基于數(shù)據(jù)分析的打印設(shè)備能效評估

王世栩，謝磊雷，陸永麗，忻龍

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，上海 201114）

基于數(shù)據(jù)分析的打印設(shè)備能效評估

王世栩，謝磊雷，陸永麗，忻龍

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，上海 201114）

為了更有效地執(zhí)行我國能效等級評價標(biāo)準(zhǔn)和降低辦公能耗，著重討論了打印設(shè)備的能源效率評價。通過收集的數(shù)據(jù)來分析打印機能效限定值及相應(yīng)的能效等級標(biāo)準(zhǔn)的測試方法測試過程中的關(guān)鍵點。通過引入計算模型和介紹測量典型能耗分析法 (TEC)，操作模式功率法 (OM)的步驟和檢測方法。對檢測需要注意的項目以及有效降低電力能源消耗提出對應(yīng)的方案和建議。

打印機；能效；TEC；OM；能耗

1 介紹

近期，為了提高能源利用效率，落實國家關(guān)于節(jié)約能源和加強固定資產(chǎn)投資項目的能耗管理以及杜絕一切能源浪費的號召，依據(jù)國家和地方的節(jié)能法律，在北京、上海、江蘇、廣東等地，先后施行執(zhí)行固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查管理方法。國家發(fā)展和改革委員會也在制訂固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查。打印設(shè)備作為大范圍使用的必不可少的辦公設(shè)備，每年耗電量巨大。國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會于2008年開始實施：打印機和傳真的能效限定值和能效等級，從此低于3級能效的產(chǎn)品將不能在市場銷售。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中成像技術(shù)的差異，打印設(shè)備的能效有兩種測試方法：一種是采用典型能耗分析法（TEC），分析采用熱敏、熱升華、電子圖像、固體蠟飛機、熱轉(zhuǎn)印和高性能噴墨技術(shù)得到的產(chǎn)品能效；另一種是根據(jù)操作模式功率法（OM），噴墨產(chǎn)品或針式打印機產(chǎn)品適用于能效分類。同時，本文結(jié)合收集到的數(shù)據(jù)和國家標(biāo)準(zhǔn)，來分析打印機和傳真的能效測試方法，提出一些措施來降低產(chǎn)品的能耗。

2 測試和計算方法

2.1 典型能耗法

1）能效要求

依據(jù)GB 25956-2010，能效分為3級：1級是能效等級最高。采用熱敏、熱升華、電子圖像、固體蠟飛機、熱轉(zhuǎn)印和高性能噴墨的技術(shù)產(chǎn)品按照典型能耗法（TEC）對產(chǎn)品的能效分級。產(chǎn)品的各等級典型能耗應(yīng)不大于表1的規(guī)定。產(chǎn)品的能效限定值是3級能效，產(chǎn)品節(jié)能評價值能效是2級能效。

2）計算模型

TEC（產(chǎn)品典型能耗法）判定打印設(shè)備的能效等級是以一周消耗的千瓦時為單位，這是我們常用的單位。用TEC值可以直觀地看出一周的電力消費，有助于人們比較同類型的產(chǎn)品耗電量從而選擇產(chǎn)品。它的模型假設(shè)一個星期有五個工作日。每個工作日分為上午和下午兩部分工作。需要測量在每一個工作狀態(tài)和空閑狀態(tài)下消耗的電能。在沒有人操作的設(shè)備在兩個休息日，設(shè)備將進入睡眠狀態(tài)。我們通過如圖1中的測試項目，獲得需要的TEC值。

TEC： 周典型能耗

EJOE_DAILY：產(chǎn)品每日工作任務(wù)能源消耗量

EFINAL：最終消耗

NJOBS：產(chǎn)品每日應(yīng)完成的典型工作次數(shù)

tFINAL：最終進入睡眠狀態(tài)時間

EAUTO：自動關(guān)閉的能量

TAUTO：自動關(guān)閉時間

EJOE_DAILY計算公式：

表1 產(chǎn)品典型能耗法能效等級

圖1 TEC測試項目

EJOE_i：產(chǎn)品完成測試方法規(guī)定的第i次工作任務(wù)時的能源消耗量，單位為瓦時（W·h）

2.2 操作模式功率的方法

我們采用噴墨或針打打印技術(shù)根據(jù)OM（操作模式功率）分類產(chǎn)品的能源效率。操作模式的功率和每個級別的待機功率應(yīng)不超過表2的規(guī)定。

打印的附加功能和功率因素的總和由表3確定?；A(chǔ)值將由產(chǎn)品的基本功能即睡眠狀態(tài)決定的。附加功能的功率因素總和最多包括三個數(shù)值。其余功能選附加值。

多種附加功的能單一的接口應(yīng)根據(jù)其基本功能選擇使用一種功率因數(shù)。

操作功率的計算：

Es：實測產(chǎn)品睡眠狀態(tài)的能耗，單位為瓦時（W·h）；

Ts：實測產(chǎn)品睡眠狀態(tài)的能耗的測試時間，單位為時（h）。

表2 操作模式下的產(chǎn)品能耗

表3 產(chǎn)品附加功能的功率因子表

關(guān)閉狀態(tài)功率的計算：

Eoff：實測產(chǎn)品關(guān)閉狀態(tài)的能源消耗量，單位為瓦時（W ·h）；

Toff：實測產(chǎn)品關(guān)閉狀態(tài)喜愛的能源消耗量所用的時間，單位為時（h）。

2.3 編寫報告

在測試過程中，每個執(zhí)行檢測任務(wù)的都會創(chuàng)建詳細(xì)的檢測報告。報告包含：對比軟件名稱，輸出窗口的名稱，輸入代碼和輸出代碼之間的一致性，整個窗口的測試標(biāo)準(zhǔn)。此外，檢測報告與測試同步進行。執(zhí)行每一步操作后，及時分析執(zhí)行結(jié)果以保證追蹤到整個測試的過程。

3 能耗的測試分析

通過一些代表產(chǎn)品的測試，我們在實際工作中評估打印設(shè)備的功耗。設(shè)備產(chǎn)品類型如表4所示。

兄弟型號：HL-3040CN待機功耗為8 W，預(yù)熱工作峰值功耗是521W，打印功耗447W。官方提供的功耗參數(shù) ：打印狀態(tài)480W，休眠狀態(tài)8W。

惠普型號：PL566待機功耗0-1 W，預(yù)熱工作峰值功耗387W和印刷的工作功耗341W。官方給出功耗參數(shù)：待機模式1.2W， 空閑模式0.9W，打印模式420W。

表4 六類打印機的能耗測試

DELL 1130：待機功耗2-3W，最高功耗在工作是439W，平均值約為300-400W。

Legend LJ3900：待機功耗為10W，最高功耗工作時是525W，平均值300-400W 。

Canon 3250：額定待機功耗為2W。通過測量，實際待機功率僅為1W。Canon 3250電源在正常工作狀態(tài)下327W。

我們假設(shè)打印機每天8小時工作日中，工作2小時，6小時備用。下班時我們假設(shè)打印機處于關(guān)閉狀態(tài)。一個月有22個工作日。一年12個月，工作狀態(tài)一個打印機在一年的時間是528小時，待機或休眠時間是1584小時。根據(jù)1元/千瓦時的商業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)，獲得結(jié)果如表5所示。

基于參考數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)三種辦公設(shè)備（包括黑白激光打印機、彩色激光打印機、彩色復(fù)合機）能耗是不同的。待機能耗范圍在0.9W —10W，而平均工作能耗在180W-447W之間，峰值能量消耗都小于600W的。例如，HP P1566待機功耗的優(yōu)勢非常明顯，F(xiàn)uji Xerox C5570彩色復(fù)合應(yīng)用LED技術(shù)優(yōu)勢在于工作功耗。然而，該產(chǎn)品屬于彩色LED產(chǎn)品，其借鑒意義小于其他類型設(shè)備。

打印機的最終能耗應(yīng)基于總的成本計算。在一定條件下假設(shè)，以上測試的辦公設(shè)備一年的電費不足300元。在待機狀態(tài)下的耗電量是非常少的，與工作狀態(tài)下耗電比較可以忽視。在相同的工作環(huán)境中，工作功耗差異相對較小，所以總的耗電差別并不明顯。通過這種情況下計算能耗，我們得出這樣的結(jié)論：待機能耗占總能耗的比重較小，綠色節(jié)能新產(chǎn)品有優(yōu)勢，但是考慮總電力消耗時節(jié)約的電能差異較小。同時，用戶購買辦公設(shè)備時應(yīng)考慮的主要因素是，在滿足用戶的實際需求時，消耗資源盡可能少。在此基礎(chǔ)上，以綠色節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品可優(yōu)先選擇。并建議廠商能在減少工作功耗的方向繼續(xù)努力。

表5 不同種類打印機的耗電情況

4 結(jié)論

本文系統(tǒng)地介紹了基于GB 25956標(biāo)準(zhǔn)的打印機和傳真機的能效檢測方法。它主要說明了標(biāo)準(zhǔn)的要點和關(guān)鍵問題。我國人口眾多，資源相對缺乏能量。為了解決能源問題，根本出發(fā)點是堅持開發(fā)與保護并存。本著節(jié)約優(yōu)先的方針，節(jié)能有利于提高能源利用效率。因此，我們提出了一系列的能效標(biāo)準(zhǔn)，從根本上限制了低能效的產(chǎn)品進入市場，盡可能早地達(dá)到節(jié)能和減排的目的。

[1] GB 21521-2014,復(fù)印機、打印機和傳真機能效限定值及能效等級[S].

[2]ENERGY STAR Product Specification for Imaging Equipment Eligibility Criteria V2.0能源之星影印設(shè)備合格判據(jù) 2.0版本[Z]. 2014.1.1.

[3]ENERGY STAR Program Requirements Product Specification for Imaging Equipment Test Method for Determining Imaging Equipment Energy USE 能源之星影印設(shè)備測試方法[Z]. 2014.1.1.

王世栩（1971.10-），女，上海，上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院安全檢驗室工程師，本科，主要從事電子產(chǎn)品安全和能效檢測技術(shù)研究。

Energy Eff ciency Evaluation of Printing Device Based on Data Analysis

WANG Shi-xu, XIE Lei-lei, LU Yong-li, XIN Long
(Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research, Shanghai 201114)

In order to implement national energy efficiency level evaluation standard more effectively and reduce the energy consumption of office, we further discuss current energy efficiency evaluation of printing device. This paper integrates the problems during collecting data to analyze the limited values of energy efficiency in printer and fax and corresponding test methods in energy efficiency level standard. It respectively introduces computation model and methods for typical energy consumption method, model power method, and basic steps and detection methods. It proposes items needed attention during detection and we put forward some suggestions and measures for power energy consumption programs.

printer; energy efficiency; TEC; OM; consumption

TM930.12

A

1004-7204（2015）03-0040-04