家電行業技術破圈：點“綠”成金
國際災害數據庫(em-dat)統計顯示，2000年以后，人類每年經歷的極端天氣災害大多在300-400次之間，這意味著幾乎平均每天就要經歷一次。
為地球降溫、讓綠色生根，已不能再停留在喊口號的階段。于家電產業，在“雙碳”目標和能源“雙控”背景下，“綠色環保”、“低碳減排”、“可持續發展”等老概念也都重新找到了新的技術落腳點。
（圖片來源：拍信創意，侵刪）
“節能節水”是推動行業綠色轉型發展的加速器
國內家電產業鏈對于綠色節能環保技術的探索創新要來的更早。
以過去“十三五”期間家電節能節水技術創新成果為參考，在＊＊部門和相關家電企業的高度重視下，家電相關的能效標準得到了不斷的完善和補充。新的能效標準不斷提升產品的入門水平和能效水平，根據家用電器協會統計，到2019年，家用電冰箱能效1級產品銷售量占比達42%;主要洗衣機企業內銷滾筒洗衣機中，98%為新版能效1級產品;波輪全自動洗衣機內銷產品中節能產品達67%;節能型吸油煙機在內銷市場占比達99%，其中能效1級產品占93%;節能型燃氣灶具內銷占比達97%，其中1級能效產品占68%;節能型微波爐內銷市場占比達45%，能效5級產品已被淘汏;電飯鍋能效1、2級產品內銷占比30%以上，能效4級及以下的產品基本淘汏。
房間空調器方面，自去年7月1日空調能效新國標落地實施以來，根據奧維云網數據，2021冷年，定頻空調線上市場銷量占比降至8.7%，線下市場占比達到僅3.2%，定頻空調逐漸退市直至清理殆盡，高能效、節能型產品成為主流市場。“這有賴于變頻技術在家電領域的廣泛應用”，一位家電行業分析人士向中國家電網記者表示，目前，國內主流家電企業基本掌握了變頻控制器技術，變頻驅動算法也被大部分企業所掌握并應用到相關產品中(冰箱、洗衣機、空調、熱水器、吸排油煙機、微波爐、電風扇等)，變頻控制主芯片mcu和dsp的研究和應用也已經逐步深入，為產品節能和性能提升提供了有力支撐。
水效方面，截至目前，洗衣機、洗碗機、反滲透凈水機三大品類的水效限定值及等級都有了明確的國家標準要求。以洗碗機為例，今年1月1日起實施的《洗碗機能效水效限定值及等級》標準、4月1日起實施的《洗碗機國家能效標準》，都從不同維度對洗碗機的能效水效、耗水耗電、洗凈/烘干性能等指標作出了新規定。圍繞相關標準規定，洗碗機企業開始進一步升級和改良洗碗機產品的洗滌技術，比如博西家電旗下西門子晶蕾系列洗碗機，搭載了博西家電專利晶蕾技術，可有效提升烘干效率并促進節能，在選擇“節能洗”程序時，該產品清洗15套中式餐具僅需0.73度電、10升水，以更節水、節能的方式實現理想的清洗效果。方太洗碗機最新推出的“高能氣泡洗”技術，以水氣混動的方式，實現了同等清洗效果的情況下更加省水、節約能源效果，同時潔凈指數達1.21，高于一級國標的1.12。
節能節水是家電技術發展不斷的追求，它既需要業內加大像變頻技術、洗滌技術等關鍵共性技術的創新研發，更需要與相關上游領域技術的協同創新。以聚氨酯絕熱技術為例，海信家電(000921,股吧)研發中心發泡技術經理、高級工程師胡鋒告訴記者，聚氨酯絕熱保溫技術是實現冰箱節能減排的重要途徑。冰箱行業需要通過創新突破來實現聚氨酯發泡技術的升級換代，達到節能環保的目標。而海信通過對冰箱發泡技術升級換代路線的探索發現，環戊烷+hfos復合發泡體系整機較環戊烷+hfc-245fa發泡體系整機節能2%。“由于環保及節能上的優勢，目前，海信冰箱系統出口產品上已大量應用該技術。”
此外，以萬朗磁塑方面提供的數據，門封條漏冷大致能占到整個箱體熱輻射的15%-20%，通過對門封條的設計優化，則一定程度上也能夠降低冰箱的能耗;從換熱器傳熱技術來看，西安交通大學制冷與低溫工程系教授晏剛認為，提升翅片管換熱器空氣側換熱性能、制冷劑側換熱性能，同時優化翅片管換熱器流路，以此探索翅片管換熱器在熱泵空調器中的規模化應用，同樣能夠實現高效、節能、環保效果。
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“低碳減排”正成為企業可持續發展的必修課
“雙碳”戰略目標下，“碳減排”是中國家電工業面臨的又一重大挑戰。
過去的幾十年來，從氟利昂的替代到家電能效水效升級、環保技術升級，對于中國家電企業而言，類似的低碳環保科技挑戰的成功經驗已然非常豐富。根據中國家電協會初步測算，2020年冰洗空等9種家電的二氧化碳排放量較2015年降低了29%，可見通過家電產品綠色設計制造，降低產品整個生命周期中對環境影響，實現節能節材、低碳減排，正逐漸成為深入企業的環保理念。
而在進一步加速落實“雙碳”戰略方面，一方面，今年6月份，中國家電協會啟動了《中國家電行業實現碳達峰和碳中和行動方案》(以下簡稱“行動方案”)的研究工作。《行動方案》提出了我國家電行業碳減排的初步技術路徑和行動計劃，隨著該方案進一步完善發布，將為家電企業的“減碳”工作提供重要指導意義。
另一方面，隨著9月15日《基加利修正案》在我國正式生效，淘汰損耗臭氧層物質同時減排溫室氣體，不使用破壞溫室氣體的化學品做替代制冷劑和發泡劑，是我國的國際環保履約要求，也是作為制造大國的中國家電產業的時代擔當和社會責任。在此方面，以空調器制冷劑替代技術r290的研究應用為參考，中國家電網從生態環境部對外合作與交流中心了解到，2010-2020年在多邊基金的支持下，我國實現了31條房間空調器生產線的改造，其中23條采用r290技術，8條采用r410a技術，并改造7條r290空調壓縮機生產線。根據規劃，未來5年，多邊基金將支持12條房間空調器生產線的改造，3條家用熱泵熱水器生產線改造和4條房間空調器壓縮機生產線改造為r290技術，不再支持r410a產線改造。
在r290應用的探索路上，擁有十多年研發經驗的gmcc方面表示，以r290獨立壓縮二代壓縮機為代表的高性能產品將為下游空調整機廠商提供高效可靠的能效升級解決方案。“不僅是空調領域，高穩定性、大容量、寬背壓的r290輕商用冰箱壓縮機及r290低溫冷柜用壓縮機，同樣滿足市場‘綠色低碳’發展需求”，gmcc相關負責人稱。另外，r290熱泵熱水器壓縮機經過滑片氮化鉻處理，軸承增加環形槽等設計增強可靠性，其出水溫度一般達到65℃，在冬季也能達到55℃。此外，除濕機、干衣機等同樣也是r290技術的應用載體。
r290環保冷媒技術不斷推新基礎上，gmcc還研究開發出旋轉式+往復式滑片腔的高能效、高能力新型滑片式壓縮機技術，據介紹，在碳排放方面，若按照gmcc每年8500萬臺的產銷量計算，使用該技術后，一年能夠減排430萬噸二氧化碳，切實助力國家雙碳戰略的落地實施。“這項技術可全面覆蓋制冷空調領域及熱泵、冷凍冷藏等領域的產品，助力提升我國制冷行業整體能效水平。”
“雙碳戰略下，對于家電企業來說，合理利用低碳能源技術，降低能源管控對生產、生活的影響成為重中之重”，四季沐歌相關負責人稱，在此方面，四季沐歌基于“太陽能(000591,股吧)+”和“熱泵+”雙核低碳戰略搭配清潔能源智耦操作系統cas+。通過pc+微信小程序+app全端推動，可以為用戶提供可視化展示、能源檢測、故障診斷、能源管理等，從而達到碳計量減少14%，節省17%費用的效能。
當然，就像各家電上下游企業、行業技術專家們向記者所強調的，“雙碳”目標帶來的能源革命雖是一個萬億級的市場，但仍需要每一個行業內的每一家企業不斷摸索、不斷創新，來尋找到適合本行業的最佳路徑。
“噪音控制”營造綠色舒適的家庭環境
綠色家電、綠色制造不僅僅體現在節能節水、低碳減排方面，噪聲控制及聲品質提升同樣對整個家電產業的綠色、品質發展有著極大推動作用。
根據中國家用電器協會數據，“十三五”期間，主要家電產品的噪音控制水平持續提高，市場上較為先進的冰箱噪聲聲功率已達到32-38dba之間，分體掛機空調的噪聲聲壓級普遍達到35dba。
“家電企業在噪聲控制上做了大量工作”，前文家電行業分析人士向記者分析指出，目前主要家電企業及關鍵零部件企業均建立起了完備的噪聲研究開發環境，大多數企業均建有全/半消音室，有些頭部企業甚至建立了更加完備的帶工況的精密級消音室。同時，家電設計越來越多的引入汽車等行業廣泛應用的計算機仿真技術來開展噪聲研究，也正取得不錯的進展。
比如，美的冰箱事業部負責噪聲控制的研究人員陳千一通過相關聲學仿真計算對封閉環境中t型聲學共振腔的噪聲控制進行研究后，首次將t型共振腔這種吸聲結構應用于家電產品的噪聲控制，如應用在冰箱壓機艙中，設計兩根720 hz的t型共振腔，在650-750hz的目標頻段可實現降噪6.1db效果。應用在吸油煙機上，在470-585 hz的目標頻段可降噪3.3db。
a.o.史密斯通過創新研發的專利消音科技和三維立體降噪系統，實現源頭降噪、專利主動消音、阻隔噪音于一體，并在進風風道結構、燃燒倉隔音、排煙系統關鍵部件實現了突破性創新，a.o.史密斯(中國)市場副總經理張暉告訴記者，搭載該降噪系統技術的a.o.史密斯1級靜音零冷水燃氣熱水器可將噪音值降至43分貝以下。“43分貝以下到底有多安靜?就像在圖書館，安靜到可以聽見指尖劃過書頁的嘩啦聲;在鄉野深夜，安靜到可以聽見風吹過枝頭時的簌簌。”
無疑，當“噪音污染”逐漸與空氣污染、水污染并列成為“三大污染”，構建綠色聲環境，加大對家用電器噪聲控制及聲品質提升技術的研發已經刻不容緩。包括對噪聲源、噪聲頻譜、噪聲傳遞路徑、噪聲評價等進行深入研究，不斷改進降噪技術，提升生產工藝，以及在聲品質提升方面的諸多探索都需要提上的日程。
“綠色發展”是家電行業、家電企業必須回答重大課題，解決好了既為全球的可持續發展做出了貢獻，也為自身發展贏得了空間和未來。
文章來源：中國家電網
