中國電器科學(xué)研究院：領(lǐng)跑國內(nèi)機(jī)電產(chǎn)業(yè)檢測試驗(yàn)裝備市場

◎ 文/段雨默

中國電器科學(xué)研究院創(chuàng)建于1958年，是原機(jī)械工業(yè)部直屬的多專業(yè)、綜合性科研機(jī)構(gòu)，機(jī)電產(chǎn)品檢測試驗(yàn)裝備的研究開發(fā)是其一個(gè)重要的技術(shù)領(lǐng)域。作為國內(nèi)較早進(jìn)入該領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)，研究院在多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的研究走在了國內(nèi)同行的前列。20世紀(jì)80年代中期，研究院在國內(nèi)率先研制成功壓縮機(jī)冷量試驗(yàn)臺；80年代末研制成功國內(nèi)首個(gè)空調(diào)器平衡環(huán)境型量熱計(jì)；90年代以來，開發(fā)的空調(diào)器焓差試驗(yàn)室的市場占有率多年位列全國第一。近日，本刊采訪了中國電器科學(xué)研究院試驗(yàn)裝備首席專家鄭毅穗，聽他介紹了研究院在檢測試驗(yàn)裝備研發(fā)方面的情況。

五大技術(shù)領(lǐng)域

20世紀(jì)80年代，中國的冰箱、空調(diào)器產(chǎn)業(yè)開始迅猛發(fā)展，市場亟需產(chǎn)品開發(fā)和檢測所需的檢測試驗(yàn)裝備，而當(dāng)時(shí)高質(zhì)量的檢測試驗(yàn)裝備需要從日本、美國等發(fā)達(dá)國家進(jìn)口。依據(jù)當(dāng)時(shí)的市場形勢，中國電器科學(xué)研究院開始了制冷空調(diào)產(chǎn)品性能測試和環(huán)境測試所需的試驗(yàn)裝備的研發(fā)。

“我們非常注重技術(shù)研究，先后攻克了試驗(yàn)室內(nèi)惡劣氣候環(huán)境模擬、制冷機(jī)組寬工況下運(yùn)行安全穩(wěn)定性、綜合多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝備節(jié)能降耗、非穩(wěn)態(tài)測試的工況穩(wěn)定、新型測控軟件開發(fā)等多項(xiàng)技術(shù)難題?！编嵰闼胝f。

據(jù)鄭毅穗介紹，目前研究院在試驗(yàn)裝備的研究主要集中在五大技術(shù)領(lǐng)域。

——寬工況溫濕度環(huán)境模擬技術(shù)

國家領(lǐng)導(dǎo)人參觀空調(diào)器綜合環(huán)境模擬試驗(yàn)室

汽車跨越熱帶雨林、沙漠、冰雪地帶，面臨極高的環(huán)境適應(yīng)性考驗(yàn)，戶外裝備需要在各種惡劣氣候環(huán)境下能夠正常運(yùn)行。為檢驗(yàn)產(chǎn)品能否達(dá)到要求，在試驗(yàn)室內(nèi)模擬各種惡劣氣候環(huán)境，對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性和環(huán)境適應(yīng)性測試變得十分必要。

研究院開展寬工況溫濕度環(huán)境模擬技術(shù)的研究，主要研究惡劣氣候模擬技術(shù)、寬工況空氣處理設(shè)備的研究開發(fā)，研究成果則應(yīng)用于各種基于氣候模擬的試驗(yàn)裝備。

——自然現(xiàn)象模擬技術(shù)

包括在試驗(yàn)室內(nèi)模擬日照、吹風(fēng)、降雨和降雪等自然現(xiàn)象，近年來重點(diǎn)進(jìn)行降雪技術(shù)研究并獲得成功。研究院通過實(shí)驗(yàn)確定了降雪的模式，開發(fā)了供水供氣系統(tǒng)，解決了降雪噴頭矩陣水量均衡控制、雪花狀態(tài)控制、管道防凍、換熱器冰堵以及除霜過程試驗(yàn)室溫度回升等一系列技術(shù)問題，最終實(shí)現(xiàn)了在有限高度空間內(nèi)模擬自然降雪，雪花飄落狀態(tài)自然，積雪蓬松。

——試驗(yàn)裝備節(jié)能降耗技術(shù)

據(jù)鄭毅穗介紹，當(dāng)前氣候試驗(yàn)裝備的主流溫濕度調(diào)節(jié)方案是冷凍機(jī)持續(xù)運(yùn)行降溫除濕，調(diào)節(jié)加熱和加濕輸出抵消過多的冷量和除濕量。這種在國內(nèi)外沿用了幾十年的控制方法，優(yōu)點(diǎn)是簡單，缺點(diǎn)是能耗大。

以空調(diào)器為例，空調(diào)試驗(yàn)室是空調(diào)企業(yè)必需的研發(fā)和質(zhì)檢設(shè)備，如廣東某家用空調(diào)廠就擁有100多套各種空調(diào)器試驗(yàn)室，配電總?cè)萘砍^整廠的50%。一個(gè)常規(guī)空調(diào)器的開發(fā)需要經(jīng)歷幾百小時(shí)的測試，新型產(chǎn)品則需要更多時(shí)間。2011年該廠試驗(yàn)室僅運(yùn)行電費(fèi)就超過了5000萬元。

面對用戶對節(jié)能降耗的強(qiáng)烈需求，研究院開展了試驗(yàn)裝備節(jié)能降耗技術(shù)研究，通過綜合應(yīng)用冷凍機(jī)容量調(diào)節(jié)技術(shù)、變風(fēng)量技術(shù)、熱回收等技術(shù)，解決了冷媒流量控制、顯熱潛熱控制等技術(shù)難題，研制出節(jié)能型空氣處理機(jī)組并成功應(yīng)用于冰箱、空調(diào)試驗(yàn)室，其中冰箱試驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了能耗下降40%的良好效果。

——空調(diào)器季節(jié)能效檢測技術(shù)

汽車空調(diào)試驗(yàn)室

一直以來，空調(diào)器能效測試采用的是穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)方法。本世紀(jì)初，歐美國家率先采用了季節(jié)能效測試，運(yùn)用了部分負(fù)荷運(yùn)行和非穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)方法，比通常的穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)方法要復(fù)雜得多。

國內(nèi)空調(diào)企業(yè)產(chǎn)品出口歐美國家，需通過季節(jié)能效檢測方法對產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測，這是發(fā)達(dá)國家設(shè)置的準(zhǔn)入門檻。之前，國內(nèi)還沒有符合季節(jié)能效檢測標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室，致使產(chǎn)品的開發(fā)、標(biāo)定和認(rèn)證都遇到了困難。

研究院在國內(nèi)率先研發(fā)符合美國AHRI檢測標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)設(shè)備，對非穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)過程的溫濕度穩(wěn)定控制、空調(diào)器周期開停下的溫度測量快速反應(yīng)、數(shù)據(jù)分析計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，成功研制了符合季節(jié)能效標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)器焓差室，獲得了全球知名的美國兩大認(rèn)證機(jī)構(gòu)的選用。

——智能控制技術(shù)研究和測控軟件開發(fā)

試驗(yàn)裝備測控系統(tǒng)的好壞，決定了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和易操作性。研究院根據(jù)不同試驗(yàn)室的特點(diǎn)開發(fā)了各自的測量分析軟件，軟件操作方便，實(shí)時(shí)監(jiān)控和曲線分析功能強(qiáng)大，并集成了計(jì)量校正功能和三維、二維數(shù)據(jù)場分析功能。目前，研究院正進(jìn)一步開發(fā)基于虛擬儀器技術(shù)的智能控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)。

兩大產(chǎn)品系列

研究院積極推進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，形成了制冷空調(diào)系列試驗(yàn)室和汽車系列試驗(yàn)室兩大系列共十多種產(chǎn)品。

1.制冷空調(diào)系列試驗(yàn)室

——空調(diào)器綜合環(huán)境模擬試驗(yàn)室。這是研究院研制的新型試驗(yàn)室，為國內(nèi)首創(chuàng)，有別于對空調(diào)器制冷、制熱性能的測試，著重于研究空調(diào)器的環(huán)境適應(yīng)性和空調(diào)器營造的人體熱舒適性指標(biāo)。

試驗(yàn)室由外環(huán)境室和內(nèi)環(huán)境室兩大部分構(gòu)成。外環(huán)境室提供溫度、濕度、日照、降雨、降雪、吹風(fēng)等多因素氣候環(huán)境工況，以檢測空調(diào)器外機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性。內(nèi)環(huán)境室分布溫度測量矩陣和多點(diǎn)濕度、風(fēng)速傳感器，配置舒適性測量儀器，以評價(jià)和研究空調(diào)器提供的環(huán)境舒適性指標(biāo)。

——新型空調(diào)器焓差試驗(yàn)室。研究院成功地將季節(jié)能效測試技術(shù)應(yīng)用于普通空調(diào)焓差室，并進(jìn)行了一系列的技術(shù)創(chuàng)新與性能改進(jìn)。目前，試驗(yàn)室的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到并部分優(yōu)于美國AHRI210/240標(biāo)準(zhǔn)的要求，已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

——空調(diào)器平衡環(huán)境型量熱計(jì)。平衡環(huán)境型量熱計(jì)采用了測量精度高的測量方法，避免了干、濕球溫度測量誤差等因素對測試結(jié)果的影響，是檢測認(rèn)證行業(yè)首選的試驗(yàn)室類型?！捌胶猸h(huán)境型量熱計(jì)是我們的拳頭產(chǎn)品，目前國內(nèi)空調(diào)器企業(yè)和檢測認(rèn)證行業(yè)使用的平衡環(huán)境型量熱計(jì)，除了美國和日本的產(chǎn)品之外，基本都是我們的產(chǎn)品?！编嵰闼胝f。

——商用空調(diào)綜合性能試驗(yàn)室。主要用于中、大型中央空調(diào)系統(tǒng)，按功能分類主要包括風(fēng)冷冷熱水機(jī)組、水冷單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、水源熱泵機(jī)組等。

——冷藏運(yùn)輸集裝箱性能試驗(yàn)室?？梢詼y量冷藏集裝箱的保溫性能、制冷機(jī)組的制冷性能。

汽車排放試驗(yàn)室

——帶工況噪聲試驗(yàn)室。包括消聲室和混響室，除了能提供噪音測試的自由聲場外，還能提供特定的環(huán)境溫度條件，尤其適用于對溫濕度工況有需求的空調(diào)產(chǎn)品進(jìn)行測試。

2.汽車系列試驗(yàn)室

——汽車空調(diào)器試驗(yàn)室?？梢詫φ舭l(fā)器、冷凝器、水箱散熱器、壓縮機(jī)和HVAC總成進(jìn)行測試。

——汽車高低溫試驗(yàn)室。用于汽車低溫起動試驗(yàn)、風(fēng)窗玻璃除霧除霜試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、日照試驗(yàn)、高低溫交變試驗(yàn)等。其特點(diǎn)是溫度范圍寬，具備溫度交變功能。

——汽車NVH試驗(yàn)室。這是汽車行業(yè)一種整車測試裝置，用于測試不同車況下車內(nèi)、車外的噪聲、振動等指標(biāo)。

——汽車環(huán)境風(fēng)洞。模擬汽車在道路上行駛時(shí)的迎面風(fēng)速、溫度、濕度、日照和汽車運(yùn)行狀態(tài)（車速、行駛阻力等），以測定汽車的動力性能、汽車空調(diào)性能、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)性能等，對汽車開發(fā)具有重要意義。

——汽車排放試驗(yàn)室。主要為整車排放試驗(yàn)提供環(huán)境條件，測量汽車的尾氣污染物含量，確定汽車的排放性能是否符合要求。

——汽車振動試驗(yàn)室。提供高、低溫及日照模擬等環(huán)境，考核整車在高低溫環(huán)境下的振動耐久能力及進(jìn)行異響評價(jià)。

科技成果及應(yīng)用

鄭毅穗介紹，在試驗(yàn)裝備技術(shù)領(lǐng)域,研究院已獲得實(shí)用新型專利授權(quán)6項(xiàng)、軟件著作權(quán)登記7項(xiàng)，申報(bào)發(fā)明專利4項(xiàng)。另外,研究院還獲得國家科技進(jìn)步三等獎1項(xiàng)、中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎2項(xiàng)、省級科技進(jìn)步獎2項(xiàng)。

研究院研發(fā)的各種制冷空調(diào)試驗(yàn)室已經(jīng)大量銷售到制冷空調(diào)企業(yè)和檢測認(rèn)證行業(yè)；汽車試驗(yàn)室則是為數(shù)不多的進(jìn)入在華國外品牌汽車研發(fā)中心的國產(chǎn)汽車試驗(yàn)裝備。研究院開發(fā)的各種試驗(yàn)室已經(jīng)銷往意大利、印度、南美、中東、北非和東南亞地區(qū)，用戶涉及國內(nèi)外著名電器企業(yè)和汽車企業(yè)。

創(chuàng)新帆懸，中國電器科學(xué)研究院風(fēng)景正好！