【论文】基于洗碗机能效指数测试结果不确定度评定的研究（上）

关键词：耗电量　能效指数　不确定度

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前言

150 年前在地球上测量光的速度时，在给出的测量 结果中同时还给出了测量误差。但是由于误差的评定 方法不一致，使得不同的测量结果之间缺乏可比性，这 与当今全球化进程是不适应的。用测量不确定度来统 一评价测量的质量就是在这种情况下产生的。测量不 确定的度评定和表示方法是统一的，方便各个国家、各 个实验室间的相互比较和相互承认。［1］

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洗碗机能效指数测量不确定度的评定方法

能效指数是在洗净性能达到标准要求的前提下， 反映整机能源的利用效率，无论对洗碗机制造商，对 于 消费者来说是重要的指标，其测试结果的准确性直接 影响到质量的评价结果。

2.1 洗碗机能效指数的检测方法以及步骤

计算能效指数需要测量耗电量、待机功率、关机功 率以及程序时间等。现在市场上的洗碗机多种多样， 有的没有电源管理模块，程序结束后会一直处于待机 状态需要手动进行控制；有的带有电源管理模块结束 后进入待机状态一段时间自动进入关机状态；有的则 程序结束后直接进入关机状态。在标准中针对是否具 有电源管理模块规定了不同的计算方法。针对额定容 量大于等于10套的洗碗机、6～9套的洗碗机、小于6 套的洗碗机，标准中也规定了不同容量范围的标准年 耗电量的不同的计算方法。虽然计算方法不同，但是 对于不确定度的评定方法却大同小异。本文使用一台 5 套的且带有电源管理模块的洗碗机来进行能效指数 不确定度的评定。

根据GB 38383-2019中 6.2的要求，能效指数与 清洁指数试验同时进行，测得每个完整循环的耗电量。近几年的洗碗机绝大部分都不需要外部加热，因此使 用冷水供水，如果冷水水温不是15.0℃，应该进行冷水 耗电量的修正［2～3］。再通过QB/T 1520-2013中的方 法计算出能效指数

2.2 试验模型

式中：

—能源效率指数，圆整至1位小数；

—年耗电量，kW·h/年；

—标准年耗电量，kW·h/年。

因为待测洗碗机装有电源管理模块，程序结束后 可自动转入关机模式，则年耗电量根据式（2）进行 计算：

式中：

—年耗电量，kW·h/年；

—标准洗涤程序循环耗电量，kW·h；

280—一年标准洗涤程序的运行循环数；

—标准洗涤程序待机功率，W；

—标准洗涤程序待机模式的时间，min；

—标准洗涤程序关机功率，W；

—标准洗涤程序周期，min；［3］

因为待测洗碗机额定容量为5套，因此标准年耗 电量按（3）进行计算：

式 中：

—标准年耗电量，kW·h/年；

—个人餐具套数。［4］

2.3 不确定度因素确定

根据能效指数计算公式，影响能效指数的主要为 标准年耗电量

和年耗电量

。由于在套数确 定的情况下标准年耗电量为一个确定值，所以没有不确定度。此次测试用的洗碗机为5套根据公式计算

=287.5。

因为测试样机是有电源管理模块而且没有待机模 式，对年耗电量AEC 进行简化如（4）所示：

根据以上简化公式对年耗电量进行不确定度的评定。

能效指数是洗碗机套数、耗电量、关机功率以及 待机功率和程序时间综合体现的一个指标。其中耗电 量对能效指数的影响比较大，在耗电量的测试过程中 发现耗电量除了跟样机自身程序耗电与测量设备准确 度有很大关系外，也与测试设备的进水口温度以及环 境温度有关。因为现在的洗碗机中大多有温度控制， 加热到设定温度会停止加热。如果入水口温度过高或 过低以及室温不在标准范围内在加热功率恒定的情况 下，加热时间会大大缩短，导致耗电量减少。因此，我 们需要一个符合标准且稳定的测试环境。耗电量的多 少也与餐具数量与温度以及污染物的量有直接关系， 如果把污染好的餐具从烘箱拿出而不放置至环境温度 就放入洗碗机进行测试，餐具会有较高的温度，从而 对耗电量有一定的影响。餐具的材料多为陶瓷或不锈 钢，在洗碗机进行加热的过程中也会吸收一定的热量， 餐具数量的多少也对耗电量有一定的影响。针对这些 对耗电量的影响因素，标准中做了一些规定来避免或 者尽量减小其造成的影响。标准中规定了环境温度为 （23±2）℃，湿度为（55±5）%RH减小了环境因素对 耗电量的影响。规定了冷水进水口温度为15℃，不 为 15℃时给出了电量修正公式利用这种方法减小了进水 口温度的不同对耗电量的影响。规定了洗碗机的套数 组成、污染方法以及每次都是用洗碗机额定套数进行 测试避免了餐具数量以及污染物对洗碗机耗电量的影 响。还对洗碗机烘箱干燥法完成后要冷却到室温再进 行测试做出了规定。根据以上分析以及本试验室的实 际情况，对耗电量测量的不确定度主要从测量设备准 确度、进水口水温的修正值、稳压电源供电几个方面进 行评定。

根据以上公式，还需要测量关机功率时以及测量 程序时间时的不确定度进行分析。

不确定度的主要来源如下：

（1）由重复测量引入的不确定度，用A类方法进 行评定；

（2）由电参数测量系统的测量准确度引入的测量 不确定度，此类不确定度可用该仪器的校准证书的信 息进行评定；

（3）对于洗碗机，当水温不为15℃时需要引入用 电量的修正值，用电量的修正值引入的不确定度进行 评定；

（4）被测样机通过稳压电源供电，电压的波动范围 在±1%以内，由电压的波动所引起的单位用电量测量 的不确定度进行评定；

（5）测关机功率时由待机能耗综合测试系统引入 的不确定度，该不确定度可根据仪器的校准证书进行 评定；

（6）测量标准洗涤周期时由秒表引入的不确定度， 该不确定度可根据校准证书进行评定；

（7）本试验室环境存在波动，温度波动在（22±1）℃ 内波动，湿度在50%RH～60%RH之间波动，环境波动带 来的不确定可忽略不计。

（本文待续）

本文作者

梁兴然　孙路平　秦雅伟　袁红月

参考文献

［1］倪育才. 实用测量不确定度评定［M］.北京：中国质 检出版社、中国质量出版社，2016：2.

［2］GB/T 20290-2016，家用电动洗碗机 性能测试方法 ［S］. 2016.

［3］IEC 60436：2015，Electric Dishwashers for Household Use - Methods for Measuring the Performance［S］.

［4］QB/T 1520-2013 家用和类似用途电动洗碗机［S］. 2013.

来源：2020年中国家用电器技术大会 ·论文集

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