能效標準與標識是世界各國積極采用的節能手段之一,通過能效標準與標識的實施,能夠提高用能產品的能源利用效率、促進節能技術的進步,從而減少有害物質的排放,最終達到節約能源、保護環境的目的。彩色電視機在中國是量大面廣的產品,其耗電量非常可觀而且在逐年增加。為配合《中華人民共和國節約能源法》的實施,提高彩色電視機的能源利用效率,我國制訂了新的彩電能效標準《GB12021.7-2005:彩色電視廣播接收機能效限定值及節能評價值》,并從今年3月1日起正式實施。
根據彩電節能標準,從2006年3月1日實施的能效限定值:待機能耗為9W,能效指數為1.5;2006年3月1日實施的節能評價值:待機能耗為3W,能效指數為1.1。到2009年,彩電的能效要求和節能評價將更加嚴格,2009年3月1日實施的能效限定值:待機能耗為5W,能效指數為1.0;2009年3月1日實施的節能評價值:待機能耗為1W,能效指數為0.75。
之所以將待機能耗定在9W,而不是一步到位與歐洲“1W計劃”接軌,是因為專家組在標準制訂過程中對200多臺彩電樣機做檢測時發現,待機能耗和能效指數兩項檢測均合格的產品只有78%,另有22%的產品不達標,待機能耗單項檢測超過9W的產品有18%。從檢測結果來看,目前部分國內彩電制造商待機節能的技術水平與國際“待機能耗1W計劃”有一定差距,不具備迅速接軌的能力,因此給彩電生產廠商預留了三年的過渡期。
可見,新的彩電能效標準是在充分分析了我國電視機產業的總體發展狀況和彩電的技術水平的基礎上,對GB12021.7-1989《彩色及黑白電視廣播接收機電耗限定值及測試方法》的全面修訂,其實施將為《中華人民共和國節約能源法》在彩電行業中的實施提供科學依據,將在實施節能產品認證制度、淘汰高耗能產品、促進企業技術進步和彩電產品能效提高、增強我國彩電產品國際競爭力等方面發揮重要作用。
一、彩色電視機技術概述
電視是通過通信線路將現場的或記錄的景物在一定距離之外以圖像形式即時重現的一種技術。從對景物信息的攝取直到在顯示設備上重現出景象,構成一個完整的電視系統。電視系統包括信號源、信號處理電路、傳輸線路及終端顯示設備等。
電視系統的信號源主要通過電視信號之類的商業化產品來獲取,信號源有攝像機、飛點掃描器、電視電影、測試信號發生器等。而終端顯示設備就是黑白或彩色電視接收機,這部分涉及消費者處理、接收電視信號等行為。傳輸線路是信號制作與接收間的聯系紐帶,信號傳輸技術的發展會極大地影響電視機及相關設備的工作。
電視信號的接收主要分為地面廣播電視接收、有線電視接收、衛星直播電視接收三種方式。普通電視機能直接收看地面廣播電視和有線電視,附加一定設備就可以收看衛星直播電視。
GB/T9002-1996《音頻、視頻和試聽設備及系統詞匯》對電視接收機這樣定義:選擇、放大和解調廣播電視發送的信號,并在顯示圖像時重放伴音的電子設備。
電視技術現處在向高清晰度電視過渡的階段,也可以說正處在從模擬電視向數字電視過渡的階段。但目前我國廣播電視仍然使用模擬電視制式,電視機接收的信號都是模擬電視信號,為了提高圖像和聲音的質量而采用各種數字信號處理技術的電視機仍不能稱為數字電視接收機。只有數字電視開播之后,真正的數字電視機才會進入千家萬戶。
電視機的顯像器件分為陰極射線管(CRT)和平板顯示器件(Flat Panel Display,FPD)兩大類。通常,將深度小于顯示器對角線尺寸1/4的顯示裝置稱為平板顯示器。與傳統的顯像管相比,平板顯示器具有體積小、重量輕、使用電壓低和無X射線輻射等長處。因其亮度較好、圖像清晰、整體超薄而輕等特點,適宜用作壁掛電視、多媒體終端裝置和HDTV的顯示終端。
目前FPD中最成熟的有液晶顯示(LCD)和等離子體顯示(PDP),此外場致發射陣列平板顯示器(Field Emission Display,FED)和有機電致發光器件(OELD)也在迅速地發展。應當指出,傳統的CRT也在向平板顯示的方向發展,新型扁平CRT(FPCRT)去掉了電子槍,采用線狀或矩形陰極,實現矩陣驅動,加之又是扁平管屏,故使其既克服了CRT的現存缺點,又兼有平板顯示之優點,既輕而薄、低壓驅動和低功耗等。總之,在平板顯示技術領域,正不斷出現各種新型器件,并且日益得到廣泛的應用。
二、國外電視機能效標準介紹
為了節約能源、保護環境,提高用能產品的能源利用效率,許多國家陸續從70年末開始制定、實施家用電器和照明產品能效標準,并取得了很好的社會和經濟效益。能效標準的有效實施積極推動了用能產品的節能技術進步,對不斷提高能效水平、減緩環境污染、降低消費者使用成本發揮了重要的作用,并成為許多國家能源政策的基石。
由于各個國家節能、環保政策不同,經濟條件不同,市場狀況不同,生產和銷售情況不同,因而各個國家能效標準的內容也各不相同。國外有關電視機的能效標準或者技術條件主要有兩種,一種是針對電視機工作功耗的,日本、歐盟和俄羅斯等國制定了有關的標準;更多的國家制定或實施了針對電視機待機能耗的能效標準或保證標識。
1、電視機工作能效標準
(1)日本
30多年來日本在亞洲的經濟發展中處于領先地位,日本的發電總量超過150000MW,但是供應7000萬用戶卻需要700,000GWh電力。由于日本能源資源的匱乏,巨大的能源需求導致日本能源的大量進口。為了削減能源需求,保持經濟增長,日本在1979年制定并實施了《節能法》,以提高能效,促進能源節約。日本通產省(MITI)在1979年通過了《合理利用能源法》(即節能法),提出了多項節能措施,并為設備的能源管理、房屋的絕熱以及汽車油耗建立了標準。根據法律,標準和標識以自愿的方式實施。
然而,如果制造商沒有遵守或滿足通產省推薦的能效改進的要求,通產省便會向公眾通報。通產省也可以責令制造商為了符合政府的建議而從董事會那里得到咨詢。這些措施會使制造商蒙受羞辱,所以事實上他們自動地使標準和標識規則成為“強制性”的,因為日本的制造商非常看重他們的公司名譽。1979年日本建立了家用電冰箱和空調器目標能效標準,1994年又頒布了熒光燈、電視機、計算機、磁盤驅動器以及復印機的目標能效標準。
1998年6月,《節能法》進行了修訂,并于1999年4月生效。修訂后的節能法為用能產品建立了目標能效標準和要求。修訂法還引入了領先者(Top Runner)項目,該項目是指在預先限定的產品類型范圍內,將目前市場上各類產品的最高能效水平設定為制造商和進口商產品的能效目標值,即現行產品型號中最高的能效水平將成為將來的最低能效標準。表1為Top Runner項目各種產品預期的能效提高與生效的年限。通產省有一份報告指出,項目截至到1999年3月,每年家用和商用電器在能源效率提高方面可以避免9.7Mt碳排放。1995年日本和美國“能源之星”就辦公設備達成了互認協議。
表1 日本Top Runner項目預期的能效提高值
產品能效 |
提高的絕對值(%) |
目標年限 |
空調(冷暖) |
63.0 |
2004 |
空調(單冷) |
14.0 |
2007 |
冷藏箱、冷凍箱和冷藏冷凍 |
22.5 |
2004 |
電視機 |
16.4 |
2003 |
盒式錄像機(僅限待機能耗) |
58.7 |
2003 |
熒光燈 |
16.6 |
2005 |
計算機 |
83.0 |
2005 |
磁盤驅動器(disk drives) |
78.0 |
2005 |
影印機(Photocopier) |
30.0 |
2006 |
日本1994年《節能法》中能效標準將電視機分為4類:
1. 53cm(21″)及以下的標準電視機;
2. 大于53cm(21″)的標準電視機;
3. 寬熒光屏電視機;
4. 高清晰度電視機(HDTV)。
表2 給出了1998年電視機的目標能效值。
表2 1998年電視機的目標能效值
產品分類 |
最大能源消耗值(kWh/yr.) |
53cm(21”)及以下的標準電視機 |
6.24S+14.5+A |
大于53cm(21”)的標準電視機 |
6.24S+34.2+B |
寬熒光屏電視機 |
7.06S+53.9+B |
高清晰度電視機(HDTV) |
9.86S+99.4 |
其中:S=屏幕尺寸,以英寸表示;
A=16.4(for built-in broadcast satellite reception信號來自廣播人造衛星接受器);
44.6(for built-in video deck信號來自錄像機);
61.0(for built-in satellite reception and video deck);
0.0(otherwise);
B=44.6(for built-in video deck);
0.0(otherwise);
通產省在1999年3月31日以第192號通告頒布了Top Runner從1999年開始到2003年生效的新的電視機能效標準,見表3。
表3 日本修訂的目標能效值
線性掃
描頻率 |
外觀比例 |
功能 |
最大能源消耗
(kWh/year) |
常規掃描速率 |
4:3 |
對角線等于或小于100 |
基本模式 |
EM=2.5S+32 |
帶VCR |
EM=2.5S+60 |
對角線大于100 |
基本模式 |
EM=5.1S-4 |
帶VCR |
EM=5.1S+24 |
16:9(寬屏幕) |
基本模式 |
EM=5.1S-11 |
帶VCR |
EM=5.1S+17 |
不帶VCR,但帶一個附加功能 |
EM=5.1S+6 |
不帶VCR,但帶兩個附加功能 |
EM=5.1S+13 |
不帶VCR,但帶三個附加功能 |
EM=5.1S+59 |
雙倍
速度 |
16:9 |
高清晰度 |
EM=5.5S+72 |
|
其他 |
EM=5.5S+41 |
注:
1、目標值為2003年4月到2004年3月的銷售加權平均值。
2、附加功能指具有雙調諧電路,雙屏(畫中畫)功能,多元文本廣播接收功能,和MUSE-NTSC 轉化器。
3、S為接收機的尺寸。這個值是由電視機顯像管外部對角線尺寸(厘米)除以2.54得到的,保留整數位。
表中EM(Wh)是由公式1計算出來的電視機年電消耗。

式中:P0――開機狀態下的消耗功率,W;
PA――通過節電功能節約的功率,W;
PS――待機狀態下的消耗功率,W;
t1――估計的平均開機時間(每天4.5小時),h;
t2――估計的平均待機時間(每天19.5小時),h;
日本采用國內的測試標準JIS C6101:電視廣播接收機測試方法。
資料來源:
1、The China Sustainable Energy Program:中國可持續能源項目
2、Technical supporting report for China energy efficiency standard of Color TVs:中國彩色電視機國家能效標準技術支持報告,中國標準化研究院(China National Institute of Standardization),2005年3月