澳大利亞和新西蘭滾筒洗衣機(jī)漂洗性能技術(shù)研究

徐強(qiáng) 馬永為 劉建偉

海信（山東）冰箱有限公司

一、引言

在世界各國的能效標(biāo)準(zhǔn)中，澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)對洗衣機(jī)性能的要求可以說是最嚴(yán)格的。其能效標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 2040.2，按照耗電量的多少分為1.0至6.0不等的能效星級，水效標(biāo)準(zhǔn)AS/NZS 6400又將不同星級的水效設(shè)置了嚴(yán)酷的限值要求，在達(dá)到理想的能效星級和水效星級的同時，漂洗、洗凈、磨損、脫水等性能也要達(dá)到限值要求，而各項性能指標(biāo)之間又存在著相互影響的關(guān)系。其中，漂洗性能是最難達(dá)到要求的一項指標(biāo)。

漂洗性能表征了洗衣機(jī)對殘留洗滌劑的去除能力，直接關(guān)系到用戶的穿衣健康，也是消費(fèi)者購買產(chǎn)品時非常關(guān)注的參數(shù)。本文設(shè)計了一系列的試驗，在滿足低耗水、耗電需求的基礎(chǔ)上，提高洗衣機(jī)產(chǎn)品的漂洗性能。漂洗性能采用RPS（Rinse performance score，漂洗性能數(shù)值）進(jìn)行表征，RPS值越低，代表漂洗性能越好，反之，漂洗性能越差。

二、試驗方法

（一）試驗條件

1.試驗用水

試驗水溫：冷水（20±2）℃，適用于洗衣機(jī)的洗滌及漂洗過程進(jìn)水。

試驗水硬度：（45±5）ppm。

試驗水壓：試驗過程中，進(jìn)水口的水壓保持在（0.32±0.02）Mpa范圍內(nèi)。

2.環(huán)境溫度及濕度

整個試驗過程中，環(huán)境溫度保持在（20±2）℃范圍內(nèi)，試驗對環(huán)境濕度不做要求。

（二）試驗材料

試驗負(fù)載：采用AS/NZS 2040.1規(guī)定的負(fù)載種類，并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比。

標(biāo)記物PBIS：采用AS/NZS 2040.1規(guī)定的標(biāo)記物，并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比。

洗滌劑：按照洗衣機(jī)額定容量進(jìn)行配置，包括基粉IEC B 和四水合過硼酸鈉（SPB4）。

污漬：采用采用AS/NZS 2040.1規(guī)定的皮脂污漬，并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比。

（三）試驗設(shè)備

分光光度計：Hunter Lab VIS，

紫外分光光度計：UV-2600

高速脫水機(jī)：Thomas

三、計算方法

（一）測量方法

按照標(biāo)準(zhǔn)要求配置負(fù)載，試驗開始前稱取進(jìn)行試驗所用負(fù)載的十分干燥重量，并記錄。

按照標(biāo)準(zhǔn)要求配置標(biāo)記物PBIS的重量，與洗滌劑一起放入1L溫度在35℃-40℃的試驗用水中，充分溶解。按照標(biāo)準(zhǔn)要求放置負(fù)載后，開啟試驗，在測試樣機(jī)進(jìn)水階段，從洗滌劑分配器處倒入已溶解的PBIS溶液。

試驗結(jié)束后，取出負(fù)載，稱取負(fù)載的重量并記錄，將取下污漬布的負(fù)載分批放入高速脫水機(jī)中進(jìn)行脫水，接取殘留漂洗液，接取總量不超過150mL，并準(zhǔn)備150mL試驗用水備用。

將接取的殘留漂洗液與試驗用水分別通過紫外分光光度計測量吸光度。

（二）數(shù)學(xué)模型

1.Cm=(Asamp-Asupply-b)/m

其中：

Cm為漂洗液中PBIS的濃度（單位：mg/l）；

Asamp為殘留漂洗液的吸光度；

Asupply為試驗用水的吸光度；

m為PBIS標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與吸光度擬擬合直線的斜率；

b為PBIS標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與吸光度擬擬合直線的截距。

注：m和b的數(shù)值與PBIS的批次，紫外分光光度計的型號相關(guān)，批次和儀器發(fā)生變化時需要重新標(biāo)定m和b的數(shù)值。

2.RPS=Cm×mr/RC

其中：

RPS為漂洗性能數(shù)值（單位：mg/kg）；

mr為測試樣機(jī)含水率；

RC為測試樣機(jī)額定容量（單位：kg）。

四、影響漂洗性能的關(guān)鍵因子

影響滾筒洗衣機(jī)漂洗性能的幾個關(guān)鍵因子如下：

其中，增加主洗水量或漂洗水量，會有利于改善漂洗效果，但不利于耗水的限值；增加漂洗時間，漂洗次數(shù)以及脫水轉(zhuǎn)速（脫水時間）等，也會有利于改善漂洗效果，但不利于耗電星級。

五、漂洗性能提升方案研討

現(xiàn)有某品牌滾筒洗衣機(jī)一臺，產(chǎn)品規(guī)格及參數(shù)如表一。

表1 產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)

該機(jī)器要求耗電星級為4.5星，耗水星級4.5星，漂洗性能3.15mg/kg，需提升達(dá)到限值要求，即不大于2.25mg/kg。

由于影響漂洗性能的各關(guān)鍵因子之間存在相互制約關(guān)系，在限定其它因子不變的情況下，單獨(dú)更改其中某個關(guān)鍵因子，測試漂洗性能的變化。

（一）中間脫水最高轉(zhuǎn)速對漂洗性能的影響

中間脫水轉(zhuǎn)速以每次增加200rpm為間隔，設(shè)置五組脫水轉(zhuǎn)速，在測試過程中保持其他參數(shù)不變，程序結(jié)束后用高速脫水機(jī)將負(fù)載脫水，取殘留漂洗液及試驗用水，分別用紫外分光光度計測量吸光度，經(jīng)過計算所得漂洗值如表1所示，測試數(shù)據(jù)為三次平均值。

表2 中間脫水轉(zhuǎn)速對漂洗性能的影響

通過表2測試數(shù)據(jù)可見，隨著中間脫水轉(zhuǎn)速的提高，殘留漂洗液中PBIS的濃度降低，漂洗性能得到提升。由此可以看出提高中間過程的脫水轉(zhuǎn)速，有利于改善漂洗性能。這是由于隨著脫水轉(zhuǎn)速的提升，負(fù)載中有更多的水分被甩出到機(jī)器外部，同時PBIS也隨同水分一起排出。考慮到機(jī)器的壽命、耗電量等因素，脫水轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在1000-1200rpm之間。

（二）脫水維持時間對漂洗性能的影響

測試滾筒洗衣機(jī)中間脫水最高轉(zhuǎn)速為1200rpm，脫水維持時間以每次增加30s為間隔，設(shè)置五組脫水維持時間，在測試過程中保持其他參數(shù)不變，程序結(jié)束后用高速脫水機(jī)將負(fù)載脫水，取殘留漂洗液及試驗用水，分別用紫外分光光度計測量吸光度，經(jīng)過計算所得漂洗性能如表3所示，測試數(shù)據(jù)為三次平均值。

表3 脫水轉(zhuǎn)速維持時間對漂洗性能的影響

通過表3測試數(shù)據(jù)可以看出，隨著中間脫水高速維持時間的提高，殘留漂洗液中PBIS的濃度降低，漂洗性能得到提升。脫水轉(zhuǎn)速維持時間從60s增加到150s，漂洗性能提升比較明顯，從2.66降至2.51，但維持時間從150s增加到180s時，漂洗性能提升的比較少，僅從2.51將到2.50，但延長1分鐘高速脫水，耗電量會明顯增加，因此需要綜合考慮。

由此可以看出提高中間過程的高速脫水維持時間，有利于改善漂洗性能。這是由于隨著脫水時間的增加，負(fù)載中有更多的水分被甩出到機(jī)器外部，同時PBIS也隨同水分一起排出?？紤]到機(jī)器的壽命、耗電量等因素，脫水轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在120s-180s之間。

（三）漂洗水量對漂洗性能的影響

測試滾筒洗衣機(jī)中間脫水最高轉(zhuǎn)速為1200rpm，脫水維持時間180s，漂洗水量以每次增加2L為間隔，設(shè)置五組漂洗水量，在測試過程中保持其他參數(shù)不變，程序結(jié)束后用高速脫水機(jī)將負(fù)載脫水，取殘留漂洗液及試驗用水，分別用紫外分光光度計測量吸光度，經(jīng)過計算所得漂洗性能如表4所示，測試數(shù)據(jù)為三次平均值。

表4 漂洗水量對漂洗性能的影響

由表4測試數(shù)據(jù)可見，隨著漂洗水量的增加，殘留漂洗液中PBIS的濃度降低，漂洗性能得到提升。這是因為水量的增加，有利于負(fù)載中的PBIS溶解到漂洗水中，從而隨著水一起排出到機(jī)器外部。但考慮到耗水星級的要求，水量不可能無限增加。因此需要綜合考慮星級要求，確定上述關(guān)鍵因子（中間脫水轉(zhuǎn)速，脫水轉(zhuǎn)速維持時間，漂洗水量）。

綜上，殘留液中PBIS的含量從最初的3.15mg/kg降低到2.15mg/kg，漂洗性能得到提升。在不影響洗凈、耗水、耗電星級的前提下，大幅度的改善了漂洗性能，滿足了限值要求。

結(jié)束語：隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，全球能源問題已經(jīng)引起各界的廣泛關(guān)注，如何節(jié)能已經(jīng)是各家電企業(yè)迫在眉睫需要解決的問題。而澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)中對洗衣機(jī)的各項能效參數(shù)要求較多，由于各參數(shù)之間相互制約和影響，非常不利于能效星級的達(dá)成，本文的研究能夠用增加盡量少的水量和電量，在不影響洗凈效果的前提下，大大改善了漂洗性能效果，為能效程序研發(fā)人員提供了一種途徑！