QBT 8112-2025 相变储能式电热水器标准立项发展报告

*标准立项发展报告相变储能式电热水器标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PhaseChangeEnergyStorageElectricWaterHeater摘要本报告旨在系统阐述行业标准《相变储能式电热水器》（QB/T8112-2025）的立项背景、技术内容、核心指标及产业发展意义。随着国家“双碳”战略的深入实施和电力系统源网荷储一体化改革的推进，用户侧灵活储能与智能用电成为关键环节。传统电热水器作为高耗能家电，其即热即用的运行模式不仅加剧了电网峰谷负荷差，也限制了可再生能源的消纳能力。相变储能技术以其高能量密度、近乎恒温的放热特性，为电热水器的能效革命提供了全新路径。本标准由中华人民共和国工业和信息化部发布，归口于行业标准化技术组织，是国内首部针对相变储能式电热水器的产品标准。报告详细论述了标准的编制原则、关键技术要求（包括相变材料性能、储热/放热效率、安全防护等）、试验方法及检验规则。结论指出，该标准的实施填补了行业空白，为产品的设计、制造、检测与市场准入提供了统一的技术依据，将有力推动新型储能热水器的规模化应用，对促进居民侧电力负荷柔性调节、提升建筑节能水平具有重要的技术支撑和产业导向作用。关键词：相变储能；电热水器；行业标准；QB/T8112-2025；能效；电力需求侧管理；相变材料Keywords：PhaseChangeEnergyStorage；ElectricWaterHeater；IndustryStandard；QB/T8112-2025；EnergyEfficiency；DemandSideManagement；PhaseChangeMaterial正文1.引言在全球能源转型与新一轮科技革命背景下，构建新型电力系统已成为我国实现碳达峰、碳中和目标的核心路径。电力负荷的“峰谷差”矛盾日益突出，尤其是居民生活用电中，电热水器、空调等大功率设备的高峰集中用电行为，给电网安全稳定运行带来巨大挑战。据统计，我国家用电热水器保有量已超过2亿台，其总功率容量庞大，是实施需求侧响应、挖掘柔性负荷调节潜力的重要对象。传统电热水器主要依赖水的显热蓄热（即单纯加热水温），存在两大固有缺陷：一是保温过程热损失大，无法实现真正的“谷电蓄热、峰电用热”的经济运行模式；二是热量释放与用水需求难以完全匹配，造成能源浪费。相变储能技术（PhaseChangeEnergyStorage,PCES）利用材料在固液相变过程中吸收/释放大量潜热的原理，具有储能密度高（可达水的5-10倍）、放热温度稳定等显著优势。将其应用于电热水器，可实现在谷电时段将热量“冻结”在相变材料中，在峰电或有用水需求时段稳定释放，从而有效移峰填谷，提升用户用能经济性，并降低对电网的冲击。然而，在QB/T8112-2025发布之前，国内尚无专门针对此类新型储能热水器的国家标准或行业标准。市场上产品性能参差不齐，在相变材料选型、安全性（如内部压力、材料泄漏、防火性能）、储热效率、寿命可靠性等关键指标上缺乏统一评判准则。这严重制约了该技术的产业化进程和市场推广。因此，制定《相变储能式电热水器》行业标准，不仅是顺应技术发展趋势的必然要求，更是规范市场秩序、保障消费者权益、支撑国家能源战略落地的重要举措。2.标准编制背景与目的2.1政策驱动与行业需求2022年，国家发改委、国家能源局发布《“十四五”现代能源体系规划》，明确提出要“加强电力需求侧响应能力建设，大力推广用户侧储能”。2023年，国务院办公厅转发国家发展改革委等部门《关于促进电子产品消费的若干措施》，鼓励研发推广节能型家电。在“双碳”目标驱动下，各类峰谷电价政策在全国范围内广泛实施，用户对能够自动错峰用电、降低电费支出的智能家电需求空前高涨。相变储能式电热水器作为用户侧储能的一种重要实现形式，其标准化进程直接关系到该产业能否健康、有序发展。2.2技术成熟度检测需求经过近十年的研发，国内已有十余家企业推出了不同原理的相变储能热水器样机或小批量产品。但这些产品在核心指标（如：相变材料的相变温度范围是否与热水使用习惯匹配？循环寿命是否满足10年以上使用年限？储热效率究竟提高了多少？）上缺乏统一检测手段。企业自检结果缺乏公信力，消费者难以甄别。标准制定的核心目的之一，就是建立一套科学、公正、可复现的试验方法，用于准确评估产品的综合性能。2.3国际标准对标与自主创新国际上，IEC（国际电工委员会）和ISO（国际标准化组织）目前尚未发布专门针对相变储能热水器的标准，仅在ISO52022-1:2017《建筑构件与建筑元素的热性能热阻与热导率第1部分：计算方法》等相关标准中涉及相变材料的热物性测试。本标准在无直接可参考的国际标准情况下，通过自主创新，结合我国电网特点、居民用水习惯（如每人每次洗浴用水量、水温偏好等）以及制造工艺水平，确立了具有中国特色的技术指标体系，具备国际领先性。3.标准主要技术内容标准QB/T8112-2025全称为《相变储能式电热水器》，属于“Y63家用电器基础标准与通用方法”类目。标准文本主体结构包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、分类与命名、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。3.1术语与分类标准首次明确定义了“相变储能式电热水器”（利用相变材料在相变过程中储存或释放热能的电热水器）、“储热效率”（有效利用的储热量与输入总电量的比值）、“相变循环寿命”等核心术语。根据储能方式，标准将产品分为两类：-A类：潜热显热复合型：主要利用相变材料潜热储能，辅以少量显热储能。-B类：显热为主辅助型：以水显热为主，相变材料作为辅助加热或恒温补偿。3.2关键技术要求（1）效能指标这是标准的灵魂。标准设定了严格的能效等级：-储热效率：要求A类产品不低于85%。这一指标远高于同等容积的传统电热水器（其系统效率常因保温损失而低于70%）。-有效储热容量：不得低于标称值的95%。在额定工况下，产品能够稳定供应40℃以上热水的能力需满足家庭一次连续洗浴需求。-谷电利用率：在模拟峰谷电价时段下，设备智能识别谷电的能力，要求在谷电期内完成90%以上的储能过程。（2）相变材料性能要求-相变温度：规定用于洗浴的相变材料相变温度应为55℃-65℃之间，确保混水后出水温度舒适且杀菌效果良好（参考GB17219《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》）。-过冷度：对于无机盐水合物类相变材料，过冷度不得超过5℃；有机类相变材料（如石蜡基）过冷度不得超过2℃。-循环稳定性：相变材料在经过1000次完整的熔化-凝固循环后，其相变焓衰减率不超过10%，材料无明显的宏观分层或降解。（3）安全性能考虑到内部密封压力（相变材料膨胀）、高压电气绝缘和热水器外壳强度，标准比GB4706.1《家用和类似用途电器的安全通用要求》提出了更严格的补充要求：-耐压与密封：储能腔体需承受1.5倍最大工作压力（不低于1.0MPa），保压30分钟无泄漏。-防泄漏保护：当相变材料发生泄漏时，设备应自动断电，且泄漏液体不得腐蚀内部电子元件或造成短路，并满足RoHS（有害物质限制）要求。-防火：外壳及保温材料需达到V-0级阻燃等级。（4）智能控制与接口标准前瞻性地引入了智能化要求：-产品应具备与家庭能源管理系统（HEMS）或电网进行双向通信的接口（如Wi-Fi、PLC或RS-485）。-支持远程设置储能模式（谷电模式、峰电禁用模式等），并能反馈实时储能状态。3.3试验方法为了解决“测不准”难题，标准附录A给出了详细、可操作的测试细则：-潜热测定：采用差示扫描量热法（DSC），按照GB/T19466.3进行。-储热效率测试：建立恒温环境仓（20℃±1℃），使用冷热水混合装置模拟真实用水曲线，通过精密热量表计量输入电能量与输出有效热能，计算效率。-循环寿命加速试验：设计专用的自动循环试验台，以4小时一次循环的速率加速模拟10年使用周期。4.标准实施的意义与产业影响4.1对技术革新的推动作用该标准首次将“储热效率”作为核心能效评价指标，而非常规的“24小时固有能耗系数”。这迫使企业从单纯追求“加热快”“保温好”转向追求“能量调度能力”和“潜热利用深度”。预计将催生出高导热系数、高循环稳定性的新型复合相变材料，并推动微通道换热器、真空绝热板等配套技术在热水器上的应用。4.2对电力系统的支撑价值全国范围内推广该标准产品后，假设有10%的家用电热水器被储能式替代，可在夏冬季晚高峰期间削减约3000万千瓦的尖峰负荷，相当于少建数个大型燃煤电厂，同时大幅提升风电、光伏等不稳定可再生能源的消纳率。4.3对消费者与市场的规范效应标准为消费者提供了清晰的性能标尺。未来，产品标签上将明确标注“谷电储热量（kWh）”和“循环寿命（次）”，帮助用户精准计算运行成本。同时，标准的强制执行（2026年3月1日起）将淘汰不符合要求的小作坊产品，提升行业集中度，保护优质企业的创新热情。5.标准编制单位介绍：珠海格力电器股份有限公司在本标准的起草过程中，珠海格力电器股份有限公司作为主要参编单位，贡献了核心技术数据与测试验证平台，承担了标准中多项关键试验方法的验证工作。企业概况：珠海格力电器股份有限公司成立于1991年，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的全球化工业集团，主营家用空调、暖通设备、智能装备、生活电器等业务。作为家电行业的领军企业，格力始终将标准化战略作为企业发展的核心驱动力。公司设有国家级企业技术中心、国家重点实验室，拥有超过1.2万名研发人员，累计申请专利超过10万项。在“让世界爱上中国造”的理念指导下，格力在高端储能家电领域率先布局。其研发的“光伏直驱变频离心机”已获多项国际标准认可。在本标准中的贡献：1.技术试验：格力提供了自主研发的相变材料配方（复合石蜡/膨胀石墨基）及配套的套管式换热器结构，用于验证标准中“储热效率>85%”目标的可行性。2.方法创新：针对相变热水器特有的“混合放热”模式，格力团队提出了区别于传统储水式热水器的“有效供水流量”与“出水温度稳定性（波动<±2℃）”的测试方法，被采纳为标准附录。3.安全验证：格力利用其成熟的压力容器与冷媒系统设计经验，完成了储能腔体在高温（100℃）、高压（1.5MPa）下的极限泄漏与疲劳测试数据，为标准中安全条款的制定提供了依据。4.标准推动：格力牵头组织了多轮行业讨论会，协调了不同技术路线企业（如采用无机盐水合物与有机石蜡两大类材料的企业）之间的意见分歧，最终促成了“储能效率”分级制的妥协方案，兼顾了技术创新与产业可行性。格力电器的深度参与，确保了本标准既具有理论先进性，又具备大规模量产的可落地性，体现了龙头企业“标准引领、创新驱动”的行业担当。6.结论《相变储能式电热水器》（QB/T8112-2025）的发布与即将实施，是我国家用电器标准化领域一项极具前瞻性和战略意义的成果。它不仅为一种新型电器产品提供了统一、科学的“出生证”，更深远的意义在于，它将“用户侧储能”这一宏观能源理念具象化为一个可量化、可检测、可追溯的实物载体。该标准通过约束产品能效（储热效率>85%）、材料稳定性（1000次循环衰减<10%）和安全底线，直接锁定了技术发展方向——即高增益、长寿命、高安全的储能热水器。展望未来，随着该标准的持续宣贯与执行，预计将在以下方面产生深远影响：-产品迭代：2-3年内，主流厂商将推出符合1级能效（储热效率>92%）的旗舰产品，并集成AI预测算法，根据天气预报和用户行为自动调整储能策略。-市场扩容：标准解决了检测和认证壁垒，将吸引更多ODM（原始设计制造商）工厂进入该赛道，推动成本下降，促使渗透率在2028年前达到家电市场的15%。-体系完善：本标准将作为基础，推动《户用储能装置通用要求》《