欧盟EuP指令对高强度气体放电灯的能效要求分析

中国照明电器
32 C HINA LIGHT&LIGHTING 2009 年第7 期
欧盟EuP 指令对高强度气体放电灯的能效要求分析
黄璇1 付国印2
(11 深圳标准技术研究院,深圳518033 ; 21Intertek 天祥集团,广州510663)
摘要
2009 年3 月,欧盟委员会公布了EuP 指令有关高强度气体放电灯的实施措施。

本文对该实施措施有关高强度气体放电灯的能效要求进行了介绍,就主要技术指标与我国国标进行比对,同时探讨其对我国高强度气体放电灯企业产生的影响。

关键词EuP 指令高强度气体放电灯能效欧盟
Analysis of Energy Eff i ciency Requirem ents of European EuP
Directive for High Intensity Discharge Lamps
Huang Xuan1 Fu Guoyin2
(11Shenzhen Institute of Standards and Technol ogy , Shenzhen 518033 ;
21 Intertek Group , Guangz hou 510663)
Abstract: European C ommissi on publicized the implementing measure of EuP Directive in relation to Hi gh Intensi ty Di scharge Lamp ( HID) , in March 20091 Thi s article introduces the energy efficiency requirements about HID in this implementing measure , and makes a compari son of the main technical indexes between the implementing measure and G B 19573 - 2004 , G B 20054 - 20061 The article al so probes into the impacts of this regulati on on our HID manufacturers.
Key word s : EuP Directive ; Hi gh Intensi ty Di scharge L amp ; energy efficiency ; European Union
2009 年3 月24 日,欧盟委员会在其官方公报OJ L 76 第17～44 页公布了《委员会条例( EC) No 245Π2009 ,就不带集成式镇流器荧光灯、高强度气体放电灯及使其工作的镇流器和灯具生态设计要求,执行欧洲议会与理事会指令2005Π32ΠEC ,同时撤销欧洲议会及理事会2000Π55ΠE C指令》( 以下简称“条例”) 。

条例在OJ 上公布的第20 天开始正式生效。

作为欧盟《制定耗能产品生态设计要求的框架指令》( EuP 指令) 的实施措施,该条例主要涉及单端、双端荧光灯、高强度气体放电灯及其镇流器和灯具,其中对于高强度气体放电灯设置了较为严格的能效及相关性能要求。

依照EuP 指令,不符合这些要求的产品将不允许投放欧盟市场,我国高强度气体放电灯出口欧盟面临新的挑战。

本文主要对条例中有关高强度气体放电灯的能效要求进行分析,就主要技术指标与我国国标进行比对,同时探讨条例对我国高强度气体放电灯企业产生的影响。

1 能效及相关性能要求
111 能效要求
条例分阶段对高强度气体放电灯的能效进行了明确要求。

11111 条例生效3 年后的要求
在条例生效3 年后,即从2012 年4 月份开始,显色指数Ra ≤60 的高压钠灯需达到表 1 中所列出的额定最小能效值。

表2 金属卤化物灯及Ra > 60 的高压钠灯额定最小能效值( 条例生效3 年后)
标称功率
(W)
P ≤55 55 < P ≤75 75 < P ≤105 105 < P ≤155 155 < P ≤255 额定能效- 透明灯
(lmΠW)
≥60
≥75
≥80
≥80
≥80
额定能效- 非透明灯
(lmΠW)
≥60
≥70
≥75
≥75
≥75
Survival Factor) 两项性能指标进行了严格规定。

对于
高压钠灯, 条例规定了法规生效 3 年后在燃点
12 000h及16 000h后的光通维持率和灯的残存率要
求
(见表5) 。

表5 高压钠灯光通维持率和灯的残存率要求
条例生效年后
表1 Ra ≤60 的高压钠灯额定最小能效值( 条例生效3 年后)表4 金属卤化物灯额定最小能效值标称功率透明灯额定能效非透明灯额定能效( 条例生效8 年后)
( W) P ≤45 (lmΠW)
≥60
(lmΠW)
≥60
标称功率
(W)
透明灯额定能效
(lmΠW)
非透明灯额定能效
(lmΠW)
45 < P ≤55≥80≥70
55 < P ≤75≥90≥80P ≤55 ≥70≥65 75 < P ≤105≥100 ≥9555 < P ≤75≥80≥75 105 < P ≤155≥110 ≥105 75 < P ≤105≥85≥80 155 < P ≤255≥125 ≥115 105 < P ≤155≥85≥80
255 < P ≤605≥135 ≥130
显色指数不超过80 ( Ra ≤80) 的金属卤化物灯以及显色指数大于60 ( Ra > 60) 的高压钠灯应至少满足表2 中所列的额定能效值。

155 < P ≤255≥85≥80
255 < P ≤405≥90≥85
112 相关性能要求条例主要对高强度气体放电灯的“光通维持率”
(Lumen Maintenance Factor) 及“灯的残存率”(Lam p
255 < P ≤405≥85≥75 11112 条例生效6 年后的要求照明时间
(h)
光通维持率灯的残存率
条例生效6 年后,即从2015 年4 月份开始,其他高强度气体放电灯至少应满足表3 中所列的额定最小能效值。

表3 其他高强度气体放电灯额定最小能效值
( 条例生效6 年后)
12 000 (P ≤75W)> 0180 > 0190
16 000 ( P > 75W)> 0185 > 0190
对于金属卤化物灯,条例要求在法规生效8 年后,其燃点12 000h后的光通维持率和灯的残存率均应大于018 。

2 与我国国标的比对
标称功率额定能效
( W)(lmΠW)
P ≤4050
40 < P ≤5055
50 < P ≤7065
70 < P ≤125 70
125 < P 75
11113 条例生效8 年后的要求
条例生效8 年后,即从2017 年4 月份开始,金属卤化物灯的额定最低能效值在上述要求的基础上进行了一定程度地提高(见表4) 。

例如,对于标称功率小于等于55 W 的金属卤化物灯,其额定最低能效值分别提高了1617 %(透明灯) 和813 %(非透明灯) ;对于标称功率在55～75W 之间的金属卤化物灯,其额定最低能效值分别提高了6167 %(透明灯) 和7114 % (非透明灯) 。

我国也颁布了有关高压钠灯及金属卤化物灯的能效限定值及节能评价值的国家标准,下面将两者作详细比较。

211 高压钠灯
2004 年8 月5 日,国家质检总局、国家标准化管理委员会发布了G B 19573 - 2004《高压钠灯能效限定值及能效等级》,将高压钠灯的能效等级分为3 级。

其中1 级能效最高;2 级能效为节能评价值;3 级能效为市场准入值,即所有投放市场的产品均必须满足的最低要求。

EuP 指令为强制性法规,其实施措施中的要求均为所有进入欧盟市场的产品必须符合的最低能效限值。

相对应,本文主要将G B 19573 - 2004 中的3 级能效要求与条例中“法规生效3 年后”的要求进行比较(见图1) 。

由图1 可知, GB 19573 - 2004 中
的3 级能效要求远低于欧盟条例中的规定。

在标称功率最低的50 W ,相对于欧盟条例中的透明灯要求,大致低了23175 % ; 相对于非透明灯要求, 大致低了12186 %。

随着标称功率加大, 差距随之加大, 在400W 阶段,我国3 级能效要求仅为100 l mΠW ,远低于条例的规定(见表1) 。

而G B 19573 - 2004 中的1 级能效值也低于欧盟条例的最低能效限值,当额定功率为50 W、70W、100 W、150 W、250 W、400 W 时, G B 19573 - 2004 中 1 级能效的高压钠灯的最低平均初始光效值分别为78 l mΠW、85 l mΠW、93 l mΠW、103 lmΠW、110 l mΠW、120 l mΠW ,比条例中对透明灯的要求分别低了约216 %、519%、715 %、618 %、1316 %和1215 %。

图1 GB 19573 - 2004 中的3 级能效与欧盟条例的比较
在性能要求方面, G B 19573 - 2004 仅规定了燃点2 000h时的光通维持率, 即50W、70W、100W、1 000W 的光通维持率不应低于85 % ,150W、250W、400W 的不应低于90 %。

而条例则对12 000h和16 000h的光通维持率进行了规定,这对我国企业是个极大的挑战。

此外, G B 19573 - 2004 没有对灯的残存率这一性能指标进行强制性要求。

212 金属卤化物灯
2006 年1 月9 日发布的G B 20054 - 2006《金属卤化物灯能效限定值及能效等级》对功率为175 ～1 500 W的单端金属卤化物灯的能效进行了规定。

与条例进行比较,可知:
(1) 两者适用产品的功率范围不尽相同,条例仅对405W 以下的金属卤化物灯进行规定。

(2) 能效方面, G B20054 - 2006 中额定功率为175W、250W、400W 的灯3 级能效值(最低能效限值) 分别为60 l mΠW、66 l mΠW 及72 l mΠW ,比条例中对透明灯的要求分别低了约25 %、1715 %及1513 % ; 比对非透明灯的要求分别低了约20 %、12%及4 %。

对于G B 20054 - 2006 中的2 级能效值(节能评价值) ,当灯功率为175W时,略低于条例对透明灯的要求; 灯功率为250 W 时,与条例对透明灯的要求相当;灯功率为400W 时,略高于条例对透明灯的要求。

而2 级能效要求均高于条例中对非透明灯的要求。

GB 20054 - 2006 中的1 级能效的175W、250W、400W 灯的最低初始能效分别为86 l mΠW、88 l mΠW 和99 l mΠW ,比条例中对透明灯的要求分别高了约715 %、10 % 和1615 % ,比对非透明灯的要求更高。

可见,我国金属卤化物灯的最低能效限值低于欧盟水平,但节能评价值与欧盟准入值要求差距不大,而1 级能效值均高于欧盟要求。

(3) 性能方面, G B 20054 - 2006 也仅规定了燃点2 000h的光通维持率,即175W、250W、400W 灯的光通维持率不应低于75 % ,而条例中规定法规生效8 年后,灯燃点12 000h后的光通维持率应大于80 % ,比我国更为严格。

同样, G B 20054 - 2006 也没有对灯的残存率这一性能指标作出强制性要求。

3 对我国的影响
高强度气体放电灯属于相对节能和环保的产品, 在电光源行业中具有较好的经济效益和利润空间。

这几年,我国高强度气体放电灯一直以较快的速度稳步增长。

据统计,2006 年全国高强度气体放电灯生产企业56 家,产销量合计13 610102 万只,比2005 年增长8138 %。

其中,高压钠灯产销量2 903162 万只, 占全国该类市场的21133 % , 金属卤化物灯产销量2 809106万只, 占全国该类市场的20164 %。

在出口方面,据海关统计,2008 年我国金属卤化物灯出口总值为3185 亿美元,比2007 年增长了22181 %。

高强度放电灯是我国电光源产业中较有发展前景的领域, 欧盟一直是其重点出口市场, EuP 指令有关能效的强制性要求,必然会对我国HID 灯企业产生重大影响。

(1) 通过前述标准比对不难发现,我国高压钠灯即便是1 级能效值,也远低于欧盟规定,而当前我国高压钠灯大部分都处于3 级和2 级能效水平;我国金属卤化物灯的能效水平相对较高,但其强制性的3 级能效值远低于欧盟要求,而我国还有相当数量的产品处于3 级能效水平。

上述这些产品一旦要符合欧盟要求,就必须在产品设计、生产工艺、供应链管理等方面加大投入,这势必使得企业的成本迅速增加,产品出口竞争力大大削弱。

(下转第37 页)
U
4 4 4 4 ∑
4
3
0106734
01709
自由度ν3 =
U 31
ν31 U 32 ν32
=
0102894
50 + 0106084 = 19
1215
=
015104
50 + 014854
50 + 4
≈ 100
010848 19
312 合成标准不确定度评定
31211 不确定度分量
见表 1 。

表 1 不确定度分量一览表
31312 计算扩展不确定度确定 U p
取置信概率 p = 0195 ,按自由度 νe f f = 100 查 JJ F
1059 附录 A t 分布表得到 t p (νe f f ) 值 ,求得 K p = 1198 。

U 95 = K p ×U c = 1198 ×01709 ≈ 114 ( ℃)
不确定度来源
标准不确定度
分量 U ( x i )
C i =
9 f 9 x i
| C i | ·U ( x i ) 自由度 4 结论
该灯具电感镇流器在热试验结束时 ,其绕组温度
温度的误差 U 3 = 010673 ℃ C 3 = 1126 010848 ℃
19
测量结果为 : t = 91165 ℃, U 95 = 114 ℃,νef f = 100 。

根 31212 合成不确定度确定
3
据该灯具中的电感镇流器明示标志 t w = 100 ℃,因此 , 该灯具电感镇流器的热试验温度符合标准要求 。

根据公式 U 2 = U 2 ( t ) = ∑C 2 U 2
c
c
i i i = 1
2 2
2
参考文献
U c =
01510 + 0. 485 + 0. 0848 = 01709 ( ℃)
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31311 计算合成标准不确定度 U c 的有效自由度νeff
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U c U c
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νe f f = 3 4 4 = 4 4
4 4 4 4
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ν C 1 U 1 ν C 2 U 2 + ν C 3 U 3 + ν
[ 5 ] 倪育才. 实用测量不确定度评定[ M] . 中国计量出版社 ,2004.
i = 1
i 1 2 3
(上接第 34 页) (2) 我国的光通维持率要求不及欧盟严格 。

很 多企业也反映 ,要做到欧盟条例中所规定的12 000h 80 %以上的光通维持率存在很大困难 。

此外 ,
欧盟新 增的关于灯的残存率的强制性要求必然会给企业带 来新的成本 。

(3) 鉴于欧盟在世界上的影响力 , EuP 指令的相 关实施措施具有一定的示范效应 。

随着全球气候变
暖以及能源形势的日益紧张 ,对高强度气体放电灯等 电光源进行能效立法 ,推行强制性的最低能效要求将 会受到越来越多国家的关注 。

这对我国许多主要依 靠出口的生产企业是种极大的挑战 。

可以预见 ,我国 生产高强度气体放电灯的企业势必会出现全行业的 结构调整以及资源重新组合 ,这在某种程度上也可以 推动高强度气体放电灯行业不断提高其产品质量水 平和生产经营水平 。

总之 ,欧盟 EuP 指令对我国高强度气体放电灯 企业形成了新的绿色壁垒 。

要突破这一壁垒 ,我国企
业就必须在产品设计方面引入生态设计的方法技术 , 通过生态化设计降低产品能耗 ;同时建立科学的管理 体系 ,确保产品在符合环境管理体系Π质量管理体
系 ( E MS ΠQ MS ) 的环境中生产制造 。

参考文献
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15 ] . http :ΠΠw w w . l ightingchina. c om Πtongji Π2008 - 01 - 12 - r51asp.
+ 初始电阻的误差 U 1 = 010652Ω C 1 = - 7182 01510Ω 50 结束电阻的误差 U 2 = 010779Ω C 2 = 6122 01485Ω 50。