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电气和电子家用产品和办公设备(能效)检测

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发布时间：2025-07-01 13:06:17 更新时间：2025-06-30 13:06:17

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

电气和电子家用产品及办公设备能效检测概述

随着全球能源消耗持续增长与环境保护意识日益增强，提高电气和电子产品的能源效率已成为各国政府、制造商及消费者的共同目标。电气和电子家用产品（如冰箱、空调、洗衣机）及办公设备（如计算机、打印机、复印机）作为日常能源消耗的主力军，其能效表现直接关系到电力资源的节约与碳排放的减少。因此，建立科学、统一、强制性的能效检测体系至关重要。能效检测不仅为产品贴上“能效标签”提供依据，帮助消费者做出环保与经济性兼备的购买决策，更是各国实施能效法规（如欧盟ErP指令、美国能源之星计划、中国能效标识制度）的基石，从市场准入层面推动产业技术升级，引导行业向绿色低碳方向发展。

能效检测的核心在于通过一系列标准化测试程序，精准量化产品在特定工作模式（如开机运行、待机、关机）下的能源消耗量或能源效率表现。这要求检测活动必须在受控的环境条件下，使用高精度的专业仪器，严格依据国际或国家/地区认可的检测标准进行。检测结果将直接决定产品能否获得市场准入许可以及其所对应的能效等级（通常分为1-5级，1级为最优）。因此，了解其检测项目、关键仪器、主要方法及适用标准，对于制造商确保合规、对于监管机构规范市场、对于消费者明辨优劣都至关重要。

核心检测项目

能效检测关注产品生命周期中多种状态下的能耗特征，主要项目包括：

工作模式能耗 (Active Mode Energy Consumption)：测量产品在执行其主要功能（如制冷、打印、计算）时的单位时间或单位任务（如洗涤一公斤衣物、打印一页文件）能耗。这是评价产品核心能效的关键指标。
待机功耗 (Standby Power)：测量产品连接到主电源、未执行主要功能但可被激活（如遥控唤醒、网络连接待命）状态下的功耗。国际标准普遍要求此功耗需降至极低水平（如低于0.5W）。
关机功耗 (Off Mode Power)：测量产品连接到主电源但处于关闭状态（通常由软开关控制）下的功耗。
能效比 (Energy Efficiency Ratio - EER) 或季节能效比 (Seasonal Energy Efficiency Ratio - SEER)：主要针对制冷空调/热泵，衡量单位输入功率所产生的制冷/制热量，考虑季节变化因素的影响。
年耗电量 (Annual Energy Consumption - AEC)：根据标准规定的使用模式（如每天使用时长、各模式占比），估算产品在一年内的总耗电量。

关键检测仪器

为确保检测结果的准确性和可比性，必须使用高精度、经计量溯源的专用设备：

功率分析仪 (Power Analyzer)：核心仪器，用于精确测量电压、电流、功率（有功功率、视在功率、功率因数）、能耗（Wh, kWh）等电气参数。需要具备高采样率、宽量程、低误差（通常优于±0.5%）。代表型号如横河WT系列、福禄克Norma系列、日置PW系列。
多功能数据采集器 (Data Logger)：用于长时间连续记录功率分析仪输出的能耗数据，并可能同步记录环境参数（温度、湿度）。
环境参数监测设备：包括精密温度传感器（铂电阻PT100）、湿度传感器、气压计等。用于确保测试在标准规定的温湿度环境（如23±2°C, 50±10%RH）下进行，这对如空调、冰箱等温敏产品的测试尤为重要。
标准测试负载/模拟器：为被测设备提供符合标准要求的、可重复的负载条件。例如，洗衣机能效测试需要标准布料负载，打印机测试需要标准测试页和打印作业流模拟。
恒温恒湿试验室 (Environmental Chamber)：为需要严格控制环境条件的测试提供稳定、均匀的空间。

主要检测方法

能效测试遵循严格且标准化的程序：

样品准备与稳定：被测样品需处于全新或指定状态，按照制造商说明安装、配置。测试前需在标准环境条件下稳定足够长时间（通常数小时至24小时），使其内部温度达到平衡。
仪器连接与校准：将功率分析仪接入被测设备供电线路，确保接线正确无误。测试前对所有仪器进行校准或验证其校准状态。
环境条件控制：启动恒温恒湿试验室（如需要），确保环境参数严格符合标准要求并保持稳定。
测试模式执行与数据采集：
- 对于工作模式：让设备执行标准定义的典型工作循环或任务（如冰箱完成一个完整的温控周期，打印机打印标准测试页序列），全程记录功率/能耗数据。
- 对于待机/关机模式：按标准要求设置设备进入相应状态，记录一段足够长时间（通常至少10分钟）的稳定功率值。
数据处理与计算：对采集到的原始数据进行处理，去除异常值，根据标准规定的公式计算目标能效参数（如单次循环能耗、平均待机功率、年耗电量AEC）。计算结果需考虑测量不确定度。
结果报告与验证：编制详细的测试报告，记录测试条件、过程、原始数据和计算结果。报告需经授权签字人审核。可能需要送第三方实验室进行验证测试。

核心检测标准

全球主要市场均制定了强制性的能效检测标准，最具影响力的包括：

国际电工委员会标准 (IEC Standards)：
- IEC 62301: 《家用电器待机功耗的测量》：定义了待机、关机等低功耗模式的测试方法，是许多区域标准的基础。
- IEC 62087: 《音频、视频及相关设备功耗的测量方法》：针对音视频设备。
- 针对具体产品的标准：如IEC 62552 (家用制冷器具)、IEC 62606 (通用照明设备)等。
欧盟标准 (EN Standards)：
- EN 50564: 《电气和电子家用及办公设备低压待机功耗的测量》(等同IEC 62301)。
- EN 62087: (等同IEC 62087)。
- 针对ErP指令的具体产品实施条例(Commission Regulations)：如 (EU) 2019/2021 (照明产品), (EU) 2019/424 (服务器), (EU) 2019/1782 (外部电源) 等，这些条例详细规定了具体产品的能效要求、测试方法和限值。
美国标准 (DOE / EPA Standards)：
- 美国能源部(DOE)制定的联邦法规(CFR Title 10, Part 430/431等)：规定了众多家用和商用产品的测试程序（Test Procedure）和最低能效标准(MEPS)。
- 美国环保署(EPA)的“能源之星(Energy Star)”项目规范：定义了自愿性认证的更高能效要求及测试方法。
中国标准 (GB Standards)：
- GB 12021.X系列：针对各类家用电器（如冰箱12021.2, 空调12021.3, 洗衣机12021.4）及计算机显示器（GB 21520）等制定的强制性能效限定值及能效等级标准。
- GB 20943：针对单路输出式交流-直流和交流-交流外部电源能效限定值及能效等级。
- GB/T 35758-2017：家用电器和类似用途设备待机功率的测试方法 (等同IEC 62301:2011)。