第七届广东水展

广东国际水处理技术与设备展览会

WATERTECH CHINA (GUANGDONG) 2022

202283-5

广州 | 保利世贸博览馆

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家电行业技术破圈:点“绿”成金

家电行业技术破圈:点“绿”成金

 

国际灾害数据库(EM-DAT)统计显示,2000年以后,人类每年经历的极端天气灾害大多在300-400次之间,这意味着几乎平均每天就要经历一次。

 

为地球降温、让绿色生根,已不能再停留在喊口号的阶段。于家电产业,在“双碳”目标和能源“双控”背景下,“绿色环保”、“低碳减排”、“可持续发展”等老概念也都重新找到了新的技术落脚点。

 

家电行业技术破圈:点“绿”成金

 

(图片来源:拍信创意,侵删)

 

“节能节水”是推动行业绿色转型发展的加速器

 

国内家电产业链对于绿色节能环保技术的探索创新要来的更早。

 

以过去“十三五”期间家电节能节水技术创新成果为参考,在**部门和相关家电企业的高度重视下,家电相关的能效标准得到了不断的完善和补充。新的能效标准不断提升产品的入门水平和能效水平,根据家用电器协会统计,到2019年,家用电冰箱能效1级产品销售量占比达42%;主要洗衣机企业内销滚筒洗衣机中,98%为新版能效1级产品;波轮全自动洗衣机内销产品中节能产品达67%;节能型吸油烟机在内销市场占比达99%,其中能效1级产品占93%;节能型燃气灶具内销占比达97%,其中1级能效产品占68%;节能型微波炉内销市场占比达45%,能效5级产品已被淘汏;电饭锅能效1、2级产品内销占比30%以上,能效4级及以下的产品基本淘汏。

 

房间空调器方面,自去年7月1日空调能效新国标落地实施以来,根据奥维云网数据,2021冷年,定频空调线上市场销量占比降至8.7%,线下市场占比达到仅3.2%,定频空调逐渐退市直至清理殆尽,高能效、节能型产品成为主流市场。“这有赖于变频技术在家电领域的广泛应用”,一位家电行业分析人士向中国家电网记者表示,目前,国内主流家电企业基本掌握了变频控制器技术,变频驱动算法也被大部分企业所掌握并应用到相关产品中(冰箱、洗衣机、空调、热水器、吸排油烟机、微波炉、电风扇等),变频控制主芯片MCU和DSP的研究和应用也已经逐步深入,为产品节能和性能提升提供了有力支撑。

 

水效方面,截至目前,洗衣机、洗碗机、反渗透净水机三大品类的水效限定值及等级都有了明确的国家标准要求。以洗碗机为例,今年1月1日起实施的《洗碗机能效水效限定值及等级》标准、4月1日起实施的《洗碗机国家能效标准》,都从不同维度对洗碗机的能效水效、耗水耗电、洗净/烘干性能等指标作出了新规定。围绕相关标准规定,洗碗机企业开始进一步升级和改良洗碗机产品的洗涤技术,比如博西家电旗下西门子晶蕾系列洗碗机,搭载了博西家电专利晶蕾技术,可有效提升烘干效率并促进节能,在选择“节能洗”程序时,该产品清洗15套中式餐具仅需0.73度电、10升水,以更节水、节能的方式实现理想的清洗效果。方太洗碗机最新推出的“高能气泡洗”技术,以水气混动的方式,实现了同等清洗效果的情况下更加省水、节约能源效果,同时洁净指数达1.21,高于一级国标的1.12。

 

节能节水是家电技术发展不断的追求,它既需要业内加大像变频技术、洗涤技术等关键共性技术的创新研发,更需要与相关上游领域技术的协同创新。以聚氨酯绝热技术为例,海信家电(000921,股吧)研发中心发泡技术经理、高级工程师胡锋告诉记者,聚氨酯绝热保温技术是实现冰箱节能减排的重要途径。冰箱行业需要通过创新突破来实现聚氨酯发泡技术的升级换代,达到节能环保的目标。而海信通过对冰箱发泡技术升级换代路线的探索发现,环戊烷+HFOs复合发泡体系整机较环戊烷+HFC-245fa发泡体系整机节能2%。“由于环保及节能上的优势,目前,海信冰箱系统出口产品上已大量应用该技术。”

 

此外,以万朗磁塑方面提供的数据,门封条漏冷大致能占到整个箱体热辐射的15%-20%,通过对门封条的设计优化,则一定程度上也能够降低冰箱的能耗;从换热器传热技术来看,西安交通大学制冷与低温工程系教授晏刚认为,提升翅片管换热器空气侧换热性能、制冷剂侧换热性能,同时优化翅片管换热器流路,以此探索翅片管换热器在热泵空调器中的规模化应用,同样能够实现高效、节能、环保效果。

 

家电行业技术破圈:点“绿”成金

 

(图片来源:拍信创意,侵删)

 

“低碳减排”正成为企业可持续发展的必修课

 

“双碳”战略目标下,“碳减排”是中国家电工业面临的又一重大挑战。

 

过去的几十年来,从氟利昂的替代到家电能效水效升级、环保技术升级,对于中国家电企业而言,类似的低碳环保科技挑战的成功经验已然非常丰富。根据中国家电协会初步测算,2020年冰洗空等9种家电的二氧化碳排放量较2015年降低了29%,可见通过家电产品绿色设计制造,降低产品整个生命周期中对环境影响,实现节能节材、低碳减排,正逐渐成为深入企业的环保理念。

 

而在进一步加速落实“双碳”战略方面,一方面,今年6月份,中国家电协会启动了《中国家电行业实现碳达峰和碳中和行动方案》(以下简称“行动方案”)的研究工作。《行动方案》提出了我国家电行业碳减排的初步技术路径和行动计划,随着该方案进一步完善发布,将为家电企业的“减碳”工作提供重要指导意义。

 

另一方面,随着9月15日《基加利修正案》在我国正式生效,淘汰损耗臭氧层物质同时减排温室气体,不使用破坏温室气体的化学品做替代制冷剂和发泡剂,是我国的国际环保履约要求,也是作为制造大国的中国家电产业的时代担当和社会责任。在此方面,以空调器制冷剂替代技术R290的研究应用为参考,中国家电网从生态环境部对外合作与交流中心了解到,2010-2020年在多边基金的支持下,我国实现了31条房间空调器生产线的改造,其中23条采用R290技术,8条采用R410a技术,并改造7条R290空调压缩机生产线。根据规划,未来5年,多边基金将支持12条房间空调器生产线的改造,3条家用热泵热水器生产线改造和4条房间空调器压缩机生产线改造为R290技术,不再支持R410a产线改造。

 

在R290应用的探索路上,拥有十多年研发经验的GMCC方面表示,以R290独立压缩二代压缩机为代表的高性能产品将为下游空调整机厂商提供高效可靠的能效升级解决方案。“不仅是空调领域,高稳定性、大容量、宽背压的R290轻商用冰箱压缩机及R290低温冷柜用压缩机,同样满足市场‘绿色低碳’发展需求”,GMCC相关负责人称。另外,R290热泵热水器压缩机经过滑片氮化铬处理,轴承增加环形槽等设计增强可靠性,其出水温度一般达到65℃,在冬季也能达到55℃。此外,除湿机、干衣机等同样也是R290技术的应用载体。

 

R290环保冷媒技术不断推新基础上,GMCC还研究开发出旋转式+往复式滑片腔的高能效、高能力新型滑片式压缩机技术,据介绍,在碳排放方面,若按照GMCC每年8500万台的产销量计算,使用该技术后,一年能够减排430万吨二氧化碳,切实助力国家双碳战略的落地实施。“这项技术可全面覆盖制冷空调领域及热泵、冷冻冷藏等领域的产品,助力提升我国制冷行业整体能效水平。”

 

“双碳战略下,对于家电企业来说,合理利用低碳能源技术,降低能源管控对生产、生活的影响成为重中之重”,四季沐歌相关负责人称,在此方面,四季沐歌基于“太阳能(000591,股吧)+”和“热泵+”双核低碳战略搭配清洁能源智耦操作系统CAS+。通过PC+微信小程序+App全端推动,可以为用户提供可视化展示、能源检测、故障诊断、能源管理等,从而达到碳计量减少14%,节省17%费用的效能。

 

当然,就像各家电上下游企业、行业技术专家们向记者所强调的,“双碳”目标带来的能源革命虽是一个万亿级的市场,但仍需要每一个行业内的每一家企业不断摸索、不断创新,来寻找到适合本行业的最佳路径。

 

“噪音控制”营造绿色舒适的家庭环境

 

绿色家电、绿色制造不仅仅体现在节能节水、低碳减排方面,噪声控制及声品质提升同样对整个家电产业的绿色、品质发展有着极大推动作用。

 

根据中国家用电器协会数据,“十三五”期间,主要家电产品的噪音控制水平持续提高,市场上较为先进的冰箱噪声声功率已达到32-38dBA之间,分体挂机空调的噪声声压级普遍达到35dBA。

 

“家电企业在噪声控制上做了大量工作”,前文家电行业分析人士向记者分析指出,目前主要家电企业及关键零部件企业均建立起了完备的噪声研究开发环境,大多数企业均建有全/半消音室,有些头部企业甚至建立了更加完备的带工况的精密级消音室。同时,家电设计越来越多的引入汽车等行业广泛应用的计算机仿真技术来开展噪声研究,也正取得不错的进展。

 

比如,美的冰箱事业部负责噪声控制的研究人员陈千一通过相关声学仿真计算对封闭环境中T型声学共振腔的噪声控制进行研究后,首次将T型共振腔这种吸声结构应用于家电产品的噪声控制,如应用在冰箱压机舱中,设计两根720 Hz的T型共振腔,在650-750Hz的目标频段可实现降噪6.1dB效果。应用在吸油烟机上,在470-585 Hz的目标频段可降噪3.3dB。

 

A.O.史密斯通过创新研发的专利消音科技和三维立体降噪系统,实现源头降噪、专利主动消音、阻隔噪音于一体,并在进风风道结构、燃烧仓隔音、排烟系统关键部件实现了突破性创新,A.O.史密斯(中国)市场副总经理张晖告诉记者,搭载该降噪系统技术的A.O.史密斯1级静音零冷水燃气热水器可将噪音值降至43分贝以下。“43分贝以下到底有多安静?就像在图书馆,安静到可以听见指尖划过书页的哗啦声;在乡野深夜,安静到可以听见风吹过枝头时的簌簌。”

 

无疑,当“噪音污染”逐渐与空气污染、水污染并列成为“三大污染”,构建绿色声环境,加大对家用电器噪声控制及声品质提升技术的研发已经刻不容缓。包括对噪声源、噪声频谱、噪声传递路径、噪声评价等进行深入研究,不断改进降噪技术,提升生产工艺,以及在声品质提升方面的诸多探索都需要提上的日程。

 

“绿色发展”是家电行业、家电企业必须回答重大课题,解决好了既为全球的可持续发展做出了贡献,也为自身发展赢得了空间和未来。

 

文章来源:中国家电网

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