国家首份家用热水器产业技术路线图发布

    据了解，家用热水器技术路线图的编制工作于2012年2月开始启动。中国家用电器协会成立了家用热水器技术路线图编制工作组，先后召开3次专家组会议，并成立电热组、热泵组和太阳能组3个专业组，明确了路线图编制的目的、边界范围、关键时间节点和路线图结构，并就产业目标、技术瓶颈、研发路径和重点项目等路线图重点内容深入讨论。初稿在行业内举行了三轮书面意见征询后，2012年10月22日，中国家用电器协会在北京召开专业热水器编制工作组长会议，完成了《中国家用热水器产业技术路线图》（2012年版）的定稿工作。此次发布的家用热水器技术路线图为第一稿，以后还将继续修订。
    总体目标：环保高效，舒适安全 
    家用热水器技术路线图涵盖的产品范围为家用热水器，包括储水式电热水器、快热式热水器、热泵热水器、太阳能热水系统及组合能源式热水器。产品范围分别依上述几类产品的有关标准GB4706.12-2006、GB/T20289-2006、GB/T23137-2008、GB4706.11-2008、GBT19141-2011和GB26969-2011来定义。研究内容涵盖社会和市场需求分析、产业目标分析、技术瓶颈分析、研发需求分析、技术路线图制定等。其中，产业目标、技术瓶颈以及研发需求是该路线图的重点内容。 
    中国家用电器协会通过此次家用热水器技术路线图指出，中国经济与社会发展将进入转型的关键期，热水器产业将面临越来越严酷的挑战，包括愈加严格的能效效率、化学品减排、资源可持续发展以及有害物质控制等技术法规和标准要求。家用热水器行业，节能减排有两个重点方向：一是提高电热水器的能源效率；二是推动热泵热水器、太阳能热水器及组合能源产品等可再生能源、新能源产品的发展，实现产品的规范和升级。 
    家用热水器技术路线图指出，在“十一五”到“十二五”期间，热水器产业升级的市场需求主要表现在节能、全天候使用、洗浴舒适性、建筑一体化、安全可靠、智能生活及卫生健康等。 
    此次家用热水器技术路线图将家用热水器产业的具体研发目标及方向分为安全可靠、能源效率、低碳环保、舒适健康、产品结构升级、建筑一体化以及智能化七大领域。其中，安全可靠要求主要体现为，储水式电热水器需符合GB4706.12附录AA。能源效率方面的目标为，到2015年，实现储水式电热水器能效标准的更新升级，热泵热水器采用新能效标准并推进能效2级以上产品的市场占比，家用太阳能热水系统能效标准更新升级；低碳环保则体现在化学品减排、资源可持续以及有害物质控制3个方面；舒适健康对于3类热水器的要求主要体现在水质改善功能，提高热水输出率、舒适度以及恒温出水等方面；产品结构升级目标为到2015年，30%的储水式电热水器具有速热功能，到2020年，75%的产品具备速热功能，太阳能热水器向集成化、标准化、模块化方向发展；建筑一体化目标为到2015年，制定整机尺寸标准化方案，到2020年，形成建筑安装尺寸标准，实现余热回收的预装等；智能化目标则体现为不断推广人工智能控制技术，使远程控制、物联网功能普及率提高。
  对于家用热水器产业面临的技术瓶颈，三类热水器的共性问题主要表现在承压内胆技术、防腐阻垢技术、水质研究、低导热绝热技术、余热回收技术、多能源组合技术、安全控制系统技术、低能耗控制系统技术、建筑一体化以及热水输出率提升技术几个方面。此外，三类热水器还分别有各自特有的技术瓶颈需要分别攻克。 
    在阐述了三大类热水器的共性技术和发展趋势后，家用热水器技术路线图就电热水器、热泵热水器以及太阳能热水器分别对各自产业目标、技术瓶颈、研发路径和重点项目等进行详细说明，并以2012年（现有基准）、2015年、2020年3个时间节点进行具体目标分析。
   电热水器技术路线图 
    电热水器的研发需求包括安全可靠、节能、低碳环保、舒适健康、产品结构升级、建筑一体化以及智能化七个方面。 
    安全可靠的研发主要从用电安全、安装安全以及使用安全三个方面规划。在用电安全方面，2012年，水箱漏电防护技术以GB4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全储水式电热水器的特殊要求》为现有基准，研发目标是到2015年使50%的产品满足标准附录AA要求，到2020年，80%的产品满足标准附录AA要求；作为二类电器的电热水器技术将在2015年进一步成熟，并在2020年得到推广应用；涉及电热水器防火要求及安装安全的电热水器安装标准GB4706.12-2006计划于2015年修订。在安装安全方面，除标准修订外，强调了壁挂安装建筑预留要求，目前是做到加固保护，计划到2020年能实现。在使用安全方面，提出将于2020年应用新的电热水器安全使用年限标准；内胆脉冲次数现有基准为10万次，目标是2015年达到16万次，2020年达到25万次；此外，还分别在维护保养、漏水自动保护、防烫伤控制技术以及与建筑一体化有关的排水系统方面提出要求。 
    节能方面的研发需求包括绝热技术、热水输出、加热系统、低能耗控制、热回收以及节水6个方面。其中，绝热技术的研发包括真空绝热材料（VIP真空绝热板）、其他新型绝热材料研究以及发泡及保温工艺优化三个方面。现有基准为能效1级能耗系数≤0.6，绝热材料导热系数为0.02W/(m•K)左右。到2015年，对电热水器能效标准进行修订，能效1级能耗系数≤0.55，整机绝热保温性能提高5%；到2020年，以一次能源使用效率为基础，修订能效标准，整机绝热保温性能在2015年的基础上再提高5%。目前能效1级产品热水输出率为70%，2015年将修订标准使其达到80%，2020年，以一次能源使用效率为基础，进一步修订能效标准。电热水器的加热系统也将通过新型除垢技术和加热技术及多能源技术的应用，进一步得到优化，通过程序进行低能耗控制将逐步普及。目前电热水器领域尚无热回收产品，根据规划，将通过进水温度提升技术研发，2015年热回收效率达到5%，2020年达到15%；与建筑一体化相结合，开展废热二次交换研究，制定相关标准。目前电热水器行业无任何节水方面的要求，此次提出开展节能技术研究，在不同水量情况下提升洗浴舒适度。 
    低碳环保的研究重点在发泡材料HCFC替代以及回收再利用技术这两个方面。通过新型发泡剂及混合发泡技术研究，到2015年,完成HCFC-141b的替代。
开展热水器拆解技术、发泡料回收处理技术及包装材料回收技术的研究，2015年参考欧盟WEEE指令规定的3R指标，制定相应标准，使家用电热水器的再生利用率不低于78%；到2020年，实施绿色设计，依据3R指标符合产品可再生利用率要求，拆解成本降低30%。 
    舒适健康的研发分为恒温、用水卫生、水质改善三大方面。产品结构升级领域研发要求则包括能源综合利用技术和热水量和加热速度两个领域。其中，热水量和加热速度现有基准为5%的储水热水器应具有速热功能，目标为到2015年将该比例提高到30%，到2020年进一步提高到75%。 
    建筑一体化方面主要分为热水器尺寸标准化、电路规范、水路规范、建筑结构以及工程配套5个方面。在尺寸标准化方面，目前电热水器行业对容积及挂架尺寸没有明确的要求，目标是到2015年，使储水箱容积系列化，相同容积产品的尺寸统一，对挂架尺寸和容积大小进行优选值推荐，到2020年进一步推广；在电路规范方面，目前容量和线径不能满足要求，计划到2015年保证4~6mm2，满足一般要求，到2020年，保证4~10mm2；在水路规范方面，目前水路不合理，水压不稳定，计划到2015年，实现水压不高于0.6MPa。此外，目前很多房屋没有地漏，计划到2015年，实现地漏合理的布局，厨房增加地漏。在工程配套方面，目前有余热回收类产品，但无热回收装置的预装，计划到2015年，热回收装置的预装达到5%，2020年达到15%。 
    智能化研发分为智能化技术和网络化技术两个方面进行。研发目标为到2015年，中高端产品具有人工智能控制，远程控制、智能电网功能普及率提高；配备稳定可靠的自动控制系统的太阳能热水器市场占比60%，控制系统提倡向多元化、功能齐全、安全稳定的方向发展。到2020年，50%的产品具有人工智能控制，远程控制、智能电网功能。

热泵热水器技术路线图 
    热泵热水器的研发方向包括安全可靠、关键零部件技术、舒适健康、节能、低碳环保、产品升级、建筑一体化以及智能化8个重点领域。 
    安全可靠方面的研发主要涉及适用于非正常使用环境的电安全防护技术、使用寿命（未包含CO2系统）及用水安全三个方面。其中，在使用寿命方面，将建立完善的热泵热水器评价方法，目标是2015年的产品使用寿命达到10年，2020年达到12年；内胆寿命评价中，脉冲次数由目前的10万次，2015年及2020年分别达到16万次及25万次；此外，对不同材质的内胆也有相应的要求，对于搪瓷内胆，主要考察耐沸水失重，不锈钢内胆主要考察材质，塑料内衬金属内胆主要考察抗热冲击性和耐热循环性，逐步完善塑料金属内胆的寿命评价方法，保证抗热冲击性和耐热冲击性能。对于内置热交换器的寿命评价，目前除了基本承压、循环耐压和气密性等现有指标，开展内置换热器表面结垢后对换热性能及系统寿命的影响，到2015年配置硬度为2.5mmol/L的硬水，热水器保持在最大功率进行加热，内胆水温控制在55℃±2℃，连续加热100h，盘管表面不应全部覆盖结垢，加热效率不低于95%，到2020年完善内置热交换器抗腐蚀性能评价及表面结垢对系统加热性能及使用寿命评估方法，确保热交换器12年使用寿命，且在使用寿命内性能衰减不低于90%。用水安全方面强调将努力杜绝制冷剂泄漏产生的水污染，并通过各种温度控制技术防止烫伤。
    热泵热水器涉及的关键零部件技术包括热泵热水器专用压缩机和换热器两个领域。热泵专用压缩机目前已开始建立寿命评价体系，新制冷剂专用压缩机（包含CO2压缩机）正处于开发中，计划到2015年完善热泵热水器专用压缩机的评价方法，完成新型制冷剂（包含CO2）的开发并批量生产以及完善热泵热水器专用压缩机的润滑、摩擦学研究，此外，热泵热水器专用压缩机在产品上的应用不低于80%；到2020年开发新型制冷剂（含CO2）专用压缩机,所有产品应用热泵热水器专用压缩机。换热器研发包括高效换热器及低成本换热器（微通道换热器、小管径铜管等）两个方向。 
    舒适健康方面的研发需求主要体现在用水卫生、噪声、即开即热和热水输出率4个方面。其中，噪声以及热水输出率方面已经有了具体的目标。噪声研发包括新型隔音材料的应用、振动降噪技术应用及噪声品质研究。目前新型隔音材料的应用处于技术研发和储备阶段，到2015年，将形成完整的噪声控制和分析方法，并输出相应的分析工具软件，2020年开展超前课题的研究。通过振动降噪技术的应用，到2015年分体机室外侧噪声<52dB(A)，室内侧<28dB(A)；整体式机型室内噪声<52dB(A)，室外噪声<57dB(A)；到2020年，对应标准为分体机室外侧噪声<50dB(A)，室内侧<28dB(A)，整体式室内噪声<50dB(A)，室外噪声<55dB(A)。其中，家用整体式（3kW以下）机型2015年及2020年相应标准分别为室内噪声<50dB(A)，室外噪声<52dB(A)以及室内噪声<45dB(A)，室外噪声<50dB(A)。开展即开即热技术研发，2015年研制出满足出水舒适性的产品，具备智能回水装置，2020年，实现即开即热热泵热水器市场系列化。通过研发，努力提升热水输出率，目标是到2015年，分体立式水箱热水输出率大于或等于85%，横式水箱热水输出率大于或等于80%；到2020年，分别提高为大于或等于90%以及大于或等于85%。 
    热泵热水器的节能研发，主要包括绝热技术、加热系统、控制、热回收、水箱保温以及待机功耗6个方向。绝热技术研发，一方面努力提升现有发泡技术的绝热水平，一方面应用新型绝热技术（如真空绝热技术），到2015年，整机绝热保温性能提高5%，到2020年，在此基础上再提高5%。通过对加热系统的研发，到2015年，静态加热式产品推进能效4.0（2级）以上的市场比例；循环加热式及直接加热式产品推进能效4.4（2级）以上市场比例。此外，还将通过变频控制技术、空调热水和废热回收技术、水箱接口隔热保温技术等提高热泵热水机的能效；通过待机工况技术开发，使热泵热水器待机功耗2015年实现小于等于5W，2020年小于等于4W。 
    低碳环保研发则涉及新制冷剂、保温发泡剂和回收再利用3个方面。开展新制冷剂HCFC替代技术研究，到2015年50%的产品实现HCFC替代，使用环保新制冷剂，2020年争取全部替代；积极促进环保保温发泡剂的研发及应用，将目前30%的应用比例，2015年提高到100%，2020年开展新型环保发泡剂研究；推动利于回收材料的设计和应用，2015年，40%的材料选用可回收利用材料，2020年，这一比例达到50%。 
    热泵热水器产品升级的研发方向包括能源综合利用技术、新蓄热材料（相变蓄热材料）、季节能效评价体系建立。
    建筑一体化则主要关注外立面安装、内置、工程配套三个方面的研发需求。外立面安装方面，关注水箱与建筑的结合，目标是到2015年，建筑可以预留热泵热水器的安装位置，到2020年，热泵热水器可以作为房屋的配套设施与房屋一体交付；内置安装方面，则鼓励开发吸顶式、嵌入式、隐藏式热泵热水器，最小占用室内空间，让热泵热水器与家庭装修完美结合；工程配套方面，针对目前产品尺寸规格大小不一、安装要求花样百出、配件各式各样、安装标准化低的现状，到2015年引领行业产品规范化、标准化，同热量产品尺寸一致，配件通用化，产品安装标准化，到2020年实现安装标准化、简单化，配件和产品一体化，建筑安装位置合理，方便维护操作。 
    智能电网家电、物联网、楼宇智能控制为热泵热水器智能化研发需求的3个主要方面。通过家庭能源管理融合技术的应用，到2015年，将阶梯电价、峰谷电价等资源与热水器结合，最大限度保证热水器在能源充裕时使用，保证能源合理调配；2020年实现供电智能化，即电网能自动的对产品进行电能传输调节。制定网络家电标准通讯协议，将低成本通讯硬件技术（无线/PLC）及远程诊断技术应用于热泵热水器，2015年可利用英特网及无线局域网等实现人机界面对接，2020年，实现在家电通讯协议框架下对热泵热水器控制应用。
    太阳能热水器技术路线图 
    太阳能热水器研发方向分为安全可靠、舒适健康、节能、低碳环保、新产品、建筑一体化以及智能化7个领域。 
    安全可靠方面的研发需求为用电安全、安装安全、使用安全、系统安全、主机使用寿命以及用水安全，涉及防漏电技术、抗风技术、户外防雷技术、耐压技术、防冻技术、防过热技术推广应用及关键部件使用寿命的研究。其中，主机使用寿命的研发目标较为具体，水箱、支架、真空管、平板集热器以及控制器主机、传感器的使用寿命在2015年分别应不低于8年、13年、13年、15年以及5年、3年，到2020年，分别应不低于10年、15年、15年、20年以及8年、5年。 
    太阳能热水器舒适健康的研究包括水质、恒温、热水量与热水流速三个方面。水质研究的重点在于抑菌、灭菌新技术的推广应用；加强出水恒温技术的研究和应用，到2015年，50%以上的产品应用出水恒温技术，2020年达到80%；通过即开即热技术及热水出水压力研究，获得满意的热水量和热水流速，到2015年，10%的产品应用即开即热技术，实现城镇承压产品和非承压出水增压产品占比40%，2020年这两个数值分别达到20%和60%。 
    太阳能热水器的节能研发主要针对保温技术和集热技术。集热技术的研发重点在于真空管和平板集热器镀膜技术和结构优化技术，研发和推广高效镀膜技术和连续镀膜技术应用，2020年实现高效镀膜技术的全面应用；通过结构优化，到2015年，平板集热器瞬时效率的截距不低于0.75，热损系数小于或等于5.0W/(m2•K)，到2020年，二者分别不低于0.78以及小于或等于4.5W/(m2•K)；结构优化后，到2015年，真空集热器瞬时效率的截距提高5%，不带反射器集热器热损系数小于或等于2.8W/(m2•K)，到2020年前者提高10%，后者小于或等于2.5W/(m2•K)。 
    太阳能热水器低碳环保方面的研发主要针对发泡材料HCFC-141b替代、应用以及磁控溅射镀膜等环保工艺方法。
    前者的目标是到2015年，通过新型发泡材料研发和应用，淘汰30%的HCFC-141b，到2020年完全淘汰HCFC-141b。加强全自动镀膜生产线和新型镀膜工艺的研究应用、推广，到2020年，实现全面应用。 
    太阳能热水器新产品研发分为系统结构和新结构两方面。推动系统承压太阳能热水系统的普及，到2015年使其市场占比达30%，同时推动效率提高、成本降低新技术的研究及应用；到2020年，系统承压太阳能热水器市场占比达50%，效率提高、成本降低新技术得到推广。 
    太阳能热水器建筑一体化的研发包括集热器与建筑一体化、分体式太阳能系统与建筑一体化两方面。前者到2015年实现太阳能与建筑一体化的大量推广应用，实现安装构件标准化，实现同步设计、同步施工、同步验收、同步管理，到2020年建筑一体化技术成熟应用；后者在系统优化技术方面的目标则为到2015年，系统热性能提升5%，到2020年提升10%。 
    太阳能热水器的智能化研究主要针对自动控制系统以及智能控制系统。通过传感技术应用，到2015年，配备稳定可靠的自动控制系统的太阳能热水器市场占比从目前的20%提高到80%，2020年进一步提高到100%；通过物联网技术和楼宇智能控制接口技术的应用，使太阳能热水器可以及时应用最新的通讯技术及协议。

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