印刷机械节能产品评价方法的研究

【摘要】通过对研究印刷机械节能产品评价方法的研究，规定了产品节能的评价原则与条件，选取了节能产品评价的能耗指标，并对能耗指标的计算方法作了详细说明，最后根据计算结果，明确划分了节能产品的节能水平等级，从而得出印刷机械节能产品综合评价方法，为制订《印刷机械节能产品评价方法》行业标准奠定了基础。

【关键词】节能；印刷机械产品；节能评价方法；能耗指标

1、前言

能源短缺将是我国当前乃至今后相当长一段时间内都要面临的挑战，国家将节约能源工作列为一项基本国策，制定了开发与节约并重，把节能放到优先地位的能源方针，以促使节能工作的长足发展。

目前我国虽然开展了节能产品的认证工作，但节能产品数量较少，仅限于“中国节能产品认证范围”中所列入的产品，而我国目前只有有限的几种节能产品有认证标准，远远无法满足节能产品发展的需要。同时印刷机械产品能源消耗大，市场上标有各种节能功能产品名目繁多，却缺少对其进行节能评价的标准，从而使得节能产品的质量、节能效果、技术水平的无法得到鉴别，也使得国家产品质量监督的法律法规在节能产品上无法实施，客观上造成节能管理上的无章可循，不利于整个行业节能工作的开展。

针对上述问题，我们向全国印机标委会申请，要求编写“印刷机械节能产品评价方法”标准，为此我们开展了该评价方法的研究工作，目的是为印机行业开展节能评价活动确立基本原则，从而为进一步确立各类产品的能效水平的最低限值或能耗水平的最高限值以及为下一步的能效等级的划分打下基础，为质量监督检测部门对各类产品的节能效果进行评判提供方法和依据，方便企业对自身开展的节能技术进行评价，从而为制订该标准确立方向。

2、节能产品概念理解

所谓节能，就是在满足相等需要或者达到相同目的的条件下，使能源消耗量最小，其减少的数量就是节能的数量。因此，节能是一个相对比较的概念，比较的前提就是要满足相等的需要或达到相同的目的。节能的产品首先是在满足使用功能的前提下，应该是节能的，其能源的消耗量应该是尽可能少的。那么到底怎样的产品才是节能产品？

国家标准GB/T 15320-2001《节能产品评价导则》对节能产品的定义是：符合与该种产品有关的质量、安全和环境标准要求，在社会使用中与同类产品或完成相同功能的产品相比，它的能源使用效率（能效）指标达到相关能效标准的规定，并且具有合理的用户增加投资回收期。中国节能产品认证管理办法中的定义：是指符合与该种产品有关的质量、安全等方面的标准要求，在社会使用中与同类产品或完成相同功能的产品相比，它的效率或能耗指标相当于国际先进水平或达到接近国际水平的国内先进水平。

从上述定义可以看出，作为产品首先是符合与该种产品有关的质量、安全和环境标准要求的，作为节能的产品还应保证其能源使用效率或能耗指标达到一定的先进水平，能产生一定的经济效益，具有合理的用户增加投资回收期，因而节能产品的评价主要内容应包括对产品节能量和经济效益两方面的评价。

3、评价方法建立的依据及评价标准框架

本评价方法的内容不同于GB/T 15320-2001《节能产品评价导则》，该导则只是对节能产品进行认证的基本技术依据，针对的是国家实行能效管理的产品。国家制定并公布实行能源效率标识管理产品的目录，虽然印机产品尚未列入其中，但对其进行能效标识已是大势所趋，而本方法是要对印机行业的节能活动的有效性进行评价，为避免造成企业人财物的浪费，制订一种科学实用的方法对节能产品按一定的准则进行综合评价，以方便企业自身开展的节能技术进行评价，为政府或质量技术监督部门对节能产品的监管提供技术支撑，这也是评价方法建立的依据。

由于印机产品种类繁多，各自的功用和能耗也不尽相同，要制订一个能适用于所有产品的具体评价方法是十分困难的，也是不现实的。因此，需要对印刷机械行业的节能产品提出一个方向性的“评价方法”，作为评价节能产品的指导性原则和方法，依照这个原则，今后可以对各类产品制定具体的评定方法，从而为将来实行每种产品的能效限定值及能效等级的评定奠定基础。

基于上述考虑，参考GB/T15320-2001《节能产品评价导则》，同时结合行业的特点来确立《印刷机械节能产品评价方法》标准框架。其内容包括：节能产品的评价原则和条件、能耗指标的选取、能耗指标的计算、节能量的计算以及评价产品的节能率和节能等级等。

4、节能产品的评价原则及条件

GB/T15320-2001《节能产品评价导则》为节能产品确定了评价的基本原则：一是产品的节能效果明显，符合资源合理配置、环境保护及社会和经济可持续发展的基本要求。二是节能产品具有一定的技术创新和经济效益，其投入产出比应大于1。由该导则的两个基本原则，确立印刷机械节能产品的评价原则，如下：

a.节能产品应达到已有的同类产品的国家、行业、地方标准的技术要求。

b.节能产品应具有明显的节能效果，即应具有能源消耗少且能获得较高经济效益的特点。

c.节能产品应技术先进，在质量、性能和社会使用及推广应用等方面有明显优势，且应满足使用、安全、可靠的要求。

制定被评价产品的评价条件，是为了对印刷机械产品是否节能进行初步的判断，进而设立一个进入节能评价程序的门槛。共两条：

a.产品应符合GB/T25657-2010《印刷机械 资源利用技术条件》，应采用了先进的节能技术，节能技术涉及到的装置以及先进技术宜采用但不限于JB/T11016-2010《印刷机械 耗电技术条件》中第五章的要求。

b.对产品进行节能评价，应规定统一的测试条件。

JB/T11016-2010《印刷机械 耗电技术条件》规定了印刷机械耗电技术条件的设备、要求和节电的评价。评定产品应采用了先进的节能技术，节能技术涉及到的装置以及先进技术包括电动机、机器的独立照明配套设备、烘干设备等多种设备。

另外，对产品进行节能评定，应确定统一的测试条件。在此条件下，生产出符合同类产品的国家、行业或地方标准的商品。

5、产品节能评价指标的选取

本研究项目的初始阶段，对能源的统计采用了两种方法，一种是按消耗能源种类统计：电力能耗、水能耗、油墨能耗、版材能耗、纸张能耗以及其他能耗工质；另一种是按用能过程统计：印刷机运转能耗、干燥能耗、冷却能耗、压缩空气能耗、排放气体能耗以及其他用能能耗等。我们研究的评价能耗指标有产品节能量、单位产品节能量、产品节能率、综合能耗、产品的单位产量的综合能耗、能量的当量值、节能率等。

在征求意见后，有些厂家和专家持不同意见，认为该方法对所消耗的能源分的太细，不仅包括了用能过程的各种消耗，还包括了各种资源的消耗，从而使问题复杂化，这其中多种消耗能源不易测量，操作性差。对各种消耗的测量目前还不具备完整的测试手段，数据获得存在困难。

因为印刷机械产品普遍结构复杂，由于诸多因素决定着设备整机的能耗，如机器的结构、零件的加工和装配精度、控制方式等，我们不能对这些因素一一准确地分析计算。然而，事情简单化是处理复杂问题的有效方法。“单位产出所消耗的能源”却能综合反映一款产品的节能水平。无论消耗能源的种类或形式，都会体现到设备的总功耗上，“总功耗”的数据以目前行业内各检测机构或大专院校所掌握的检测技术和检测手段都能实现采集。

这里引入“产耗比”的概念，也就是“单位能耗”的概念，实际单位产出量与实际消耗的功率之比。其倒数也就是“单位能耗”。因为无论哪种印刷机械（检测设备、配套辅助设备除外），最终都要输出成品，同一类别的设备，通过试验得出一系列“产耗比”数据，再根据全行业的情况综合分析后规定代表节能水平高低的“能效等级”。

今后“能效等级”的确定可以这样考虑：对不同厂商（包括外商）的同类设备多次试验后求出“产耗比”平均值，在平均值的基础上降低5～10%作为“节能产品”的最低准入门槛（即最高的产耗比），这个值应该能代表国内先进水平。“产耗比”每降低5%就升高一个能效等级，往上走级差可以缩小一点，如4%、3%、2%、1%，分别对应能效等级4级、3级、2级、1级。1级是最高级别的节能产品，5级是最低级别的节能产品。等等。

综上所述，可以选取单位能耗、综合能耗、节能评价值、用户增加投资回收期等作为印刷机械产品节能评价指标。单位能耗是指生产单位成品所消耗的能源总量。综合能耗是在标准规定的测试条件下，印刷机械产品实际消耗的各种能源实物量。该能源值为按规定的计算方法和单位分别折算后的总和。而节能评价值为印刷机械产品中，同一类产品的单位能耗的平均值。根据GB/T15320-2001《节能产品评价导则》对节能产品的定义，用户增加投资回收期也应列入评价指标之一。另外，因为客户在购买节能设备时，对于购买节能装置增加的投资是否能在有限的时间内收回投资是很关心的；对于那些为了满足节能要求反而降低了经济性的产品，“用户增加投资回收期”指标在评价节能产品时也能起平衡作用。

6、产品节能评价能耗指标的计算

进行能耗指标的计算，在规定的测试条件下，测量设备所消耗的各类能源值也是不一样的。GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》规定了各种能源折算标准煤的原则，其中有在计算综合能耗时，各种能源折算单位为标准煤当量；用能单位实际消耗的燃料能源应以其低（位）发热量为计算基础折算为标准煤量等要求。低（位）发热量等于29307千焦（kJ）的燃料，称为1千克标准煤（1kgce）。

为了掌握印刷机械所消耗的能源的类别状况，全国标准化印刷机械标准化技术委员会秘书处作过调查，了解到目前只有柔性版印刷机、凹版印刷机、卷筒纸平版印刷机和复合机使用了燃气或燃煤等进行加热来实现干燥，其他的机型均是利用电能进行生产。为使复杂问题简单化，将印刷机械各种机型的能源消耗分为单一能源消耗和两种以上能源消耗两种耗能方式。对于单一能源消耗的印刷机械产品的单位能耗采用每单位产品千瓦·小时为单位，而对于两种以上能源消耗的印刷机械产品的单位能耗采用每单位产品千克标准煤为单位。在规定的测试条件下，测量设备所消耗的各类能源值。

1）单位能耗及综合能耗的计算

能耗的计算按设备的耗电种数分为单一能源消耗计算和两种以上能源消耗计算两种。单一能源消耗的单位能耗是生产单位成品所消耗的能源总量；两种以上能源消耗单位能耗，由各种能源的综合能耗得出，单位为千克标准煤（kgce）。

a.单一耗电设备

对于只消耗电能的设备，其单位能耗qe为生产单位成品所消耗的电量，按公式（1）计算。

式中：qe为单位能耗。单位依据成品的特点确定。如千瓦·小时每平方米（kw.h/m2）（胶印机、覆膜机等）、千瓦·小时每平方厘米（kw.h/cm2）（胶订机，cm2为加工书背的面积）等等；e为生产某种成品（完成某种工作量）所消耗的电量，单位为千瓦·小时（kw·h）；n为生产某种成品（或某种工作）的总量，单位依据成品的特点确定。

b.消耗两种以上能源的设备

对于不但消耗电能，还消耗其它能源，如：燃气或燃煤等能源进行干燥的设备，其单位能耗为生产单位产品所消耗的综合能耗，按公式（2）、（3）计算。

式中：E为综合能耗，单位为千克标准煤（kgce）；m为消耗的能源品种数；ei为设备消耗的第i种能源的实物量，单位依据能源种类确定； pi为第i种能源的折算系数，按能量的当量值或能源等价值折算。

注：各种能源的折算系数可参见GB/T 2589-2008。

2）节能评价值

对于达到国家、行业或地方标准的技术要求的一类产品，将该类产品单位能耗的平均值作为节能评价值，该值为能耗水平的最高能耗限值，按公式（4）计算。

式中：ep为节能评价值，单位依据产品的特点确定；qej为第j个企业的指定产品的单位能耗值，单位依据产品的特点确定；t为达到指定产品的国家、行业或地方标准的企业数量，数量越多，评价值越具有参考价值。

3）用户增加投资回收期

用户增加投资回收期是评价节能产品经济型的指标，是指用户用节能经济效益回收购买节能产品多支付的费用所需要的时间，用年表示。按公式（5）计算：

式中：a为用户增加投资回收期，单位为年；K为使用节能产品用户增加的投资额，单位为元；M为产品的年节能经济效益，单位为元每年。

7、产品节能的评价方法

为了方便地进行产品节能折评价，我们引入“企业产品节能率”的概念，企业产品节能率是指产品的单位能耗达到节能评价值的比率。由节能率的大小可以确定产品的节能水平等级，从而评定产品是否节能。

1）节能率

企业产品的节能率按公式（6）计算：

2）节能水平等级

为了确定节能水平等级，全国印刷机械标准化技术委员会召集全国相关印刷机械企业对节能率与节能水平等级的关系进行了一系列的试验和讨论。这只是一个经验数据，最终得出了结论。节能产品宜按以下规定进行评价：

a）对于单位能耗小于节能评价值的企业产品，表示产品不节能；b）对于单位能耗达到节能评价值0～7%的企业产品，表示产品能耗为我国市场的平均水平；c）对于单位能耗低于节能评价值8%～11%的企业产品，表示产品比较节能；d）对于单位能耗低于节能评价值12%以上的企业产品，表示产品节能达到我国的先进水平。

企业产品的节能水平应按照表1的规定进行确定。

3）综合评价方法

节能产品的各评价指标应符合以下要求：

a）节能产品的节能水平等级应达到本标准规定的我国先进水平；

b）节能产品的用户增加投资回收期应小于同类产品的平均使用寿命；

c）节能产品的重点性能指标应符合相关标准中的相应规定。

节能产品的生产企业应建立质量管理体系，确保持续、稳定地生产符合规定要求的产品。

8、结束语

通过“印刷机械节能产品评价方法”的研究，从而制订相关的行业标准，可为整个行业开展节能减排的评价工作提供依据，指导将来各类产品能效水平的最低限值或能耗水平的最高限值及能效等级标准的制订工作，并为质量监督检测部门对各类产品的节能效果评判提供方法和依据，方便各类企业对自身开展的节能技术进行评价，将会促进印刷机械领域节能工作的开展，并将对产业的发展起到积极的促进作用。