测试将会按照下面的方法，前5天的测试是在排水（根据表2对应容积进行排水）的情况下进行的，第6天和第7天测试过程中，热水器不排水。两周的测试过程中，第二周与第一周的设置是完全相8表2放水模式相对时15＜CR≤4040＜CR≤6060＜CR≤80放水量流量放水量流量放水量流量放水量流量放水量流量7:00555553333355555533533335555555335333355555553353353355555553333337:058:018:0512:0012:3012:4514:3018:1519:0019:3021:00测量每24小时消耗的电量，参考阶段测试消耗的总能量Qref按照公式（6）计算：n——当测试周期为1周时n=1，当测试周期为两周时n=2；Qref[i]——参考测试阶段，某一天消耗的总能量，单位为千瓦时（kW·h）。5.4.4智能阶段测试当参考阶段运行结束之后，为期一周智能阶段的测试立即开始，在这一周排水量的设定与参考阶段排水量的设定完全相同。这个阶段的能耗也要进行测试，测试每24小时电能消耗的电量,智能阶段消耗的总能量Qsmart按照公式（7）计算：n——当测试周期为1周时n=1，当测试周期为两周时n=2；Qsmart[i]——智能测试阶段，某一天消耗的总能量，单位为千瓦时（kW·h）。5.4.5智能因数智能因数SCF按照公式（8）计算：Qsmart——参考阶段消耗的总能量，单位为千瓦时（kW·hQref——智能阶段消耗的总能量，单位为千瓦时（kW·h）。5.4.624h固有能耗系数的计算热水器24h固有能耗系数按公式（9）进行计算。SCF——智能因数；Qpr——24h固有能耗，单位为千瓦时（kW·hQ——为热水器24小时固有能耗基准值，单位为千瓦时（kW·h具体数值按照表3的公式计算。表3固有能耗基准值额定容量(CR)L24小时固有能耗基准值(Q)0<CR≤30Q=0.024C+0.630<CR≤100Q=0.015C+0.8100<CR≤200Q=0.008C+1.5CR＞200Q=0.006C+2.0注：CR为热水器的额定容量，C为热水器的实测容量。5.5动态热水输出率测试5.5.1温度设定调整温控器满足下面要求后立即进行测试5.5.2的测试：注入热水器额定的一半容量的冷水使得热水器重新启动工作；如果没有启动，那么继续注水直到启动加热后停止注水；电热水器工作直到温控器首次断开时的储水平均温度θA1应满足（65±3）℃的要求。θA1按公式（10）计算：