陳姍 厲登科

摘 要：各國(guó)洗衣機(jī)產(chǎn)品能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水的要求差異較大，需要在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)階段就設(shè)計(jì)和建造好供水系統(tǒng)。本文介紹了一種可移式供水設(shè)備，滿足中國(guó)、歐盟、國(guó)際電工委、沙特、澳洲等標(biāo)準(zhǔn)要求，且自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)易、對(duì)安裝環(huán)境要求低。

關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)，能效檢測(cè)，供水設(shè)備

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.01.038

Development of Water Treatment Equipment for Washing Machine Energy Effi ciency Detection

CHEN Shan LI Deng-ke

〔Ningbo Academy of Product and Food Quality Inspection， Ningbo Fibre Inspection Institute， CQC Ningbo（Cixi） Testing Center〕

Abstract： There are great differences in the water requirements of washing machine product energy effi ciency testing standards in various countries， so it is necessary to design and build a water supply system at the stage of laboratory construction. This paper introduces a portable water supply equipment， which meets the requirements of China， EU， IEC， Saudi Arabia， Australia， etc.， and has high automation and low requirements for installation environment， which can be operated easily.

Keywords： washing machine， energy effi ciency testing， water supply equipment

1 引 言

能源緊缺大背景下，能效制度成為世界各國(guó)限制他國(guó)電器產(chǎn)品進(jìn)口的有效手段。各國(guó)各地區(qū)洗衣機(jī)能效制度差異較大，但核心點(diǎn)均關(guān)注了三個(gè)指標(biāo)：洗凈性能（衡量洗衣機(jī)洗滌效果的指標(biāo)）、耗電量和耗水量。從研究數(shù)據(jù)看，洗衣機(jī)能效檢測(cè)用水對(duì)上述三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)影響大。對(duì)于專門從事產(chǎn)品檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室則會(huì)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)階段就設(shè)計(jì)專門的水處理設(shè)備。這種水處理設(shè)備雖然滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但是存在著建造周期長(zhǎng)、不可移動(dòng)性、費(fèi)用高、操作復(fù)雜、自動(dòng)化程度低等不足。本文根據(jù)洗衣機(jī)能效檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)易、對(duì)固定設(shè)施要求低的洗衣機(jī)能效檢測(cè)用水處理設(shè)備。

2 標(biāo)準(zhǔn)要求

在全球范圍內(nèi)推行洗衣機(jī)能效制度的國(guó)家和地區(qū)中，寧波市洗衣機(jī)企業(yè)主要的出口的國(guó)家和地區(qū)為沙特、歐盟、澳大利亞、新西蘭。綜合我國(guó)能效相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，洗衣機(jī)生產(chǎn)企業(yè)主要涉及的能效標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表1[1-5]。

由表1可知，各個(gè)國(guó)家地區(qū)能效標(biāo)準(zhǔn)差異大，其中對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)洗凈性能、耗電量和耗水量影響較大的能效檢測(cè)用水的要求也差異很大，主要體現(xiàn)在水溫、水壓、水硬度和水量四個(gè)指標(biāo)，詳見(jiàn)表2[1-6]。

3 設(shè)備介紹

3.1 設(shè)備參數(shù)

水溫：（10～65）℃；最小分辨率：0.1℃；準(zhǔn)確度等級(jí)：±0.6℃；水壓：（0～1.0）MPa；最小分辨率：10kPa；準(zhǔn)確度等級(jí)：±3%；水硬度：（0～3）mmol/ L；準(zhǔn)確度等級(jí)：±3%；最大制水量：500L/4h；準(zhǔn)確度等級(jí)：±10L；水量：（0～500）L，最小分辨率：0.01L；準(zhǔn)確度等級(jí)：±2%。

3.2 設(shè)備原理

本設(shè)備主要由四部分組成：凈水模塊，制冷和加熱模塊，水硬度調(diào)節(jié)模塊，水壓和流量控制模塊，如圖1所示。

3.3 功能流程

以一臺(tái)國(guó)標(biāo)洗衣機(jī)為例，洗衣機(jī)能效檢測(cè)用水處理設(shè)備的進(jìn)水口同普通自來(lái)水龍頭相連，出水口同洗衣機(jī)相連。按照標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)定水溫30℃，水硬度0.5mmol/L，水壓0.24MPa后，開(kāi)始試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖2所示。

3.4 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用水最重要的幾個(gè)參數(shù)為水溫、水硬度、水壓，通過(guò)以下設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

3.4.1 水溫設(shè)備結(jié)構(gòu)

本設(shè)備的水溫調(diào)節(jié)通過(guò)制冷和加熱模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。加熱采用電熱管對(duì)水加熱方式，通過(guò)PLC人機(jī)界面系統(tǒng)進(jìn)行控制和顯示。電熱管的功率為18kw，把水箱中滿載500L水從常溫20℃加熱至30℃約需要20～25分鐘。制冷則通過(guò)壓縮機(jī)制冷的方式，在水箱的上方安裝了一個(gè)冷水機(jī)，冷水機(jī)當(dāng)中裝滿水，通過(guò)水泵將水箱內(nèi)的水向冷水機(jī)當(dāng)中抽水，一直循環(huán)，直至達(dá)到目標(biāo)溫度預(yù)設(shè)值。冷水機(jī)的制冷功率5kW，把水箱中滿載500L水從常溫20℃冷卻至15℃約需要15～20分鐘。此外，水箱設(shè)置的循環(huán)電磁閥代替攪拌棒從而實(shí)現(xiàn)了水箱的內(nèi)循環(huán)，使得水箱內(nèi)各個(gè)位置的水溫達(dá)到均勻。

3.4.2 水硬度設(shè)備結(jié)構(gòu)

本設(shè)備中的水硬度通過(guò)水硬度調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。圖中燒杯內(nèi)飽和溶液1、2、3分別代表為二水氯化鈣、七水硫酸鎂和碳酸氫鈉的飽和溶液，通過(guò)PLC人機(jī)界面系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)水泵將飽和溶液抽取注入水箱內(nèi)，用硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，從而達(dá)到目標(biāo)水硬度值。同時(shí)，在水箱的上方設(shè)置了一個(gè)用于試驗(yàn)用水的PH值調(diào)節(jié)的溶液箱，通過(guò)加入適量的鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整水箱內(nèi)的PH值。對(duì)于0.5mmol/L的試驗(yàn)用水，20℃時(shí)的PH值為8.0～8.5。

3.4.3 水壓設(shè)備結(jié)構(gòu)

本設(shè)備中的水壓通過(guò)水壓和流量控制模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。當(dāng)水溫和水硬度達(dá)到目標(biāo)預(yù)設(shè)值后，該模塊中的變頻壓力裝置對(duì)試驗(yàn)用水進(jìn)行加壓，達(dá)到目標(biāo)設(shè)定的水壓值后洗衣機(jī)電磁閥打開(kāi)，進(jìn)入到檢測(cè)用洗衣機(jī)內(nèi)，與此同時(shí)，流量計(jì)開(kāi)始工作，記錄累計(jì)流入檢測(cè)用洗衣機(jī)內(nèi)的水量。如果出水口水溫未達(dá)標(biāo)目標(biāo)值，則回水電磁閥打開(kāi)，試驗(yàn)用水回流至水箱內(nèi)，流量計(jì)不工作。

4 優(yōu)點(diǎn)介紹

4.1 滿足國(guó)內(nèi)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求

本設(shè)備滿足GB 12021.4-2013（中國(guó)）、EN 60456-2016（歐盟）、IEC 60456-2010（國(guó)際電工委）、SASO 2885：2018（沙特）、AS/NZS 2040.1-2005+A3-2010（澳洲）中試驗(yàn)用水要求，覆蓋各類洗衣機(jī)生產(chǎn)企業(yè)能效檢測(cè)試驗(yàn)用水需求。

4.2 可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具備可移動(dòng)性

目前市面上并沒(méi)有成型的洗衣機(jī)能效檢測(cè)用水處理設(shè)備銷售。對(duì)于專門從事產(chǎn)品檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室則會(huì)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)階段就設(shè)計(jì)專門的水處理設(shè)備。這種水處理設(shè)備雖然滿足標(biāo)準(zhǔn)要求但是存在著需根據(jù)實(shí)際建筑情況設(shè)計(jì)和改造，建造周期長(zhǎng)；與固定建筑結(jié)合，占地大、不具備可移動(dòng)性等不足。本設(shè)備無(wú)需根據(jù)實(shí)際建筑情況設(shè)計(jì)和改造，可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)且具備可移動(dòng)性。詳見(jiàn)圖4。

4.3 費(fèi)用低且操作簡(jiǎn)便

洗衣機(jī)實(shí)驗(yàn)室的水處理設(shè)備，造價(jià)大約30萬(wàn)，這對(duì)于很多中小型洗衣機(jī)生產(chǎn)企業(yè)是一筆不少的費(fèi)用，且操作復(fù)雜，自動(dòng)化程度較低，需要檢測(cè)人員對(duì)各個(gè)不同分設(shè)備分別進(jìn)行設(shè)置，對(duì)人員的要求較高。本設(shè)備費(fèi)用低，造價(jià)不超過(guò)10萬(wàn)元，一般洗衣機(jī)企業(yè)試驗(yàn)設(shè)備投入時(shí)可接受；且操作簡(jiǎn)單，界面可視化，自動(dòng)化程度高，無(wú)需檢測(cè)人員對(duì)各個(gè)不同設(shè)備分別設(shè)置。詳見(jiàn)圖5 。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

洗衣機(jī)能效檢測(cè)用水處理設(shè)備的研發(fā)在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)，該設(shè)備可用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，所輸出的試驗(yàn)用水的水溫、水壓和水硬度恒定，每日用水參數(shù)穩(wěn)定，減少不確定因素，便于監(jiān)控和記錄，便于追溯和復(fù)查，以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的重復(fù)性，使得檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)所出具的實(shí)驗(yàn)報(bào)告更具公正性和法律效力。

參考文獻(xiàn)

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[6]Clothes washing machines for household use. Methods for measuring the performance：IEC 60456-2010 [S].

作者簡(jiǎn)介

陳姍，研究生，高級(jí)工程師，主要從事家用電器及附件產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)研究。

厲登科，工程師，主要從事家用電器及附件產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)研究。

（責(zé)任編輯：張佩玉）