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中国和欧美电子节能灯的能效要求比较分析

发表日期:2012/11/10

在能源消耗导导致环境被污染破坏的现代社会,节能产品无疑是世界各国追求的目标,照明领域首当其冲。据统计,多数国家照明耗电大体占本国发电量的15%~20%左右。而照明用电的很大一部分被消耗在效率极低的传统白炽灯上,其寿命较短,替换更新的频率较高,大大增加了生产这些产品的电能和原材料损耗,因此各国纷纷出台政策逐步淘汰白炽灯,用节能灯来取代,相应的各国也制定节能灯能效政策或标准来保障节能灯的能效水平。中国已经是全球紧凑型荧光灯生产大国,出口量约占产量的70%以上,欧盟和美联社国是主要的出口市场,本文将主要介绍中国和欧盟、美国等发达国家对电子节能灯能效要求的异同点。

一、中国对节能灯能效要求

国家发改委、国家质检总局和国家认监委于2008年1月25日联合发布了《中华人民共和国实行能效标识的产品目录(第三批)》及相关产品实施规则,该目录包含了自镇流荧光灯,自2008年6月1日起,在中国生产、销售和进口的自镇流荧光灯,低于能效等级3级不得在中国生产、销售和进口。

目前中国节能灯能效标识规定适用于额定电压220V、频率50Hz交流电源,标称功率为5W~60W采用螺口灯头或卡口灯头,在家庭和类似场合普通照明用的,把控制启动和稳定燃点部件集成一体的自镇流荧光灯能源效率标识,不适用于带罩的自镇流荧光灯。其能源效率等级应依据GB 19044的现行有效版本中能效等级判断方法的要求,自镇压流荧光灯等椽分为3级,其中1级能效最高,各等级的初始光效值应不低于表1的规定。同时要求各能效等级的自镇流荧光灯在点燃2000h时,其光通维持率均不应低于80%。

表1自镇压流荧光灯能效等级

标称功率范围/W

初始光效/(lm/W)

能效等级(色调:RR、RZ)

能效等级(色调:RL、RB、RN、RD)

1

2

3

1

2

3

5~8

54

46

36

58

50

40

9~14

62

54

44

66

58

48

15~24

69

61

51

73

65

55

25~60

75

67

57

78

70

60

表中色调应符合GB/T 17263中表3色度坐标的要求。企业可根据用户的要求制造非标准颜色的灯,但应同时给出非标准颜色色度坐标的目标值,且其容差应在5SDCM的范围之内。对于非标准颜色的灯,其光效应按邻近标准颜色光效值较高的能效等级进行判定。

二、欧盟对节能灯的能效要求

2005年7月6日,欧盟理事会正式通过了关于制定用能产品生态设计要求框架的指令2005/32/EC(EuP指令),它作为集成产品策略(IPP考虑产品的生命周期对环境影响的潜在可能性,涉及其各个阶段相关人员,对各种产晶确定责任和提供开放式工具)框架的一部分,考虑了产品在整个生命循环周期对资源能量的消耗和对环境的影响。2008年12月8日,欧洲生态设计法规委员会(EELEP)在EuP指令的第四次会议上公布了《非定向家用灯生态设计要求实施草案》(以下简称“家用灯草案”),并于2008年12月16日对这一草案内容进行了通报(G/TBT/N/EEC/237)。该实施措施中对节能灯的能效要求为:其在给定的额定光通量(Φ)下的最大额定功率(Pmax)为0.24+0.0103Φ)W。同时功能性必须符合表2的要求。

表2欧盟紧凑型荧光灯的功能性要求

功能性参数

第1阶段(2009年9月1日)

第5阶段(2013年9月1日)

在6000h灯的残存率

≥0.50

≥0.70

光通维持率

在2000h:≥85%
(带有第二层玻壳的灯≥80%)

在2000h:≥88%
(带有第二层玻壳的灯≥83%)
在6000h:≥70%

在损坏之前的开关周期数

≥以h表示的灯的寿命的一半
如果灯的启动时间>0.3s
≥10 000

≥以h表示的灯的寿命
如果灯的启动时间>0.3s
≥30 000

启动时间

<2.0s

如果P<10W,<1.5s
如果P≥10W,<1.0s

达到60%Φ灯的预热时间

<60s或含有汞齐剂型式的汞的灯<120s

<40s或含有汞齐剂型式的汞的灯<100s

过早损坏率

在200h:≤2.0%

在400h:≤2.0%

长波紫外线(UVA)+中波紫外线(UVB)辐射

≤2.0mW/klm

≤2.0mW/klm

短波紫外线(UVC)辐射

≤0.01mW/klm

≤0.01mW/klm

灯的功率因素

如果P<25W,≥0.50
如果P≥25W,≥0.90

如果P<25W,≥0.55
如果P≥25W,≥0.90

显色性(Ra)

≥80

≥80

三、美国对节能灯的能效要求

美国的能源政策法案《2005年能源政策法》(《EPACT 2005》)对多种高能耗商用产品和消费产品制定了新的能效标准,扩大了促进高能效产品的“能源之星计划”。2008年3月7日,能源之星关于紧凑型荧光灯能效标准的最新版本——第四版正式公布。该标准的目的是为了推动消费者和生产商以高效的紧凑型荧光灯代替白炽灯。该标准对自镇流的紧凑型荧光灯的裸管、带罩管、球型及户外反射型CFL的具体要求见表3。

表3 紧凑型荧光灯能效标准要求

外形和配置

灯管功率P(W)

最低能效(lm/W)


P<10

50

裸管(固定光输)

10≤P<15

55


P≥15

65


P<15

50

裸管(可调/2-way/3-way)

P≤7

35


P≥15

60


8≤P<15

45

带罩灯(无反射罩)

15≤P<25

50


25≤P

60

户外反射,凹筒灯,室外内反射型

P<20

33


20≤P

40

同时功能性要求,显色指数平均10个样本测试大于80,不超过3个单独样本小于77;相关色温2700K,3000K,3500K,4100K,5000K,6500K;1000h流明维持率平均10个样本测试大于初始流明(100h)的90%,不超过3个单独样本小于85%,40%额定寿命的流明维持率平均10个样本测试大于初始流明(100h)的80%,不超过3个单独样本小于75%;功率因素平均10个样本测试大于0.5;工作频率大于40.0kHz;平均额定寿命大于等于6000h,中型螺口裸管大于等于8000h;小于25W灯的最大水银含量小于等于5mg,25W至40W小于等于6mg。

四、总结:

(1)涵盖范围来说,中国只对5~60W不带罩的裸管作了要求,而欧盟和美国则涵盖了各种类别。随着节能灯种类的多样化,我国应及时扩大涵盖产品的范围。

(2)从初始光效分析对比,整体上欧盟和美国的最低要求均要高于我国3级能效的最低要求(见表4)。在35W以下的电子节能灯,美国能源之星要求最高,特别在24W以下时甚至高于我国2级要求;35W以上则欧盟的要求最高,特别是40W以上较大功率欧盟要求要高于我国2级。据了解,目前国内企业受限于现阶段的技术水平和生产工艺,产品的能效水平一般为2~3级之间,因此对于小功率较难达到美国的要求,而对于24W以上的灯,要达到欧盟的要求也存在一定的困难,因此我国该类产品的出口企业必须提高技术水平和改进生产工艺。

表4 电子节能灯欧洲能效与其他能效标准对比

功率/W

初始光效/(lm/W)

欧盟

美国

中国

RR、RZ

RL、RB、RN、RD

1

2

3

1

2

3

5~8

35.2~43.1

50

54

46

36

58

50

40

9

45.0

50

62

54

44

66

58

48

10~14

46.7~52.1

55

69

61

51

73

65

55

15~24

53.2~60.2

65

75

67

57

78

70

60

25~60

60.8~71.6

65







65

72.5

65







75

74.0

65







85

75.2

65







(3)从灯的性能分析(见表5)

表5 电子节能灯的性能要求对比

功能参数

欧盟

中国

美国能源之星

第1阶段

第5阶段

现阶段

在6000h灯的残存率

≥0.50

≥0.70

≥0.50

≥0.50

光通维持率

在2000h:≥85%
(带有第二层玻壳的灯≥80%)

在2000h:≥88%
(带有第二层玻壳的灯≥83%)
在6000h:≥70%

在2000h:≥80%

1000h后,≥90%
40%额定寿命≥80%

在损坏之前的开关周期数

≥以h表示的灯的寿命的一半
如果灯的启动时间>0.3s
≥10 000

≥以h表示的灯的寿命
如果灯的启动时间>0.3s
≥30 000

无此要求

无此要求

启动时间

<2.0s

如果P<10W,<1.5s
如果P≥10W,<1.0s

电子式:<4s

<1.0s

达到60%Φ灯的预热时间

<60s或含有汞齐剂型式的汞的灯<120s

<40s或含有汞齐剂型式的汞的灯<100s

无此要求(但对于达到80%Φ灯的预热时间<180s)

无此要求

过早损坏率

在200h:≤2.0%

在400h:≤2.0%

无此要求

无此要求

长波紫外线(UVA)+中波紫外线(UVB)辐射

≤2.0mW/klm

≤2.0mW/klm

无此要求

无此要求

短波紫外线(UVC)辐射

≤0.01mW/klm

≤0.01mW/klm

无此要求

无此要求

灯的功率因素

如果P<25W,≥0.50
如果P≥25W,≥0.90

如果P<25W,≥0.55
如果P≥25W,≥0.90

无此要求(但要求不得比制造商的标称值低0.05)

≥0.50

显色性(Ra)

≥80

≥80

RR/RZ≥80
RL/RB≥82
RN/RD≥84

≥80

工作频率(kHz)

无此要求

无此要求

无此要求

>40

平均额定寿命(h)

≥6 000

≥6 000

≥6 000

≥6 000
中型螺口裸管≥8 000

最大水银含水量量(mg)

≤5

≤5

HJ/T 230:≤10

<25W:≤5
25W~40W:≤6

CQC5106-2011≤30W:≤1.5(低汞)≤1.0(微汞)
>30W:≤2.5(低汞)≤1.5(微汞)

1)欧盟节能灯的性能指标要求中有开关的次数,因为在实际生活中灯经常开关的机会较多,这个指标有重要的实际意义,美国和中国标准对此还没有相应的要求,建议我国标准应增加该要求;

2)在色容差方面,欧盟指令对此没有要求,国际上规定色容差不能大于5SDCM,美国能源之星要求不大于7SDCM,从市面样品抽查情况来看,5SDCM看来有些苛刻,建议国标对此可以部分提高;

3)光通维持率,我国要求是2000h维持率大于80%,欧盟指令要求为85%,以能源之星要求为1000h维持率大于90%,40%(按最低6000h计,即2400h)维持率大于80%,我国的要求是最低的;

4)汞含量要求,欧盟要求较为严格,不得大于5mg,其次美国为P小于25W时不得大于5mg,25W至40W时不得大于6mg,我国在HJ/T 230中的限量为10mg,然而2011年我国在国际上率先开展节能灯环保认证,其对汞含量的要求更加严于欧美国家的要求。

总体上我国的标准还落后于欧美发达国家,中国应在针对性和有效性上及时跟进发达国家的标准要求,并在条件成熟的情况下升学级中国的标准

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