家用電器能源效率檢測(cè)質(zhì)量控制方法探討

宋筱慶

重慶仕益產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)有限責(zé)任公司 重慶 401120

自2005年我國實(shí)施能效標(biāo)識(shí)制度以來，實(shí)施范圍不斷擴(kuò)展，現(xiàn)已覆蓋家用電器等5大領(lǐng)域41類產(chǎn)品，有力推動(dòng)了我國終端用能產(chǎn)品能效提升。綜合能效檢測(cè)行業(yè)調(diào)研情況，目前我國家用電器能效檢測(cè)工作仍然存在一些問題，例如檢測(cè)人員技術(shù)能力不強(qiáng)、檢測(cè)數(shù)據(jù)存在造假等，能效檢測(cè)公信力沒有得到認(rèn)可。結(jié)合多種質(zhì)量控制方法確保家用電器能效檢測(cè)的質(zhì)量，正是本文研究的出發(fā)點(diǎn)。

1 家電能效檢測(cè)的現(xiàn)狀、意義及特點(diǎn)

1.1 能效檢測(cè)的現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段能效檢測(cè)主要依據(jù)國家發(fā)展改革委和原質(zhì)檢總局發(fā)布的《能源效率標(biāo)識(shí)管理辦法》、產(chǎn)品能源效率標(biāo)識(shí)實(shí)施規(guī)則和能源效率檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。能效檢測(cè)管理主要采用“目錄管理+實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格后自我聲明+能效標(biāo)識(shí)管理中心備案+政府事后監(jiān)督”的能效標(biāo)識(shí)管理制度。目前我國家用電器能效檢測(cè)，企業(yè)自有檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和第三方檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)并存。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研情況，第三方檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)屬于家用電器能效檢測(cè)的“主力軍”，這些機(jī)構(gòu)通常同時(shí)具備家用電器安規(guī)檢測(cè)的通用能力和對(duì)應(yīng)能效檢測(cè)的特殊能力，為家用電器能效檢測(cè)的質(zhì)量控制奠定了良好的基礎(chǔ)。

家用電器能效檢測(cè)不同于傳統(tǒng)安規(guī)檢測(cè)的符合性判定，需要評(píng)價(jià)家用電器“輸出能量”和“消耗能量”的復(fù)雜關(guān)系，具有一定的特殊性。無論是企業(yè)自有檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，還是委托依法取得資質(zhì)認(rèn)定的第三方檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，企業(yè)都需要依據(jù)上述要求對(duì)目錄內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，最終確定產(chǎn)品能效等級(jí)。能效標(biāo)識(shí)管理中心鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室取得國家認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，并對(duì)通過認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)備案時(shí)免于現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。此外，能效標(biāo)識(shí)管理中心每年組織所有通過備案的實(shí)驗(yàn)室參加能效檢測(cè)數(shù)據(jù)一致性比對(duì)，為實(shí)驗(yàn)室提升能效檢測(cè)質(zhì)量帶來了壓力，也提供了動(dòng)力。

2019年，格力電器公開舉報(bào)奧克斯空調(diào)能效檢測(cè)數(shù)據(jù)造假，能效檢測(cè)問題再次被推上風(fēng)口浪尖，這也表明我國能效檢測(cè)質(zhì)量仍然存在問題。隨著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的不斷推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度越來越嚴(yán)格，能效檢測(cè)數(shù)據(jù)造假、能效等級(jí)虛標(biāo)等問題必將引起全社會(huì)的高度重視。由于能效標(biāo)識(shí)上的數(shù)據(jù)消費(fèi)者可以直接接觸和感受，社會(huì)各界對(duì)能效標(biāo)識(shí)的監(jiān)督力度不斷增強(qiáng)，“錙銖必較”的能效檢測(cè)結(jié)果已經(jīng)成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要因素[1]。

1.2 能效檢測(cè)的意義

從國家層面來看，國家節(jié)能減排的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)取決于重點(diǎn)領(lǐng)域的節(jié)能情況，而節(jié)能情況與節(jié)能量測(cè)量的準(zhǔn)確性息息相關(guān)。從消費(fèi)者層面來看，空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量直接影響消費(fèi)者能否獲取最準(zhǔn)確的產(chǎn)品節(jié)能信息。無論是2009年開展惠及千家萬戶的“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”，還是2019年政府采購改革發(fā)布的“節(jié)能產(chǎn)品政府采購品目清單”，節(jié)能產(chǎn)品能效檢測(cè)結(jié)果及能效等級(jí)都直接影響政府補(bǔ)貼及政府采購，影響廣大消費(fèi)者的切身利益，因此家用電器能效檢測(cè)對(duì)國家、政府和普通消費(fèi)者都具有重要意義[2]。

1.3 能效檢測(cè)的特點(diǎn)

所謂能源效率，從消費(fèi)者的觀點(diǎn)而論，是指為終端用戶提供的能源服務(wù)與所消耗的能源量之比。例如，空調(diào)的能效是制冷量或制熱量與耗電量之比，冰箱的能效是標(biāo)準(zhǔn)耗電量或綜合耗電量與基準(zhǔn)耗電量之比，洗衣機(jī)的能效是工作周期耗電量與額定容量之比。

對(duì)于復(fù)雜多變的能源形式轉(zhuǎn)化來說，家用電器的能效檢測(cè)往往需要測(cè)量多種參數(shù)并通過中間參數(shù)來計(jì)算。比如空調(diào)的能效檢測(cè)，需通過空氣焓差法進(jìn)行測(cè)量，具體測(cè)量需要在額定制冷工況、額定高溫制熱工況等工況規(guī)定條件下進(jìn)行，測(cè)量過程涉及制冷制熱負(fù)荷、消耗功率、電流等中間參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)制冷量或制熱量的計(jì)算；冰箱的能效檢測(cè)，需要計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)耗電量、綜合耗電量和基準(zhǔn)耗電量，為此需要測(cè)量調(diào)整容積、輔助裝置耗電量等中間參數(shù)。

家用電器能效檢測(cè)綜合性系統(tǒng)往往涉及多種參數(shù)和中間參數(shù)，單一的導(dǎo)出參數(shù)與中間參數(shù)存在復(fù)雜的計(jì)算關(guān)系，每個(gè)中間參數(shù)都可能影響檢測(cè)結(jié)果及檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度的評(píng)定，存在相關(guān)性的不確定度分量會(huì)導(dǎo)致合成不確定度無法給出。由此看出，綜合性家電能效檢測(cè)測(cè)量過程的復(fù)雜程度和綜合程度較高，單一的質(zhì)量控制方法無法做好家用電器能效檢測(cè)[3]。

2 家電能效檢測(cè)質(zhì)量控制方法的應(yīng)用要點(diǎn)

為保證家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量，質(zhì)量控制方法的科學(xué)選用非常關(guān)鍵，因此本部分圍繞家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量控制方法應(yīng)用的三個(gè)方面展開探討，主要包括外部質(zhì)量控制法、內(nèi)部質(zhì)量控制法和檢測(cè)質(zhì)量控制圖。

2.1 外部質(zhì)量控制法

為提升家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量，確保能效檢測(cè)在同行實(shí)驗(yàn)室處于較高水平，外部質(zhì)量控制法的應(yīng)用不容忽視，可以考慮從以下兩點(diǎn)入手：

第一，國家認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。在外部質(zhì)量控制法的應(yīng)用中，實(shí)驗(yàn)室取得國家認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)可屬于最為直接的手段，上文也提到能效標(biāo)識(shí)管理中心鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室取得國家認(rèn)可機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。為保證檢測(cè)結(jié)果具備足夠的“可比性”，必須做好檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量控制的方案。對(duì)于能效檢測(cè)的共性要求，例如測(cè)量不確定度的評(píng)定，應(yīng)參照J(rèn)JF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》和CNAS-GL007:2020《電器領(lǐng)域測(cè)量不確定度的評(píng)估指南》的要求，制定各家電產(chǎn)品類別能效檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定方法的作業(yè)指導(dǎo)文件，為能效檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量控制提供參考。在同樣的認(rèn)可準(zhǔn)則和認(rèn)可規(guī)則下，實(shí)驗(yàn)室能效檢測(cè)結(jié)果的可比性將得到保障。

第二，能力驗(yàn)證與測(cè)量審核。能力驗(yàn)證是利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)按照預(yù)先制定的準(zhǔn)則評(píng)價(jià)參加者的能力，測(cè)量審核是將測(cè)試結(jié)果與參考值進(jìn)行比較的“一對(duì)一”能力驗(yàn)證計(jì)劃，能力驗(yàn)證與測(cè)量審核在國際上的應(yīng)用較為廣泛。對(duì)于家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量控制來說，測(cè)量審核結(jié)果可以作為實(shí)驗(yàn)室從事能效檢測(cè)能力的證明，能力驗(yàn)證可以持續(xù)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室能效檢測(cè)的能力。能力驗(yàn)證和測(cè)量審核項(xiàng)目的選擇要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的情況，優(yōu)先選擇檢測(cè)數(shù)據(jù)易變可疑、結(jié)果波動(dòng)較大或臨近最大允許誤差的項(xiàng)目。值得注意的是，對(duì)于暫時(shí)沒有能力驗(yàn)證和測(cè)量審核的能效檢測(cè)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)也可以作為外部質(zhì)量控制法的補(bǔ)充形式，保障實(shí)驗(yàn)室能效檢測(cè)的質(zhì)量控制。

2.2 內(nèi)部質(zhì)量控制法

在家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量控制方法應(yīng)用中，內(nèi)部質(zhì)量控制法在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系中占據(jù)重要位置，建議圍繞以下三點(diǎn)展開：

首先，保證能效檢測(cè)儀器設(shè)備的配備。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室而言，檢測(cè)儀器設(shè)備是一切檢測(cè)活動(dòng)的前提條件。家用電器能效檢測(cè)綜合性系統(tǒng)往往涉及多種中間參數(shù)，每個(gè)中間參數(shù)都可能影響檢測(cè)結(jié)果，因此能效檢測(cè)設(shè)備的水平在一定程度上決定了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。以空調(diào)能效檢測(cè)為例，高集成度的焓差試驗(yàn)室通常需要檢測(cè)多種類型空調(diào)、暖風(fēng)機(jī)、風(fēng)管機(jī)及天花機(jī)、空氣源熱泵熱水機(jī)、風(fēng)冷模塊冷水熱泵機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等，這對(duì)檢測(cè)環(huán)境溫濕度的升降速度、控制精度、重復(fù)精度、準(zhǔn)確精度及各種工況的穩(wěn)定性提出了較高的要求[4]。檢測(cè)儀器設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)要求配備到位，是其它能效檢測(cè)質(zhì)量控制方法的基礎(chǔ)。

其次，關(guān)注能效檢測(cè)量值傳遞與溯源。對(duì)于能效檢測(cè)來說，量值傳遞與溯源主要存在兩個(gè)問題：一是檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范具有局限性。例如，JJF（機(jī)械）1005-2018《焓差試驗(yàn)室校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定了焓差試驗(yàn)室電參數(shù)、溫度濕度、壓力、風(fēng)速等參數(shù)的校準(zhǔn)要求，但對(duì)內(nèi)部電磁流量計(jì)沒有要求，電磁流量計(jì)需要依據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計(jì)檢定規(guī)程》單獨(dú)校準(zhǔn)。二是檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的允許誤差可能與能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求不一致。舉例來說，JJG 780-1992《交流數(shù)字功率表檢定規(guī)程》規(guī)定數(shù)字功率表電壓的允許偏離值為±2%，而冰箱能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB12021.2-2015《家用電冰箱耗電量限定值及能效等級(jí)》附錄B要求電壓測(cè)量值的擴(kuò)展不確定度小于0.5%。在以上兩個(gè)案例中，檢測(cè)設(shè)備計(jì)量結(jié)果滿足檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范的要求，但仍無法滿足能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。檢測(cè)儀器設(shè)備的校準(zhǔn)計(jì)劃，需要參照不同能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求編制，提前明確測(cè)量范圍、測(cè)量點(diǎn)、測(cè)量精度等要求，以滿足能效檢測(cè)質(zhì)量控制的需要[5]。

最后，重視能效檢測(cè)設(shè)備的期間核查。期間核查是指設(shè)備在使用過程中或在相鄰兩次校準(zhǔn)之間，按照規(guī)定程序驗(yàn)證其功能或計(jì)量特性能否持續(xù)滿足方法要求或規(guī)定要求而進(jìn)行的操作?？照{(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電器能效檢測(cè)設(shè)備通常長時(shí)間運(yùn)行使用頻繁，檢測(cè)準(zhǔn)確度要求較高，校準(zhǔn)周期一般為兩年到三年，因此做好設(shè)備的期間核查對(duì)質(zhì)量控制結(jié)果尤為重要。比如，冰箱冷柜能效檢測(cè)設(shè)備，期間核查依據(jù)的技術(shù)文件主要包括JJG（輕工） 98-1993《家用制冷器具檢測(cè)裝置Ⅱ檢定規(guī)程》、JJG 874-2007《溫度指示控制儀檢定規(guī)程》、JJF1171-2007《溫度巡回檢測(cè)儀校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1491-2014《數(shù)字式交流電參數(shù)測(cè)量儀校準(zhǔn)規(guī)范》以相應(yīng)的能效檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，期間核查頻次需要根據(jù)子設(shè)備的特點(diǎn)靈活確定。一般情況下，對(duì)于計(jì)量性能穩(wěn)定、日常維護(hù)及時(shí)有效、對(duì)測(cè)量結(jié)果的測(cè)量不確定度貢獻(xiàn)小的子設(shè)備，可降低核查頻次；對(duì)于具有較高測(cè)量可靠性要求或風(fēng)險(xiǎn)較大的測(cè)量所用的子設(shè)備，應(yīng)加大核查頻次。實(shí)驗(yàn)室可通過計(jì)算設(shè)定控制限值和警戒值，對(duì)核查結(jié)果進(jìn)行分析判定，達(dá)到能效檢測(cè)質(zhì)量控制可追溯的目的。

2.3 檢測(cè)質(zhì)量控制圖

CNAS-CL01:2018《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》第7.7.1條款規(guī)定“實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有監(jiān)控結(jié)果有效性的程序。記錄結(jié)果數(shù)據(jù)的方式應(yīng)便于發(fā)現(xiàn)其發(fā)展趨勢(shì)，如可行，應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)技術(shù)審查結(jié)果”，第7.7.3條款規(guī)定“實(shí)驗(yàn)室應(yīng)分析監(jiān)控活動(dòng)的數(shù)據(jù)用于控制實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)”。因此，實(shí)驗(yàn)室需要對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析以控制檢測(cè)質(zhì)量，繪制檢測(cè)質(zhì)量控制圖是個(gè)不錯(cuò)的辦法。

質(zhì)量控制圖可以觀察出某個(gè)時(shí)期內(nèi)檢測(cè)活動(dòng)發(fā)生的異常或發(fā)展的趨勢(shì)，持續(xù)監(jiān)控檢測(cè)活動(dòng)的結(jié)果數(shù)據(jù)。能效檢測(cè)過程通常包括兩種誤差：第一種是隨機(jī)誤差，這種誤差由“偶然原因”造成，是檢測(cè)過程固有的，無法消除。第二種是系統(tǒng)誤差，這種誤差是可識(shí)別的、非固有的，從原理上講可以消除。利用多次檢測(cè)得到的結(jié)果數(shù)據(jù)，可以繪制出質(zhì)量控制圖，判斷出檢測(cè)是隨機(jī)誤差還是系統(tǒng)誤差。若發(fā)生系統(tǒng)誤差，應(yīng)調(diào)查這些非固有的誤差原因并予以消除。

根據(jù)質(zhì)量控制圖的設(shè)計(jì)原理，對(duì)于同一類型能效檢測(cè)樣品，只要檢測(cè)次數(shù)足夠多，檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)都服從正態(tài)分布[6]。在統(tǒng)計(jì)技術(shù)的支持下，通過大量累積數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室可以針對(duì)需要監(jiān)控的能效檢測(cè)項(xiàng)目建立質(zhì)量控制圖，觀察測(cè)量點(diǎn)的分布狀態(tài)。持續(xù)監(jiān)控能效檢測(cè)過程中出現(xiàn)的誤差或異常，可以避免掉入質(zhì)量控制圖的“警戒區(qū)”，確保能效檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)的真實(shí)性和客觀性。

3 結(jié)語

綜上所述，家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量受到方方面面因素的影響，本文通過討論外部質(zhì)量控制法、內(nèi)部質(zhì)量控制法和檢測(cè)質(zhì)量控制圖等質(zhì)量控制方法和技術(shù)，為家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量控制提供了思路。當(dāng)然，為了更好地開展家用電器能效檢測(cè)質(zhì)量控制，量值溯源平臺(tái)等新工具同樣需要得到重視。