ISO 217732021 能量回收部件性能的测试和表征方法标准立项发展报告

能量回收部件性能的测试和表征方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MethodsofTestandCharacterizationofPerformanceforEnergyRecoveryComponents摘要随着全球能源危机与碳排放问题的日益突出，建筑暖通空调领域的能量回收技术已成为推动节能减排目标实现的关键路径之一。能量回收部件作为通风空调系统中实现能量再利用的核心装置，其性能测试与表征方法的统一性、科学性和国际可比性，直接关系到设备能效评价、产品认证、国际贸易及碳中和目标的推进。在此背景下，国际标准化组织于2021年6月18日正式发布了ISO21773:2021《能量回收部件性能的测试和表征方法》，该标准为全球范围内能量回收部件的性能评价提供了统一的技术规范和测试框架。本标准涵盖测试条件界定、测试装置要求、测量仪器精度、数据处理方法及性能表征指标等核心内容，有效解决了长期以来不同国家、不同实验室间测试结果缺乏可比性的问题。本报告系统梳理了ISO21773:2021的立项背景、编制过程、标准结构与关键技术内容，深入分析其与现有政策法规、相关标准的协同关系，并结合行业发展趋势，从技术引领、标准实施和产业升级等维度提出了标准应用的路径建议与未来展望，旨在为标准在更广泛领域落地实施及其后续修订完善提供参考依据。关键词：能量回收部件；性能测试；表征方法；国际标准；通风空调；能效评价Keywords:EnergyRecoveryComponents;PerformanceTesting;CharacterizationMethods;InternationalStandard;VentilationandAirConditioning;EnergyEfficiencyEvaluation1引言1.1研究背景全球范围内，建筑能耗占终端能源消费总量的比例持续攀升。据国际能源署（IEA）统计，建筑运行阶段能耗约占全球最终能源消费的30%，其中暖通空调系统能耗又占建筑总能耗的40%～60%。在建筑通风过程中，排风所携带的热（冷）量造成了大量的能源浪费，而能量回收部件通过对排风能量的回收再利用，可显著降低新风处理负荷，节能量可达空调总能耗的20%～50%。因此，能量回收技术被广泛认为是建筑节能领域最具成本效益的主动式节能措施之一。能量回收部件主要包括全热回收器、显热回收器、转轮式热交换器、板式热交换器、热管式热回收装置等多种形式。不同形式的回收部件在结构设计、运行原理和应用场景上差异显著，其性能指标（如显热效率、全热效率、压降、交叉泄漏率等）的测试方法和表征手段也因此呈现出多样性和复杂性。在ISO21773:2021发布之前，各国多依据本国或本地区的标准（如美国ASHRAEStandard84、欧洲EN308、中国GB/T21087等）开展能量回收部件性能的测试与评价。然而，由于各标准的测试工况设定、仪器配置要求、数据处理方法和性能表征方式存在实质性差异，同一设备在不同标准框架下得出的测试结果呈现出明显差异，这严重制约了国际范围内的产品能效评价、对比认证与市场流通。1.2标准化需求分析第一，促进国际贸易与市场互认的需求。能量回收部件作为暖通空调系统的重要组件，其国际贸易规模不断扩大。由于缺乏统一的国际测试标准，不同国家间的产品性能测试结果无法互认，企业需针对不同目标市场分别进行测试认证，增加了重复性的检测成本和时间成本，贸易壁垒问题日益突出。第二，支撑能效政策与绿色建筑评价的需求。多国已将能量回收装置的能效要求纳入建筑节能法规或绿色建筑评价体系。例如，我国《近零能耗建筑技术标准》（GB/T51350）明确要求新风热回收装置的最低全热交换效率须满足一定限值。统一的测试与表征标准是此类能效评价得以公平、科学实施的重要技术基础。第三，推动技术革新与公平竞争的需求。统一的标准测试方法能够使得不同类型、不同品牌能量回收部件在同样的测试条件下进行性能比较，为制造商提供了一个公平竞争的平台，也有助于引导行业技术研发向高效化、低阻力、高密封性方向持续深化。第四，支撑全球碳中和目标的需要。在“双碳”目标背景下，能量回收效率的准确评估和提升直接关联到建筑运行碳排放计算的科学性与可靠性。统一的标准体系能够确保不同国家和地区的节能减碳数据建立在可比的基础之上，为全球碳计量和碳交易提供一致的技术支撑。在上述背景下，ISO/TC205（建筑环境设计标准化技术委员会）联合相关国际组织和行业力量，启动了能量回收部件性能测试与表征方法国际标准的编制工作，历经多轮国际讨论与试验验证，最终形成了ISO21773:2021。2标准概述2.1标准基本信息ISO21773:2021《能量回收部件性能的测试和表征方法》由国际标准化组织（ISO）正式发布，发布日期为2021年6月18日，标准状态为现行有效。该标准由ISO/TC205（Buildingenvironmentdesign）技术委员会归口管理，并联合了涉及通风空调、建筑热工及能源利用等领域的多个分技术委员会协同参与。标准采用英语作为官方语言，在国际范围内统一适用。2.2适用范围本标准适用于建筑通风空调系统中用于回收排风冷热量（显热或全热）的能量回收部件，涵盖以下主要产品类型：-板式显热/全热交换器；-转轮式全热/显热回收器；-热管式热回收器；-液体循环式（乙二醇环路）能量回收系统；-其他形式的新型能量回收部件（如膜法全热交换器、吸附式热回收装置等）。标准所规定的测试与表征方法适用于工厂制造的能量回收部件的性能评价，可为产品型式检验、出厂检验、能效标识和认证提供技术依据。2.3标准定位ISO21773:2021定位为方法类国际标准，其核心目标是建立统一、可比、可复现的能量回收部件性能评价方法体系。该标准并不对能量回收部件的最低能效要求或等级划分进行限定，而是提供一套科学、通用的测试方法和性能表征规则，使各方在统一的技术框架下开展性能评价和信息交流。3标准核心技术内容3.1术语与定义标准明确了能量回收部件领域的核心术语及其精确定义，涵盖包括“能量回收部件”“显热效率”“全热效率”“温度交换效率”“湿度交换效率”“压降”“交叉泄漏率”“迎面风速”“名义工况”等关键概念。统一的术语定义是保障测试与评价一致性的首要前提，有效避免了因概念歧义所导致的测试与评价偏差。3.2测试条件与工况要求标准明确规定了能量回收部件性能测试的标准工况条件，包括但不限于：-室内排风侧与室外新风侧的温度、湿度条件；-风量（迎面风速）设定范围及允差；-空气过滤及预处理要求；-环境温度与大气压力条件限定。标准针对不同气候分区和应用场景，设定了多组推荐测试工况，以便于国际范围内的横向比较和适应性选择。3.3测试装置与仪器精度要求测试装置的合理性直接影响测试结果的准确性和可复现性。标准对测试风洞（风管系统）的结构、尺寸、混风装置、温湿度采样点布置、风量测量装置和压差测量装置提出了系统性要求。同时，标准对各测量仪器的精度等级做出了明确限定，包括温度传感器的测量偏差、湿度传感器的测量偏差、流量计的测量偏差、压力变送器的测量偏差等均做了分级要求。对于关键参数，标准引入了测量不确定度评定方法，要求测试报告中包含不确定度分析结果。3.4性能测试方法标准依据不同类型的能量回收部件，分别规定了对应的性能测试流程：-显热效率测试：通过测量新风侧和排风侧进、出口的干球温度差，计算温度交换效率；-全热效率测试：在显热测量的基础上，增加湿度参数测量，采用焓差法计算全热交换效率；-压降测试：分别测量新风侧和排风侧在额定风量下的气流阻力；-交叉泄漏率测试：采用示踪气体法测定排风侧向新风侧的泄漏比例，评估气流交叉污染风险；-凝露与结霜工况测试：针对寒冷地区应用场景，规定了低温工况下的性能衰减评价方法。3.5数据处理与性能表征标准规定了测试数据的处理方法和计算模型，对空气物理性质参数、效率计算方法、偏差修正规则等做了系统阐述。性能表征指标主要包括：-显热交换效率（温度交换效率）；-全热交换效率（焓交换效率）；-新风侧/排风侧压降；-交叉泄漏率；-回收能量速率（kW）。标准要求各性能参数须以标准空气密度条件下的值进行归一化表达，确保不同环境条件下的测试结果具有归一可比性。3.6测试报告要求标准对测试报告的内容和格式提出了明确要求，包括测试装置描述、测量仪表信息、工况条件记录、原始数据列表、处理后的性能参数汇总、不确定度分析等。标准化的报告格式有助于不同检测机构间结果的比对和互认，也为产品认证和能效评价工作提供了统一的技术文件支撑。4标准与现行政策法规的衔接ISO21773:2021的发布实施与全球范围内日益严格的建筑节能法规和碳排放控制政策高度契合，其技术内容可为各类政策工具的实施提供标准支撑。在促进绿色建筑发展方面，我国《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）明确提出对集中空调系统排风热回收装置的节能效益进行评价，ISO21773:2021为上述评价提供了国际通行的测试方法依据。《近零能耗建筑技术标准》（GB/T51350-2019）亦要求新风热回收装置效率达到规定限值，统一的测试方法有助于保证限值判定的科学公正。在推动设备能效分级评价方面，ISO21773:2021为各国制定能量回收部件能效等级标准提供了共同的测试方法基础。中国标准化研究院正在推进通风机及热回收设备能效国家标准的修订工作，其测试方法的编制充分参考了ISO21773:2021。同时，该标准也有望为后续绿色产品认证、节能产品政府采购清单等政策工具的落地提供技术支撑。从国际视角来看，ISO21773:2021与欧盟《能源相关产品生态设计指令》（ErPDirective2009/125/EC）及能效标签法规（EU2017/1369）中关于通风单元测试方法的要求形成互补关系。在ErP法规框架下，通风单元的能效评价需要基于可靠的热回收效率数据，ISO21773:2021为欧盟成员国间测试结果的互认提供了关键性的技术协调基础。5主要起草单位与组织5.1国际标准化组织ISO/TC205ISO21773:2021由国际标准化组织建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）主导制定。ISO/TC205成立于1997年，是ISO框架下专门负责建筑环境设计领域国际标准制修订工作的技术委员会，其工作范围涵盖室内热环境、室内空气质量、通风与空调系统设计、建筑能源效率等多个重要方向。TC205目前设有多个工作组（WG）和分技术委员会（SC），秘书处由美国国家标准协会（ANSI）承担。在ISO21773:2021编制过程中，TC205联合了来自美国、中国、德国、日本、韩国、瑞典、丹麦、法国等数十个国家的标准化专家参与工作组研讨和技术验证。各国专家分别贡献了各自在国内标准实践和前沿科研成果方面的优势力量，经过多轮技术讨论、实验比对和草案修订，历时近五年才最终达成了技术共识。5.2中国参与单位中国作为ISO的常任理事国，深度参与了ISO21773:2021的编制工作。中国建筑科学研究院有限公司作为全国暖通空调及净化设备标准化技术委员会（SAC/TC143）的依托单位，在标准编制过程中代表中国提出了多项关键技术提案，尤其是在热湿耦合传递测试方法、交叉泄漏率测试不确定度分析等方面的建议被采纳。中国建筑科学研究院长期从事建筑环境与节能领域的科研与标准化工作，主编了GB/T21087《热回收新风机组》等一系列国家和行业标准，其研究成果为ISO21773:2021的编制提供了坚实的理论支撑和实验验证基础。此外，中国制冷空调工业协会、合肥通用机械研究院有限公司、清华大学、同济大学等单位也积极参与了ISO21773:2021的技术研讨和试验验证工作，助力提升了标准对亚洲气候条件和产品特点的适用性，使标准在全球范围内的推广应用更具广泛性和包容性。6结论与展望ISO21773:2021《能量回收部件性能的测试和表征方法》的发布和实施，填补了能量回收部件性能测试与表征领域国际标准的空白，为全球暖通空调行业构建了一套统一的、科学的技术评价框架。该标准有效解决了能量回收部件测试结果跨国家、跨实验室难以互认的突出问题，对于推动国际技术交流和贸易便利化、支撑能效政策落地及端到端碳计量体系的完善都将发挥深远的基础性作用。标准在编制过程中充分借鉴了各主要经济体通行标准的优点，在测试工况设定、仪表精度要求、数据回归处理及不确定度评价等方面均形成了较为完善的系统性安排，充分体现了其科学性、包容性和可操作性。展望未来，随着全球碳中和进程不断加速和能量回收技术的持续迭代升级，ISO21773:2021也面临着持续修订和完善的需要。一方面，新型能量回收材料和结构（如膜法全热交换器、吸附式转轮等）的快速涌现，对标准在测试适配性方面提出了新的要求。另一方面，标准若能与国际碳计量方法、建筑能耗基准线评价等碳治理机制形成更为紧密的衔接，将有望从单纯的“性能测试工具”进一步演变为“碳中和治理基础设施”中的关键评价支点。后续标准的更新还宜进一步纳入人工智能辅助测试、在线实时监测与远程性能验证等数字化技术维度，以适应全球建筑智能化发展的趋势性要求。参考文献[1]ISO21773:2021,Methodsoftestandcharacterizationofperformanceforenergyrecoverycomponents,InternationalOrganizationforStandardization,2021.[2]中国建筑科学研究院.GB/T21087-2020《热回收新风机组》[S].北京：中国标准出版社,2020.[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T51350-2019《近零能耗建筑技术标准》[S].北京：中国建筑工业出版社,2019.[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50378-2019《绿色建筑评价标准》[S].北京：中国建筑工业出版社,2019.[5]ASHRAEStandard84-2020,Metho