家用電磁灶能效檢測技術(shù)及測量結(jié)果影響因素

/ 安徽省計(jì)量科學(xué)研究院

0 引言

依據(jù)的家用電磁灶能效標(biāo)識檢測標(biāo)準(zhǔn)為JJF 1261.3-2017《家用電磁灶能源效率計(jì)量檢測規(guī)則》技術(shù)規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)于2018年3月26日起實(shí)施。

1 能效指標(biāo)計(jì)算公式

1.1 熱效率

電磁灶熱效率計(jì)算公式：

式中：ηi——單次測量的電磁灶熱效率（i=1，2，3），%；

c1——水的比熱容，取 4.18kJ/（kg·K）；

c2——鍋身和鍋蓋的比熱容，取 0.46kJ/（kg·K）；

m1——水的質(zhì)量，kg；

m2——鍋身和鍋蓋的總質(zhì)量，kg；

E——消耗的電能量，kWh；

ΔT——溫升，K；

τ——單位換算常數(shù)，為 3.6×103s/h

1.2 待機(jī)功率

電磁灶待機(jī)狀態(tài)功率P的計(jì)算公式：

式中：P——待機(jī)狀態(tài)功率，W；

EW——測量期間小號的電能量，W·h；

t——待機(jī)功率測量時(shí)間，h

2 能效指標(biāo)檢測操作過程

2.1 測量準(zhǔn)備

1）按技術(shù)規(guī)范要求，檢查該檢測系統(tǒng)裝置及配套設(shè)備是否在檢定有效期內(nèi)，所處實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件是否符合檢測條件要求[環(huán)境溫度：20℃±2℃，相對濕度：45%～85%，大氣壓：86～106kPa，電壓：220（1±1%）V，頻率：（50±1）Hz]。

2）檢查被測電磁灶外觀是否完好，要求無明顯的機(jī)械損傷、變形或破損。

3）測試被測電磁灶能否正常工作，確定其熱效率測量功能檔位的最大額定功率檔和最大待機(jī)狀態(tài)功率測量狀態(tài)，選取檢測樣本中另一臺測量其加熱線圈盤的有效直徑。

2.2 熱效率測量方法

1）被測電磁灶處于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下靜置時(shí)間不少于 4h。

2）根據(jù)測得加熱線圈盤的有效直徑，按照技術(shù)規(guī)范要求選擇可以覆蓋加熱區(qū)域的最小規(guī)格平底標(biāo)準(zhǔn)鍋（見表1）。

表1 平底標(biāo)準(zhǔn)鍋

3）按照技術(shù)規(guī)范要求選定規(guī)定質(zhì)量的水，調(diào)節(jié)水溫在15℃±1℃，加蓋，保證數(shù)顯溫度計(jì)穿過鍋蓋孔，置于鍋內(nèi)中心位置，數(shù)顯溫度計(jì)感溫部分要浸入水中且底端距離鍋底10mm±2mm，測量數(shù)顯溫度計(jì)示值t1。

4）將平底鍋迅速置于被測電磁灶加熱單元中心，啟動電磁灶至熱功率測量功能檔位，同步啟動數(shù)字功率計(jì)開始累積消耗的電能量。

5）當(dāng)數(shù)顯溫度計(jì)的溫升接近75K時(shí)，切斷電磁灶電源，同時(shí)終止數(shù)字功率計(jì)，記錄電能量E1，并讀取1min后數(shù)顯溫度計(jì)最高溫度示值t2，溫升ΔT（Δt=t2-t1）需保證在（75±1）K 范圍內(nèi)。

6）按照技術(shù)規(guī)范要求處理數(shù)據(jù)，計(jì)算出第1次測量的電磁灶熱效率η1。

7）重復(fù)上述步驟，計(jì)算出測量的電磁灶熱效率η2、η3。

8）計(jì)算三次測量的電磁灶熱效率平均值，作為電磁灶檢測樣本的熱效率。

3 能效檢測結(jié)果影響因素

3.1 熱效率

1）初始水溫調(diào)節(jié)

按照檢測要求，初始水溫在15℃±1℃范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室一般采取冰水和常溫水混合調(diào)制水溫的方式。在調(diào)制過程中，要注意攪拌幾下，防止水溫區(qū)域不均勻。攪拌之后，建議靜置片刻，待數(shù)顯溫度計(jì)的顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，再開始下一步操作。

2）切斷電源時(shí)機(jī)

熱效率檢測溫升要求在（75±1）K范圍內(nèi)，這個(gè)要求看似簡單，但在實(shí)際操作過程中，不易把握。在八年的電磁灶熱效率檢測過程中，經(jīng)常出現(xiàn)，要么溫升達(dá)不到74K，要么溫升超過76K，導(dǎo)致檢測失敗的情況。這個(gè)溫升與切斷電源的時(shí)機(jī)相關(guān)。不同廠家、不同型號的電磁灶的溫升特性不一樣，只有在檢測過程中去觀察，電磁灶屬于溫升較快，切斷電源后溫度迅速下降的情況，還是屬于溫升比較平穩(wěn)，切斷電源后溫度還慢慢上升的情況。如果是前一種情況，就需要溫升在76K左右時(shí)切斷電源，而后一種情況則需要在溫升約為75K時(shí)就要切斷電源。具體何時(shí)切斷，需要實(shí)驗(yàn)者在實(shí)際操作中觀察總結(jié)。

3）非同步操作

家用電磁灶熱效率測量過程中，涉及被測電磁灶、功率計(jì)、秒表、電源等設(shè)備同步啟動和停止的操作，不可避免地存在不同步操作，只能盡可能地保證同步。在數(shù)據(jù)處理過程中，也考慮了非同步操作對測量結(jié)果的影響，引入了非同步操作不確定度，減少非同步操作對結(jié)果的影響。

4）標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的插入深度

按檢測要求，應(yīng)當(dāng)將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)感溫部分浸入標(biāo)準(zhǔn)鍋水中的中心，且底端距離標(biāo)準(zhǔn)鍋鍋底10mm±2mm，標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定時(shí)采取的插入方式是全浸入，因此，建議在家用電磁灶熱效率檢測時(shí)，按照規(guī)則規(guī)定的插入深度對標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，使用校準(zhǔn)后的修正值，避免影響家用電磁灶熱效率測量結(jié)果以及家用電磁灶能源效率等級判定。

5）電能量保留小數(shù)位數(shù)

JJF1261.3-2017《家用電磁灶能源效率標(biāo)識計(jì)量檢測規(guī)范》中沒有明確說明，熱效率檢測過程中，終止數(shù)字功率計(jì)，記錄數(shù)字功率計(jì)累計(jì)的電能量數(shù)值時(shí)，應(yīng)當(dāng)保留幾位小數(shù)位數(shù)。對同一個(gè)家用電磁灶、同一組檢測數(shù)據(jù)，比較了保留2位有效數(shù)字和保留3位有效數(shù)字的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩種修約情況下，計(jì)算得到的熱效率值不同，導(dǎo)致判定的能效等級不同，從而得出完全不同的判定結(jié)果，這對于地方家用電磁灶能源效率標(biāo)識計(jì)量檢測監(jiān)督抽查工作有很大的影響。

3.2 待機(jī)狀態(tài)功率

接線板的功率對待機(jī)狀態(tài)功率有影響。使用功率計(jì)測量電磁灶能效時(shí)，需要用到接線板連接線路，在多年的電磁灶能效檢測中發(fā)現(xiàn)，有的接線板會出現(xiàn)功耗，按檢測要求，接線板應(yīng)當(dāng)是無功耗的，但遇到過還未開始測量電磁灶的待機(jī)功率時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)功耗的現(xiàn)象。經(jīng)過各種排查，更換幾個(gè)接線板測試，找到了無功耗的接線板。因此，建議在做電磁灶能效檢測時(shí)，注意檢查非檢測狀態(tài)下，是否存在接線板等設(shè)備有功耗的情況，以免影響檢測結(jié)果。

4 地方能效標(biāo)識監(jiān)督抽查存在的問題

在近八年的地方能效標(biāo)識監(jiān)督抽查中，被抽查的產(chǎn)品，基本都按照標(biāo)準(zhǔn)要求，在產(chǎn)品的顯著位置正確使用能源效率標(biāo)識。不過存在一個(gè)問題：大部分電磁灶標(biāo)注的待機(jī)狀態(tài)功率正好為相應(yīng)等級的待機(jī)功率，而在實(shí)測待機(jī)功率時(shí)，都小于標(biāo)注的待機(jī)狀態(tài)功率，這樣并不便于消費(fèi)者購買產(chǎn)品時(shí)參考選擇。

5 家用電磁灶能效檢測建議

我國家用電磁灶能效檢測方法在環(huán)境條件、測量設(shè)備、具體檢測方法等方面存在著一些弊端，如現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范中使用的是水銀溫度計(jì)測量溫度，但這種測量溫度的方法存在缺陷。我國家用電磁灶能源效率檢測與歐盟國家家用電磁灶能效檢測之間存在著差異，我國目前采用的家用電磁灶能效檢測方法自動化程度較低，人工操作導(dǎo)致檢測結(jié)果誤差較大，建議研究使用自動檢測系統(tǒng)，降低整體不確定度，提高檢測準(zhǔn)確度。

6 結(jié)語

家用電磁灶能效檢測方法并不復(fù)雜，但在具體檢測過程中，需要特別注意文中討論的影響測量結(jié)果的因素。這就要求計(jì)量檢測人員熟悉家用電磁灶計(jì)量檢測規(guī)程，不斷提高操作技能，積累檢測經(jīng)驗(yàn)，從而更好地完成家用電磁灶的計(jì)量檢測工作，規(guī)范家用電磁灶能源效率標(biāo)識的標(biāo)注，為家用電磁灶能源效率標(biāo)識計(jì)量檢測監(jiān)督抽查提供技術(shù)保障和支撐。