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彩色电视机能效标准及节能技术(1)
2006/9/11 14:25:17    优仕,365PR

能效标准与标识是世界各国积极采用的节能手段之一,通过能效标准与标识的实施,能够提高用能产品的能源利用效率、促进节能技术的进步,从而减少有害物质的排放,最终达到节约能源、保护环境的目的。彩色电视机在中国是量大面广的产品,其耗电量非常可观而且在逐年增加。为配合《中华人民共和国节约能源法》的实施,提高彩色电视机的能源利用效率,我国制订了新的彩电能效标准《GB12021.7-2005:彩色电视广播接收机能效限定值及节能评价值》,并从今年3月1日起正式实施。

    根据彩电节能标准,从2006年3月1日实施的能效限定值:待机能耗为9W,能效指数为1.5;2006年3月1日实施的节能评价值:待机能耗为3W,能效指数为1.1。到2009年,彩电的能效要求和节能评价将更加严格,2009年3月1日实施的能效限定值:待机能耗为5W,能效指数为1.0;2009年3月1日实施的节能评价值:待机能耗为1W,能效指数为0.75。

    之所以将待机能耗定在9W,而不是一步到位与欧洲“1W计划”接轨,是因为专家组在标准制订过程中对200多台彩电样机做检测时发现,待机能耗和能效指数两项检测均合格的产品只有78%,另有22%的产品不达标,待机能耗单项检测超过9W的产品有18%。从检测结果来看,目前部分国内彩电制造商待机节能的技术水平与国际“待机能耗1W计划”有一定差距,不具备迅速接轨的能力,因此给彩电生产厂商预留了三年的过渡期。

    可见,新的彩电能效标准是在充分分析了我国电视机产业的总体发展状况和彩电的技术水平的基础上,对GB12021.7-1989《彩色及黑白电视广播接收机电耗限定值及测试方法》的全面修订,其实施将为《中华人民共和国节约能源法》在彩电行业中的实施提供科学依据,将在实施节能产品认证制度、淘汰高耗能产品、促进企业技术进步和彩电产品能效提高、增强我国彩电产品国际竞争力等方面发挥重要作用。

 

一、彩色电视机技术概述

 

    电视是通过通信线路将现场的或记录的景物在一定距离之外以图像形式即时重现的一种技术。从对景物信息的摄取直到在显示设备上重现出景象,构成一个完整的电视系统。电视系统包括信号源、信号处理电路、传输线路及终端显示设备等。

    电视系统的信号源主要通过电视信号之类的商业化产品来获取,信号源有摄像机、飞点扫描器、电视电影、测试信号发生器等。而终端显示设备就是黑白或彩色电视接收机,这部分涉及消费者处理、接收电视信号等行为。传输线路是信号制作与接收间的联系纽带,信号传输技术的发展会极大地影响电视机及相关设备的工作。

    电视信号的接收主要分为地面广播电视接收、有线电视接收、卫星直播电视接收三种方式。普通电视机能直接收看地面广播电视和有线电视,附加一定设备就可以收看卫星直播电视。

GB/T9002-1996《音频、视频和试听设备及系统词汇》对电视接收机这样定义:选择、放大和解调广播电视发送的信号,并在显示图像时重放伴音的电子设备。

    电视技术现处在向高清晰度电视过渡的阶段,也可以说正处在从模拟电视向数字电视过渡的阶段。但目前我国广播电视仍然使用模拟电视制式,电视机接收的信号都是模拟电视信号,为了提高图像和声音的质量而采用各种数字信号处理技术的电视机仍不能称为数字电视接收机。只有数字电视开播之后,真正的数字电视机才会进入千家万户。

    电视机的显像器件分为阴极射线管(CRT)和平板显示器件(Flat Panel Display,FPD)两大类。通常,将深度小于显示器对角线尺寸1/4的显示装置称为平板显示器。与传统的显像管相比,平板显示器具有体积小、重量轻、使用电压低和无X射线辐射等长处。因其亮度较好、图像清晰、整体超薄而轻等特点,适宜用作壁挂电视、多媒体终端装置和HDTV的显示终端。

    目前FPD中最成熟的有液晶显示(LCD)和等离子体显示(PDP),此外场致发射阵列平板显示器(Field Emission Display,FED)和有机电致发光器件(OELD)也在迅速地发展。应当指出,传统的CRT也在向平板显示的方向发展,新型扁平CRT(FPCRT)去掉了电子枪,采用线状或矩形阴极,实现矩阵驱动,加之又是扁平管屏,故使其既克服了CRT的现存缺点,又兼有平板显示之优点,既轻而薄、低压驱动和低功耗等。总之,在平板显示技术领域,正不断出现各种新型器件,并且日益得到广泛的应用。

 

二、国外电视机能效标准介绍

 

    为了节约能源、保护环境,提高用能产品的能源利用效率,许多国家陆续从70年末开始制定、实施家用电器和照明产品能效标准,并取得了很好的社会和经济效益。能效标准的有效实施积极推动了用能产品的节能技术进步,对不断提高能效水平、减缓环境污染、降低消费者使用成本发挥了重要的作用,并成为许多国家能源政策的基石。

    由于各个国家节能、环保政策不同,经济条件不同,市场状况不同,生产和销售情况不同,因而各个国家能效标准的内容也各不相同。国外有关电视机的能效标准或者技术条件主要有两种,一种是针对电视机工作功耗的,日本、欧盟和俄罗斯等国制定了有关的标准;更多的国家制定或实施了针对电视机待机能耗的能效标准或保证标识。

 

1、电视机工作能效标准

 

1)日本

    30多年来日本在亚洲的经济发展中处于领先地位,日本的发电总量超过150000MW,但是供应7000万用户却需要700,000GWh电力。由于日本能源资源的匮乏,巨大的能源需求导致日本能源的大量进口。为了削减能源需求,保持经济增长,日本在1979年制定并实施了《节能法》,以提高能效,促进能源节约。日本通产省(MITI)在1979年通过了《合理利用能源法》(即节能法),提出了多项节能措施,并为设备的能源管理、房屋的绝热以及汽车油耗建立了标准。根据法律,标准和标识以自愿的方式实施。

    然而,如果制造商没有遵守或满足通产省推荐的能效改进的要求,通产省便会向公众通报。通产省也可以责令制造商为了符合政府的建议而从董事会那里得到咨询。这些措施会使制造商蒙受羞辱,所以事实上他们自动地使标准和标识规则成为“强制性”的,因为日本的制造商非常看重他们的公司名誉。1979年日本建立了家用电冰箱和空调器目标能效标准,1994年又颁布了荧光灯、电视机、计算机、磁盘驱动器以及复印机的目标能效标准。

    1998年6月,《节能法》进行了修订,并于1999年4月生效。修订后的节能法为用能产品建立了目标能效标准和要求。修订法还引入了领先者(Top Runner)项目,该项目是指在预先限定的产品类型范围内,将目前市场上各类产品的最高能效水平设定为制造商和进口商产品的能效目标值,即现行产品型号中最高的能效水平将成为将来的最低能效标准。表1为Top Runner项目各种产品预期的能效提高与生效的年限。通产省有一份报告指出,项目截至到1999年3月,每年家用和商用电器在能源效率提高方面可以避免9.7Mt碳排放。1995年日本和美国“能源之星”就办公设备达成了互认协议。

 

1 日本Top Runner项目预期的能效提高值

产品能效

提高的绝对值(%)

目标年限

空调(冷暖)

63.0

2004

空调(单冷)

14.0

2007

冷藏箱、冷冻箱和冷藏冷冻

22.5

2004

电视机

16.4

2003

盒式录像机(仅限待机能耗)

58.7

2003

荧光灯

16.6

2005

计算机

83.0

2005

磁盘驱动器(disk drives)

78.0

2005

影印机(Photocopier)

30.0

2006

 

日本1994年《节能法》中能效标准将电视机分为4类:

1. 53cm(21″)及以下的标准电视机;

2. 大于53cm(21″)的标准电视机;

3. 宽荧光屏电视机;

4. 高清晰度电视机(HDTV)。

2 给出了1998年电视机的目标能效值。

 

2  1998年电视机的目标能效值

产品分类

最大能源消耗值(kWh/yr.)

53cm(21”)及以下的标准电视机

6.24S+14.5+A

大于53cm(21”)的标准电视机

6.24S+34.2+B

宽荧光屏电视机

7.06S+53.9+B

高清晰度电视机(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信号来自广播人造卫星接受器);

44.6(for built-in video deck信号来自录像机);

61.0(for built-in satellite reception and video deck);

0.0(otherwise);

B=44.6(for built-in video deck);

0.0(otherwise);

    通产省在1999年3月31日以第192号通告颁布了Top Runner从1999年开始到2003年生效的新的电视机能效标准,见表3。

 

3 日本修订的目标能效值

线性扫

描频率

外观比例

功能

最大能源消耗

kWh/year)

 

 

 

 

 

 

 

常规扫描速率

 

4:3

对角线等于或小于100

基本模式

EM=2.5S+32

VCR

EM=2.5S+60

对角线大于100

基本模式

EM=5.1S-4

VCR

EM=5.1S+24

 

 

 

 

16:9(宽屏幕)

基本模式

EM=5.1S-11

VCR

EM=5.1S+17

不带VCR,但带一个附加功能

EM=5.1S+6

不带VCR,但带两个附加功能

EM=5.1S+13

不带VCR,但带三个附加功能

EM=5.1S+59

双倍

速度

16:9

高清晰度

EM=5.5S+72

 

其他

EM=5.5S+41

注:

1、目标值为2003年4月到2004年3月的销售加权平均值。

2、附加功能指具有双调谐电路,双屏(画中画)功能,多元文本广播接收功能,和MUSE-NTSC 转化器。

3、S为接收机的尺寸。这个值是由电视机显像管外部对角线尺寸(厘米)除以2.54得到的,保留整数位。

 

表中EM(Wh)是由公式1计算出来的电视机年电消耗。

 

F-1

 

式中:P0――开机状态下的消耗功率,W;

PA――通过节电功能节约的功率,W;

PS――待机状态下的消耗功率,W;

t1――估计的平均开机时间(每天4.5小时),h;

t2――估计的平均待机时间(每天19.5小时),h;

日本采用国内的测试标准JIS C6101:电视广播接收机测试方法。

资料来源:
1、The China Sustainable Energy Program:中国可持续能源项目
2、Technical supporting report for China energy efficiency standard of Color TVs:中国彩色电视机国家能效标准技术支持报告,中国标准化研究院(China National Institute of Standardization),2005年3月
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