多联式空调机组能效标准修订技术支撑研究报告.pdf

能源基金会科研项目（G-1806-28014） 多联式空调机组能效标准修订 技术支撑研究报告 （第一阶段） 中国标准化研究院等 2019年12月 目录 摘 要. 4 第一章 背景 . 7 1.1 背景 . 7 1.2 基加利制冷能效项目 . 9 1.3 国内政策要求 . 10 1.4 制定多联机能效标准的必要性 . 14 第二章 多联机技术发展 . 17 2.1 多联机的定义、特点、分类 . 17 2.2 多联机的热工性能参数 . 23 2.3 能效评价指标由IPLV修改为APF . 30 第三章 国内外能效标准能效水平对比 . 33 3.1 中国、欧盟、美国能效标准现状 . 33 3.2 中国、欧盟、美国能效限值要求 . 34 3.3 中国、欧盟、美国能效水平对比分析 . 37 3.4 高能效限值对比 . 47 第四章 多联式空调（热泵）机组主要上游现状与影响 . 49 4.1 中国多联式空调（热泵）机组能效备案现状 . 49 4.2 中国多联式空调（热泵）机组产品能效分布 . 49 4.3 中国多联式空调（热泵）机组分冷量能效分布 . 50 4.4 多联式空调（热泵）机组市场驱动力分析 . 53 4.5 技术驱动 . 56 第五章 多联机能效评价方法IPLV和APF对比分析 . 57 5.1 多联机能效指标研究技术路线 . 57 5.2 多联机IPLV指标与APF指标差异性分析 . 58 5.3 多联机IPLV指标与APF指标换算 . 62 5.4 多联机IPLV指标与APF指标换算结果 . 69 第六章 多联机能效指标的确定 . 71 6.1 标准编制原则的确定 . 71 6.2 标准中的重要内容与标准制定的主要依据 . 71 6.3 能效提升LCC分析 . 72 6.4 市场统计分析与验证 . 76 6.5 APF实测值与标称值的偏差 . 79 6.6 多联机产品的低负荷运行 . 80 6.7 国际先进水平的研寻 . 81 6.8 日本市场调研 . 82 6.9 标准建议方案的先进性评估 . 83 6.10 能效指标提升幅度 . 84 附录A：多联式空调（热泵）机组能效等级草案 . 86 摘 要 中国的多联式空调机组能效国家标准始于2008年，是作为贯彻国家节能环保政策的一个重要工具，属于强制性国家标准。在标准中提出了能效限定值、节能评价值、能效等级；并依据此技术基础标准，国家节能主管部门开展、实施了多联式空调节能产品认证、能效标识等，形成了以能效标准为支撑，以能效标识、节能认证、节能产品采购目录、财政税收激励政策等为实施途径的节能环保市场转换机制。随着节能环保工作的深入和产业技术的升级发展，市场需求结构发生了根本性转化，空调市场进入技术的快速发展期；从近几年市场看，由于经济形势调整、需求侧改革的落实，导致空调机组市场库存压力大幅波动、价格也出现激烈竞争，能效水平呈现停滞现象，尽快推动我国多联式空调机组能效标准制修订工作具有迫切性和必要性。 本研究报告针对多联式空调机组，调研了我国多联式空调的市场状况、能效状况，分析了面临的市场问题和技术障碍。数据显示，随着中国房地产经济的快速发展和消费者消费能力的提升，多联式空调机组市场得到快速发展，目前已处于世界前列；通过技术引进及科技自主研发等途径，技术水平也已达到一个新台阶，但部分核心技术研发能力尚有一定差距，如何克服技术瓶颈，是产业可持续发展的关键。 同时空调产业面临着节能和制冷剂替代的双重挑战，蒙特利尔协定书和基加利修正案对全球制冷空调行业的发展影响巨大。世界各国为应对这两个协定，采取了多种积极措施，并提出以节能和应对气候变化为双重考虑因素来指导行业的发展，成为各方的共识。面对应对气候变化和节能环保的压力，节能标准可同时承载二者的需求，产生良性互动的关系，是实现多联式空调机组能效国家标准的升级、保证产业的技术升级、增强我国多联式空调机组的市场竞争力的重要保证。 通过比较有典型代表性的国家和地区的、与多联式空调机组能效相关的标准或规章，分析当前的市场环境和政策要求，提出了符合中国国情的标准制修订原则；通过建立多联式空调制冷系统的热力学计算模型，对目前可行的节能技术的应用可能导致的能效提高进行数值模拟计算，分析能效提升对产业、节能环保等的潜在影响，为新标准的制定提供技术支持。 预测显示，通过能效标准的修订和实施效果是显著的。一方面，落实国家中长期节能环保目标，通过能效标准可有效调整市场产品结构，促进产业技术升级；二是依据标准和相关激励政策，消除节能产品在研发、生产、销售和使用环节所遇到的障碍，实现产品技术创新升级和消费者节能产品消费观念的提升所带来的收益是显著的；三是可明确相关方的责任和目标，落实任务和进程。同时随着我国一带一路战略的推进，充分分析标准的国际一致化及区域一致化的必要性和可行性，服务于我国产业走出去战略。 参加研究的单位有中国标准化研究院、珠海格力电器股份有限公司、广东美的制冷家电集团、合肥通用机械研究院、清华大学、大金（中国）投资有限公司、艾默生环境优化技术（苏州）有限公司广东志高空调有限公司、青岛海尔空调电子有限公司，浙江三花股份有限公司、深圳麦克维尔空调有限公司、北京工业大学、广东欧科空调制冷有限公司、上海三菱电机上菱空调机电器有限公司、東芝開利空調(中國)有限公司設計中心産設、丹佛斯自动控制管理（上海）有限公司、国际铜业协会（中国）、四川长虹空调公司、青岛海信日立空调系统有限公司、宁波奥克斯电气股份有限公司、浙江盾安机电科技有限公司、苏州英华特涡旋技术有限公司、广州松下空调器有限公司、富士通将军中央空调（无锡）有限公司、西安大金庆安压缩机有限公司、苏州三星电子有限公司、广东申菱环境系统股份有限公司等。 本研究报告得到了能源基金会的大力支持，同时在项目的执行过程中，来自中国制冷空调工业协会、中国家用电器协会、清华大学、北京大学等单位的专家学者都曾给予积极支持和热心帮助，美国劳伦斯伯克利实验室专家提供的技术支持，在这里向他们表示衷心的感谢。 感谢国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司及国家标准化管理委员会、生态环境部等有关领导、专家的指导和帮助。 第一章 背景 1.1 背景 2015年12月，联合国气候变化框架公约近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成巴黎协定。这是继京都议定书后第二份有法律约束力的气候协议，形成2020年后的全球气候治理格局。主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内。中国全国人大常委会于2016年9月3日批准中国加入巴黎气候变化协定，中国成为第23个完成批准协定的缔约方。 巴黎协定获得了所有缔约方的一致认可，充分体现了联合国框架下各方的诉求，是一个非常平衡的协定。协议体现共同但有区别的责任原则，要求建立针对国家自定贡献（INDC）机制、资金机制、可持续性机制（市场机制）等的完整、透明的运作和公开透明机制以促进其执行。 从经济角度，巴黎协定同样具有实际意义：首先，推动各方以“自主贡献”的方式参与全球应对气候变化行动，积极向绿色可持续的增长方式转型，避免过去几十年严重依赖石化产品的增长模式继续对自然生态系统构成威胁；其次，促进发达国家继续带头减排并加强对发展中国家提供财力支持，在技术周期的不同阶段强化技术发展和技术转让的合作行为，帮助后者减缓和适应气候变化；第三，通过市场和非市场双重手段，进行国际间合作，通过适宜的减缓、顺应、融资、技术转让和能力建设等方式，推动所有缔约方共同履行减排贡献。 2007年9月，第19次蒙特利尔议定书缔约国大会上通过了加速淘汰HCFCs物质的调整案。按照调整案，对于包括中国在内的第5条款国家（发展中国家）来说，新的淘汰HCFCs的时间进度如图1-1所示。2013年冻结在2009年和2010年消耗量的平均水平上（基线水平），2015年在基线水平上削减10%、2020年削减35%、2025年削减67.5%、2030年削减97.5%，自2030年起仅允许保留2.5%作为维修用途，至2040年实现完全淘汰。发达国家在此基础上提前十年。 图1-1 发展中国家HCFCs淘汰进度 中国作为已签署承诺按照蒙特利尔议定书规定行事的发展中国家，正在按照此时间表进行中国的HCFCs淘汰工作。 需要说明的是，尽管HCFCs的淘汰尚在进行中，部分发达国家已经开始了HFCs 的逐步削减工作。HFCs 类物质不破坏臭氧层，但大部分具有较高的温室效应。这对中国制冷空调行业将是另一个严峻挑战。 2016年10月15日，包括中国在内的关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书缔约方，在卢旺达首都基加利一致通过了基加利修正案，旨在减少氢氟碳化合物的生产和使用。该修正案将于2019年1月1日正式生效，中国作为第1类国家（A5条款国），承诺到2024年冻结和淘汰氢氟碳化合物的使用，并在2029年启动削减进程。根据联合国环境署数据，在这一修正案的限制下减少的氢氟碳化合物排放，预计可避免本世纪末全球温度升高0.5摄氏度。 联合国环境署（UNEP）预测基加利修正案的生效和实施将可以减少88%90.0%65.0%32.5%2.5%0.0%0%20%40%60%80%10%201320152020202520302040的氢氟碳化物排放，可防止本世纪末0.5的升温。而对于中国来说，本次修正案给出的削减基线处于中国HFCs使用峰值期间，削减时间表与产业调整步伐相切合。相比不受控情景，若到2050年中国可以按修正案有效的削减HFCs，将可带来300亿到400亿吨CO2当量的气候效益，为防止本世纪末全球0.5升温贡献三分之一。基加利修正案是出台，象征着全球气候治理又向前迈进了一大步，而其带来的气候收益，有助于促进和推动可持续发展的进程。淘汰活动的开展，加强了中国与国际间的信息与技术交流，保障中国可以紧随国际步伐，促进产业升级，避免贸易壁垒。 1.2 基加利制冷能效项目 2017年底，18家公益基金会发起了“基加利制冷能效项目（K-CEP）”，以帮助发展中国家提升制冷能效，使用更加气候友好型的制冷剂。 作为一项跨领域的工作，能源基金会于2018年初负责实施“中国制冷能效项目”的实施对中国意义重大，一是中国目前是氢氟碳化合物的最大排放国，二是中国是全世界最大的空调产品生产国，产量占到全世界的70%，三是氢氟碳化合物减排是中国巴黎协议减排承诺额外的温室气体减排；四是技术的飞跃可以帮助我国企业实现产业升级换代，提高竞争力。 根据初步研究测算，如果中国家用和商用空调的能效水平在2020年前提升30%，到2050年，其累计温室气体减排量相当于减少521亿吨二氧化碳的排放，也相当于节约22个三峡大坝的发电量。因而，借助“中国制冷能效项目”的推进力量，进一步推广高效制冷设备和对现有设备进行能效提升就显得非常重要与紧迫，其中，政府采购应该承担起重要的作用：一方面制冷设备政府采购市场的保有量和采购量都非常巨大，另一方面政府采购市场对普通市场又有着极大的示范和标杆性作用。因而，从技术标准、采购需求、评审加分等多个角度探讨高效制冷设备在政府采购领域的推广路径是非常可行而且必要的工作。 需要特别指出的是，应法兰西共和国总统埃马纽埃尔马克龙邀请，中华人民共和国主席习近平于2019年3月24日至26日对法兰西共和国进行国事访问。双方回顾了国际形势和重大国际地区问题，并达成包括巴黎协定、蒙特利尔议定书基加利修正案和推动提高制冷行业能效标准的共识。 1.3 国内政策要求 1.3.1 十三五节能环保产业发展规划 2016年12月22日，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、环境保护部联合发布了“十三五”节能环保产业发展规划。其指导思想是全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，深入落实习近平总书记系列重要讲话精神，牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，立足发展阶段和现实国情，以解决突出资源环境问题为导向，以提高节能环保供给水平为主线，以创新为驱动，以重大工程为着力点，不断完善政策措施，优化市场环境，运用市场机制引导社会资源要素充分、有序投入节能环保产业，实现节能环保产业的快速、提质、创新发展，为改善环境质量、建设美丽中国提供可靠保障。 规划的主要目标是：到2020年，节能环保产业快速发展、质量效益显著提升，高效节能环保产品市场占有率明显提高，一批关键核心技术取得突破，有利于节能环保产业发展的制度政策体系基本形成，节能环保产业成为国民经济的一大支柱产业。 产业规模持续扩大，吸纳就业能力增强。节能环保产业增加值占国内生