1、引言

热泵热水器由于与其他传统热水器比较，能效水平较高，是近年来响应国家节能减排政策主推的生活热水产品。据《2019年中国制冷空调产业发展白皮书》[1]显示，2019年全年热泵热水器内销量为95.8万台，是热水器市场四大细分品类（电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和热泵热水器）中唯一增长的产品。近年来，国家出台相关绿色节能政策，推动制冷行业高质量发展。2019年，国家发展改革委联合工信部和财政部等六部委联合发布《绿色高效制冷行动方案》，方案要求大幅提高制冷产品能效标准水平，强制淘汰低效制冷产品，主要制冷产品能效限值达到或者超过发达国家准入要求，一级能效达到国际领先水平。其中要求到2022年，热泵热水器产品能效提升20%。

2008年12月，GB/T 23137标准首次发布时，由于该类型产品在国内刚刚起步，标准研究的技术条件和市场环境还不成熟。而随着该类产品进入到CCC强制认证产品目录，相关的国家强制能效标准于2013年公布，原有的产品标准已经不能体现现阶段的国内行业水平，特别是能效水平，原有的“单点法”测试已经与现阶段行业流行的全年综合能源消耗效率评价不相匹配。综合以上内容，使得GB/T 23137标准的修订迫在眉睫。2020年4月28日GB/T 23137-2020正式发布，该标准将于2021年11月1日正式实施，新标准从术语和定义、产品分类、技术要求[2]、试验方法[3]、检验规则、标志[4]等方面进行了修订，主要对于热泵制热量、热水储存性能、噪声等产品主要性能指标的试验方法进行了完善。

2、重点内容解读

2.1 术语和定义

新版标准在术语和定义部分做了很大的调整，增加了全年平均热泵制热量（AC）、全年平均热泵制热耗电量（AP）、全年能源消耗效率（APF）三个概念。在原名义工况的基础上，增加高温、最小运行、自动除霜、低温运行工况测试，计算全年能源消耗效率，代替原单工况点的COP计算，使能效评价更贴近实际使用情况。

2.2 产品分类

随着能效要求的不断提升，变频技术，如高效变频压缩机、直流调速风机等也广泛运用于热泵热水器产品上。因此，在新版标准修订时，产品分类中增加了按压缩机控制方式分类，分为转速一定型和转速可控型。

2.3 技术要求

新版标准从器具的结构、耐候性、气密和承压要求、性能、噪声、包装和运输等方面给出了热泵热水器的相关要求。针对新版标准，重点变化内容主要集中在性能、噪声等内容上。在执行新版标准时，应重点关注如下内容：

（1）新版标准增加了高温制热、自动除霜、低温制热这三个工况下制热量的要求，要求其实测制热量均不应低于标称值的95%，并给出了高温制热消耗功率限值要求，针对高温制热消耗功率大小不同，分别给出了限值要求。

（2）新版标准首次在热泵热水器产品上提出全年能源消耗效率评价能效的方法，明确全年能源消耗效率（APF）的计算以南京地区为代表城市，并给出了空气源热泵热水器全年平均热泵制热性能要求，全年平均热泵制热量实测值不应小于标称值的95%，全年平均热泵制热消耗功率实测值不应大于标称值的110%，全年能源消耗效率（APF）实测值应不低于表1规定的数值，并不应低于标称值的95%。

（3）保温性能是热泵热水器的一项重要性能指标，针对储水箱容量不同，分别给出保温时间的要求，新标准在修订时，将水箱容量进一步细化，不同容量细分，对应的保温时间也不相同，并提升了保温时长，详见表2和表3对于新旧版本保温性能要求的对比。

（4）噪声是消费者关注度较高的一项重要性能指标，针对热泵热水器制热水能力的不同给出不同的噪声限定值。新版标准根据家用机市场分类特点，取消制热水能力300L/h以上的限值要求，仅规定了制热水能力在300L/h产品的噪声限定值，并将噪声限定值的指标值大幅降低，使得噪声要求更严格（新旧版本噪声限定值对照见表4和表5），新版标准除给出空气源热泵热水器的噪声限定值外，还给出了水源热泵热水器的噪声限定值，详见表6。

（5）新版标准要求包装在经历振动和跌落试验后，增加气密性和噪声的相关考核，需满足本标准的相关部分要求。

2.3 技术要求

新版标准从器具的结构、耐候性、气密和承压要求、性能、噪声、包装和运输等方面给出了热泵热水器的相关要求。针对新版标准，重点变化内容主要集中在性能、噪声等内容上。在执行新版标准时，应重点关注如下内容：

（1）新版标准增加了高温制热、自动除霜、低温制热这三个工况下制热量的要求，要求其实测制热量均不应低于标称值的95%，并给出了高温制热消耗功率限值要求，针对高温制热消耗功率大小不同，分别给出了限值要求。

（2）新版标准首次在热泵热水器产品上提出全年能源消耗效率评价能效的方法，明确全年能源消耗效率（APF）的计算以南京地区为代表城市，并给出了空气源热泵热水器全年平均热泵制热性能要求，全年平均热泵制热量实测值不应小于标称值的95%，全年平均热泵制热消耗功率实测值不应大于标称值的110%，全年能源消耗效率（APF）实测值应不低于表1规定的数值，并不应低于标称值的95%。

（3）保温性能是热泵热水器的一项重要性能指标，针对储水箱容量不同，分别给出保温时间的要求，新标准在修订时，将水箱容量进一步细化，不同容量细分，对应的保温时间也不相同，并提升了保温时长，详见表2和表3对于新旧版本保温性能要求的对比。

（4）噪声是消费者关注度较高的一项重要性能指标，针对热泵热水器制热水能力的不同给出不同的噪声限定值。新版标准根据家用机市场分类特点，取消制热水能力300L/h以上的限值要求，仅规定了制热水能力在300L/h产品的噪声限定值，并将噪声限定值的指标值大幅降低，使得噪声要求更严格（新旧版本噪声限定值对照见表4和表5），新版标准除给出空气源热泵热水器的噪声限定值外，还给出了水源热泵热水器的噪声限定值，详见表6。

（5）新版标准要求包装在经历振动和跌落试验后，增加气密性和噪声的相关考核，需满足本标准的相关部分要求。

2.4 试验方法

新版标准在试验方法上的变化一方面是完善已有的测试方法，另一方面则是增加新增测试项目的测试方法。

2.4.1 取消对于温度计套管部分的要求

新版标准取消了测量规定中对于温度计套管部分的要求；明确环境干、湿球温度按照GB/T 7725规定的方法测量[5]。

2.4.2 水箱压力试验增加描述

对水箱压力试验增加描述，水压以0.13MPa/s的速率增至规定值并保持5min。

2.4.3 热泵制热量试验

（1）新版标准明确了带有水箱的热泵热水器，水箱和主机在同一个环境温度下进行该试验。

（2）考虑到化霜等操作而出现的非稳态运行情况，增加附录B非稳态制热量的试验方法。

①试验周期

试验在无电辅热参与的情况下进行，工况稳定后，手动或者自动进行一次化霜10min，之后进入平衡运行阶段60min，开始采集数据，运行3h或者三个完整的化霜周期，取较短者，结束数据采集。非稳态制热量有以下几种可能的情况：

a.若3h内无自动化霜，则计算采集数据3h内的平均制热量。

b.若3h内没有一个完整的自动化霜周期，则计算采集数据3h内的平均制热量。

c.若3h内分别有1个、2个、3个完整的自动化霜周期，则分别按照1个、2个、3个化霜周期计算平均制热量。②非稳态热泵制热的读数允差要求如表7。

（3）对于静态加热式产品，增加了附录C的水箱内水温的测试方法。

出水温度是热泵热水器性能测试的一项关键指标，制热量、制热水能力、保温性能等试验均需要考核出水温度，为了确保正确测量出出水温度，降低测试过程中对试验结果的影响，新标准给出了静态加热式热泵热水器水箱内水温的测试方法。为了确保加热后箱内温度的均匀性，静态加热式热水器在加热完成后需要进行混水，标准中给出了水箱外混水系统的具体要求：

①根据水箱容量不同，分别给出测试流量、循环时间及判定时间，当判定时间内温度波动不大于±0.1℃时，认为水温均匀；

②规定了管路和泵材质、连接管路管径的具体要求[6]，以确保测试中热损耗的一致性；

③给出了混水系统热损耗补偿的标定及混水系统附加误差的计算方法[7]，当大于一定值时，需对测得的水温进行修正。

通过给出统一的水温测试方法，采用统一的测试工装和操作方法，提高测试的准确性。

2.4.4 空气源热泵热水器全年能源消耗效率试验和计算方法

新版标准以附录的形式给出了空气源热泵热水器全年能源消耗效率（APF）的计算方法，APF计算与实测工况点、气候分布、时间分布、各气候分布发生时间以及辅助装置功率等因素有关。实测工况点为高温工况、名义工况、最小运行工况、自动除霜工况、低温运行工况等共5个工况，其中自动除霜工况和低温运行工况可实测也可按照经验公式计算获得，详见表8所示。以南京气候为典型气候，分别给出环境温度、进水温度和各温度发生的时间条件，通过插值计算获得其他工况条件的制热量和COP值。

需要注意的是，辅助装置耗电量需要制造商宣称给出，即制造商需要宣称每个气候分布下辅助装置的功率值（详见表9），按照1.3倍的损失系数计算获得辅助装置的年耗电量。

2.4.5 噪声试验

新版标准针对噪声测点位置也进行了细化[8]，针对不同结构形式、不同出风方式的热泵热水器，给出了具体的测点位置，详见图1至图5。

图1 整体落地式侧出风测点位置

图2 整体落地式顶出风测点位置

图3 整体壁挂式和壁挂式水箱（带运动部件）测点位置

图4 分体式外机测点位置

图5 分体落地式水箱（带运动部件）测点位置

2.5 其他注意事项

新版标准取消了《以CO2为制冷剂的热泵热水器》的资料性附录。原因是该部分已经单独编制国家标准GB/T 38734-2020《以CO2为制冷剂的热泵热水器技术要求和试验方法》。

3、结束语

热泵热水器一直是热水器行业能效水平较高的产品，GB/T 23137-2020标准的发布，首次将全年能源消耗效率（APF）引入热泵热水行业，通过多工况点来表示热泵热水器的能效，与单点相比更接近用户的实际使用，能够更全面地反应产品的能效。用户端的负荷随时间、地域、使用习惯而变化，要求热泵热水器在较宽的使用条件范围都具有较高的调节功能，实现优化控制。本次修订尽量与国际相关标准接轨，但也充分考虑了国内实际情况和发展水平的原则，保留了“混水法”进行能效相关测试，规定了混水系统的结构组成和规格参数，改变了企业间由于原有混水装置的差异而导致能效测试数据一致性较差的状况。本次修订在热水储存性能、噪声等试验项目上也进行了相应调整和细化，使修订后的标准继续保持先进性和可操作性。

本文对GB/T 23137新版标准与旧版的差异进行解读，为从业人员更好地理解新标准提供支持。新标准的起草为制定下一版能效标准提供了重要依据和修订方向，对于推动我国空气源热水行业的发展、提升行业整体竞争力具有重要意义。

由于在该新版标准发布和实施时，能效标准GB 29541《热泵热水机（器）能效限定值及能效等级》还未进行对应修订，因此内容上存在差异，COP和APF两套能效评价系统还要并行使用一段时间。在此期间，企业需要尽快完成产品标准GB/T 23137的版本切换，提高产品竞争力；行业监管和标准制订单位也需要积极配合，尽快启动新版能效标准的修订工作，最终实现能效评价方法的统一和整个行业的提升。

本文作者

中家院（北京）检测认证有限公司 张子祺 杨双 吴晓丽

中国家用电器研究院 李欣

参考文献

[1] 中国制冷空调工业协会, 产业在线. 2019年中国制冷空调产业发展白皮书[R]. 2019.

[2] GB/T 9237, 制冷系统及热泵 安全与环境要求[S].

[3] 王晓剑, 樊承东, 郭强, 曹冠忠, 王圣贤. 初始加热水温对商用循环式热泵机组性能影响的比对分析[J]. 家电科技, 2019(03): 106-108.

[4] GB/T 1019, 家用和类似用途电器包装通则[S].

[5] GB/T 7725, 房间空气调节器[S].

[6] GB/T 2624, 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量(所有部分)[S].

[7] 张子祺, 杨双, 蔡宁, 王志坤. 便携式冷水热泵机组性能测试装置能效测量不确定度评定的研究[J]. 家电科技, 2019(04): 64-67, 71.

[8] GB/T 3785.1-2010, 电声学 声级计 第1部分：规范[S].

来源：《家电科技》2020年第六期