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1、27美国能源之星紧凑型荧光灯标准研究李为军(国家电光源质量监督检验中心(上海)国家灯具质量监督检验中心上海时代之光照明电器有限公司,上海 200233)摘要分析比较了美国能源之星紧凑型荧光灯适用规范 CFLs-4.0 在能效、性能指标、包装要求上与我国现行紧凑型荧光灯国家标准的差异性;指出能源之星标准整体上领先于我国现行国家标准。关键词紧凑型荧光灯能源之星能效标准Study on ENERGY STAR Program Requirementsfor Compact Fluorescent LampsLi Weijun(National Center of Supervision Inspec
2、tion on Electic Light Source Quality(Shanghai),China National LightingFitting Quality Supervision Testing Center(CLTC),Shanghai Alpha Lighting Equipment Testing Ltd(SALT),Shanghai 200233)Abstract:The article introduces American ENERGY STAR Program Requirements and Criteria for CFLs-Version4.0,and an
3、alyses the different between the ENERGY STAR requirements and our national standards for CFLs inenergy efficacy,performance parameters and package instructions,points out that ENERY STAR Criteria are ahead ofour national standards on the wholeKey words:Compact Fluorescent Lamp;Energy Star;Energy eff
4、icacy;Standard前言目前,能源与环境问题越来越为国际社会所关注,逐步淘汰白炽灯、推广节能灯已成为节能减排的重要措施之一。许多国家纷纷制定政策及标准来保障节能灯的能效水平,禁止高能耗的产品在本国市场上销售。例如,为持续推动节能计划,美国于 2008 年3 月 7 日出台了新的紧凑型荧光灯能源之星适用规范 CFLs-4.0 版本,用来替代 2004 年 1 月 1 日生效的CFLs-3.0 版本;欧盟于 2009 年 9 月 1 日起分阶段开始执行紧凑型荧光灯的生态设计的第 244/2009/EC号法规。由于我国是全球节能灯生产大国,美国和欧洲是主要的出口市场,了解和跟踪有关国家的产品
5、政策及标准动态对国内出口型企业是十分必要的。本文着重分析现行有效的美国能源之星紧凑型荧光灯适用规范 CFLs-4.0 版本与我国现行的紧凑型荧光灯标准在能效、性能指标及包装要求上的异同点。在解读能源之星标准的同时,对我国有关标准今后的制修订具有一定参考价值。1能源之星与我国标准对 CFL 产品要求的差异性分析1.1产品覆盖范围美国能源之星紧凑型荧光灯适用规范 CFLs-4.0版本于 2008 年 3 月 7 日生效,用来替换 2004 年 1 月1 日生效的 CFLs-3.0 版本。新的 CFLs 4.0 版本较期CFLs 3.0 版本在产品覆盖范围的分类上更加细化。CFLs 4.0 版的产品
6、范围为:裸管(固定输出)、裸管(可在 2 级或 3 级调光)、带罩的(无反射器)和室外用反射型/凹筒型/室内用反射型的 CFL。能源之星CFLs-4.0 涵盖了对自镇流紧凑型荧光灯和灯系统的要求,包括:(1)带有集成电子镇流器的中等螺口灯头或烛形螺口灯头的 CFL;(2)最大直径 9in 的环形灯和方形灯(最大边长为 8in,带有经过测试的并与灯管一起包装的电子镇流器);(3)带有集成电子镇流器的中等螺口灯头或烛形螺口灯头的荧光灯,在其裸的灯管上有半透明的灯罩,灯罩可为球状、子弹状、鱼雷状或其他形状;(4)带有集成电子镇流器的 中 等 螺口灯 头的CFL,有开放或封闭式的反射器。这种灯主要用来
7、替换宽光束的反射型白炽灯。我国国家标准 GB/T 17263 2002普通照明用自镇流荧光灯 性能要求 的适用范围是额定电压220V、频率 50Hz 交流电源、标称功率 5 60W、采用螺口灯头或卡口灯头、在家庭和类似场合用于普通照明的、把控制启动和稳定燃点部件集成一体的自镇流荧光灯;不适用于带罩的自镇流荧光灯。所以,从标准对产品的覆盖范围来看,我国国家标准覆盖范围过小。随着社会的发展和人们对照明产品要求的提高,节能灯种类将日趋多样化,我国相关标准应及时扩大产品的覆盖范围。1.2能效要求与能源之星 CFLs 3.0 版相比,现行的 CFLs 4.0 版在能效要求(见表 1)上有所提升,并对规格
8、种类进行了细分。例如,CFLs 4.0 版要求 11W 裸灯的最低能效为 55 lm/W,比 CFLs 3.0 要求的 45 lm/W 提高了近 22%;CFLs 4.0 版分别对中等型号螺口灯头(E26)和烛形螺口灯头(E12)的荧光灯作了能效限定,而 CFLs 3.0 没有对灯头分类。我国的中华人民共和国实行能源效率标识的产品目录(第三批)及相关产品实施规则要求,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照明产品均须粘贴能效标识,低于能效等级3 级 的 产 品 均 不 得 在 中 国 生 产、销 售、进 口。GB19044 2003普通照明用自镇流荧光灯能效限定
9、值及能效等级 给出了自镇流荧光灯能效等级的判定标准,其中 1 级能效最高,各级的初始光效值应不低于表 2 中的规定。表 1能源之星 CFLs-4.0 版规定的最低能效灯构型灯功率P(W)最低能效(基于初始流明)(lm/W)中等螺口灯头 烛形螺口灯头裸管(固定输出)P 1010P 15P155055655055NA裸管(可 2 级/3 级调光)P 15P15506050NA带罩(无反射器)P77 P 1515P 25P25404550603545NANA室外反射型/凹筒型/室内反射型P 20P203340NA表 2我国自镇流荧光灯的能效等级规定标称功率(W)初始光效(lm/W)能效等级(色调:R
10、R,RZ)能效等级(色调:RL,RB,RN,RD)1231235 85446365850409 1462544466584815 2469615173655525 60756757787060对比表 1 和表 2 看出,美国能源之星对于不同应用类型的产品(如裸管型、带涂层型、球形、室外发射型、凹筒型/室内发射型 CFL)有不同的能效指标要求;而我国现行标准中仅对裸管自镇流荧光灯给出了能效考核指标。在能效限定要求上,美国能源之星CFLs-4.0 版的要求整体高于我国国家标准,在某些功率上甚至高于我国 2 级能效要求。例如,以某款15W 的 RR 色、有固定光输出的裸管 CFL 为例,按能源之星
11、CFLs-4.0 的标准,最低能效应达到 65 lm/W,该能效要求比我国标准的 2 级能效限值 61 lm/W 还要高 4 lm/W。1.3性能要求李为军:美国能源之星紧凑型荧光灯标准研究29表 3 为美国能源之星 CFLs-4.0 和我国国家标准对 CFL 的性能要求对照表。从表中看出,能源之星CFLs-4.0 对功率因数、上升时间、启动时间、工作频率、颜色特性、光通维持率、平均额定寿命、快速循环压力测试、汞含量、电磁干扰、瞬态保护等指标提出了要求。其中,瞬时保护和工作频率为自行认证项目,其余参数除汞含量外均要求在 NVLAP(美国国家自愿实验室认可组织)、A2LA(美国实验室认可协会)或
12、指定体系认可的实验室进行检测。我国现行节能灯国家标准对功率因数、上升时间、启动时间、颜色特性、光通维持率、平均额定寿命、谐波、初始光效/光通量共 9 个指标有相应的要求,对能源之星要求的快速循环压力测试、电磁干扰和瞬态保护没作规定。而我国标准要求的谐波指标在美国能源之星 CFLs-4.0 中没有明确要求。表 3能源之星 CFLs-4.0 和我国国家标准对 CFL 的性能要求对照表性能指标能源之星 CFLs-4.0参数要求实验室要求GB/T 17263 2002功率因数 0.50NVLAP 或 A2LA 认可实验室在额定电压和频率下工作时,实际功率因数不得比标称值低 0.05。上升时间裸灯(无汞
13、齐):1min裸灯(含汞齐)、罩灯、室外反射型灯:3minNVLAP 或 A2LA 认可实验室3min(参考值,不考核)启动时间 1sNVLAP 或 A2LA 认可实验室电感式:10s,电子式:4s工作频率40.0kHz自行认证(1)NA颜色特性必须标识 CCT 为 2 700K、3 000K、3 500K、4 100K、5000K 或 6 500K 中的一种,至少测试的 10 个样品中的 9 个在 100h 老炼后的 CCT 落在 7 步麦克亚当色椭圆范围之内;色品容差7;10 个测试样本的 CRI平均值大于 80.0,且不超过 2 个样品的显色指数小于 77.0NVLAP 认可实验室色品容
14、差5;不同色调有不同的 CRI 要求,但一般要求 CRI 不得比规定的 RR/RZ80、RL/RB82、RN/RD84 低 3 个数值光通维持率1000h 时:90%;40%额定寿命时:80%,且 10个样品中不超过 3 个的流明输出小于 75%NVLAP 认 可 的 实验室燃点 2 000h 时:80%平均额定寿命6 000h;对所有 E26 中等螺口 CFL 灯8 000h(必须完成包装上申明的额定寿命测试)NVALP,A2LA,或ISO9000 认可实验室或机构)6 000h快速循环压力测试循环时间为开、关各 5min。灯应在额定寿命期内每2h 循环一次,须至少 6 个样品中的 5 个样
15、品满足或超过最低循环次数。(NVALP,A2LA,或ISO9000 认可实验室或机构)NA汞含量P 25W:5mg/灯;25WP40W:6mg/灯NANA电磁干扰符合 FCC 47 CFR 中第 2 章,第 18 章(设备授权)和Part 18(技术标准和发射限制)对消费者射频照明设备的要求和限制列于 FCC 官方工程和 科 技 网 上 且 被NVLAP 或 A2LA 认可的 FCC 实验室或制造商实验室NA瞬时保护按 ANSI/IEEE C62.41 的 A 类规定试验,7 次冲击中有 1 次失败,即不合格自行认证(1)NA谐波NANA电源电流的总谐波含量3%初始光效/光通量不同类型产品对应
16、不同的初始光效值(见表 1)NA见表 2注:(1)自行认证即生产商符合要求的声明。对于自我认证需要的数据,生产商可使用自己设备直接获得的数据,这些检测设备不需要得到NVLAP 或 A2LA 等指定机构认可。期1.3.1功率因数能源之星标准规定受试的 10 个样品的功率因数平均值须大于 0.50。我国国家标准 GB/T 17263 2002 要求自镇流荧光灯在额定电压和频率下工作时,其实际功率因数不得比制造商的标称值低 0.05。这就是说,如果一只制造商标称功率因数为 0.5 的灯,实测功率因数平均值等于 0.45,依据我国国标可判定为合格;而按照美国能源之星对 CFL 的要求,则属于不合格产品
17、。可见,能源之星对功率因数的要求更加严格。1.3.2上升时间能源之星规定,对于裸灯(无汞齐),受试的 10个样品上升时间的平均值必须小于 1min;对于裸灯(含汞齐)、罩灯、室外反射器,受试的 10 个样品上升时间的平均值必须小于 3min,而且规定制造商必须指明该产品是否包含有汞齐。我国国标 GB/T 17262 2002 规定上升时间小于 3min,但对此参数只作为参考量,不做考核要求。另外,能源之星规定必须使用 NVLAP 或 A2LA 认可的实验室进行上升时间的检测。所以,我国标准在 CFL 的上升时间要求上要比美国能源之星宽松许多。1.3.3启动时间能源之星标准要求 10 个测试样品
18、的启动时间平均值应小于 1s,必须在 NVLAP 或 A2LA 认可的实验室进行检测。我国标准只要求电感式:10s,电子式:4s。国标的要求比能源之星低得多。1.3.4颜色特性美国能源之星 CFLs-4.0 规范要求 10 个测试样品的显色指数平均值必须大于 80.0,并且不得有超过 2个样品的显色指数低于 77.0,色品容差7。而我国针对不同色调灯有不同的显色性指标要求,但一般要求显色指数不得比标准规定的 RR/RZ:80、RL/RB:82、RN/RD84 低 3 个数值,且色品容差 5。整体上,我国对颜色特性的要求高于能源之星 CFLs-4.0。1.3.5光通维持率能源之星 CFLs-4.
19、0 版 本对 光 通 维 持 率 要 求:1 000h额定寿命下的平均维持率必须大于初始值(100h 老炼)的 90%;40%额定寿命时的平均流明维持率必须大于初始值(100h 老炼)的 80%,不超过 3个样品的流明输出小于 75%。我国相应标准规定灯在燃点 2 000h 时,其光通量维持率不得低于 80%。技术指标要求上明显高于我国现行国家标准所规定的要求。1.3.6平均额定寿命在平均额定寿命要求上,我国国标也较能源之星标准偏低。能源之星要求受测的 10 个样品平均额定寿命不低于 6 000h,对所有 E26 中等螺口 CFL 灯,平均额定寿命不低于 8 000h。我国国标 GB/T 17
20、262 2002 和 GB/T 17263 2002 对寿命的要求是额定平均寿命不低于 6 000h。对寿命测试中的具体环境条件和操作周期规范的要求也有差异。在 GB/T 17263 2002 里,寿命试验应该在 15 40 的环境中进行,应避免通风过大、不使灯受到强烈振动和冲击;试验时,灯每燃点 24h应关闭 8 次,关闭时间应为 10 15min,接通时间至少应为 10min。而能源之星要求寿命测试的环境温度为 15 35,如果温度范围超过此温度,测试应终止;操作周期上要求 180min 开、20min 关。1.3.7汞含量在汞含量限制上,美国要求比较严格,而且按照功率水平有不同的汞含量指
21、标:P 25W 时汞含量5mg/灯;25WP40W 时汞含量6mg/灯。在我国自镇流国家标准中没有关于汞含量的规定,只是在行业标准 HJ/T 230环境标志产品技术要求 节能灯中规定汞含量限量为 10 mg/灯,比美国能源之星的限值高出许多。1.4包装要求美国能源之星 CFLs-4.0 规定 CFL 产品包装须含有下列信息:(1)型号;(2)瓦特数;(3)光输出(必须为 100h 平均值);(4)平均额定寿命;(5)色温或颜色描述。对于 CCT 品质保证要求;(6)质保(基于应用类型和标准平均小时/天)。产品包装上必须声明“质保”或“有限质保”,并含有方便顾客投诉的 800 电话或邮件地址、网
22、址。对于家用产品,质保和有限质保声明须不低于 24 个月或 2年(每日使用时间不少于 3h);对于商用产品,质保和有限质保声明须不低于 12 个月或 1 年;(7)CFL 白炽灯等效性(如果被要求);(8)启动温度。包装上必须声明使用的最低启动温度或位置,启动时间要满足 ANSI C78.5 4.7 条的规定;(9)电磁干扰;(10)不兼容控制和应用例外。灯管包装上必须李为军:美国能源之星紧凑型荧光灯标准研究31清晰声明任何已知的与光控制器、调光器或定时装置的不兼容性,以及具体的应用例外(例如:不宜用 CFL的设备);(11)汞标签。对汞含量的标识要求必须包括以下内容:一个圆圈里带有 Hg 标
23、志的符号;“灯含有汞”;wwwepagov/bulbrecycling,或wwwlamprecycle org 以及其他到 EPA 网站的链接;(12)语言:仅用英文或英文和其他语言,将在加拿大销售的产品必须包含有英文和法文。我国的标准 GB 19044 中没有提出产品信息标识的有关内容。GB/T 17263 2002 的第 8 条中规定了灯上和产品包装盒、包装箱上应标识的信息和语言,主要有产品型号、额定电压和频率、标称功率及有关特性参数、制造商名称、厂家地址。与能源之星的包装要求相比,我国标准缺乏质保、应用例外、含汞标识等方面的规定,在信息的全面性和对消费者的指导性上与能源之星标准存在明显差
24、距。2小结美国能源之星现行的 CFLs-4.0 规范对紧凑型荧光灯适用标准在性能要求、能效考核指标及包装要求上均领先于我国现行国家标准,这对我国节能灯照明产品出口美国提出很大的挑战,也为照明产品检测机构的把关和服务工作提出了新的要求。对出口企业来说,应提高技术水平,改进生产工艺,提升产品能效。对检测机构来说,应深入了解“能源之星”照明产品认证的相关指令、政策和检测标准规范,建立相应的检测平台,必要时为企业开展能源之星标准宣贯,让企业及时了解国外标准动态,减轻因标准差异带来的贸易壁垒。参考文献1 GB/T 17263 2002 普通照明用自镇流荧光灯 性能要求S2 GB/T 17262 2002
25、 单端荧光灯 性能要求S3 GB 19044 2003 普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级S4 ENERGY STAR Program Requirements and Criteria for CFLs-Version 4.0 Final Version-March 7,2008 S5 ENERGY STAR Program Requirements and Criteria for CFLs-Version 3.0-Oct 30,2003S6 ANSI C 78.5 2003 电灯 荧光自镇流灯 性能指南S7 HJ/T 230 2006 环境标志产品技术要求 节能灯S资 料 征 订
26、资料名称单价电光源实用手册118 元/册光源原理与设计(第二版)86 元/册绿色照明丛书190 元/套,7 册中国照明电器 2007 合订本;2008 合订本;2009 合订本180 元/册年全国陶瓷金卤灯技术研讨会 会议资料85 元/册太阳能光伏照明光源及其附件研讨会 会议资料200 元/套,2 册辐射光源与材料科技文献汇编150 元/册交通运输照明光源科技文献汇编70 元/册第三届全国电光源科技研讨会 会议资料230 元/套,2 册全国电光源材料科技研讨会 会议资料汇编(2004 年,2005 年)90 元/册;100 元/册全国电光源设备科技研讨会 会议资料(2004 年,2008 年)
27、80 元/册;95 元/册消毒杀菌紫外光源及装置技术资料汇编120 元/册霓虹灯、电子霓虹灯资料大全280 元/套,5 册中国长三角照明科技论坛论文集(2005 年)110 元/册节能型电感镇流器技术资料150 元/套,3 册节能型电感镇流器在节能灯具中的应用50 元/册反射型节能白炽灯技术资料专辑50 元/套,2 册普灯灯丝导线生产10 元/册电气照明设计50 元/册照明技术资料汇编(发光二极管、导光管、光纤、背光照明、液晶显示照明、硫灯、无极灯等)270 元/套,3 册节能荧光灯技术100 元/册汽车新型光源学术研讨会报告集、资料集80 元/套,2 册全国电光源材料科技研讨会 论文集、资料集(2009 年)180 元/套,2 册汞齐荧光灯的设计与工艺文集22 元/册第五届全国电光源科技研讨会论文集100 元/册新!金属卤化物灯技术与应用发展论坛 论文集100 元/册订阅办法:邮局汇款:北京市大北窑厂坡村甲 3 号中国照明电器杂志编辑部邮编:100022银行信汇:中国银行北京大北窑支行账号:344156025445国家轻工业照明电器信息中心电话:010 67709368
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