中國電器科學研究院：領跑國內機電產業檢測試驗裝備市場

◎ 文/段雨默

中國電器科學研究院創建于1958年，是原機械工業部直屬的多專業、綜合性科研機構，機電產品檢測試驗裝備的研究開發是其一個重要的技術領域。作為國內較早進入該領域的研究機構，研究院在多個細分領域的研究走在了國內同行的前列。20世紀80年代中期，研究院在國內率先研制成功壓縮機冷量試驗臺；80年代末研制成功國內首個空調器平衡環境型量熱計；90年代以來，開發的空調器焓差試驗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研究院試驗裝備首席專家鄭毅穗，聽他介紹了研究院在檢測試驗裝備研發方面的情況。

五大技術領域

20世紀80年代，中國的冰箱、空調器產業開始迅猛發展，市場亟需產品開發和檢測所需的檢測試驗裝備，而當時高質量的檢測試驗裝備需要從日本、美國等發達國家進口。依據當時的市場形勢，中國電器科學研究院開始了制冷空調產品性能測試和環境測試所需的試驗裝備的研發。

“我們非常注重技術研究，先后攻克了試驗室內惡劣氣候環境模擬、制冷機組寬工況下運行安全穩定性、綜合多項技術實現試驗裝備節能降耗、非穩態測試的工況穩定、新型測控軟件開發等多項技術難題。”鄭毅穗說。

據鄭毅穗介紹，目前研究院在試驗裝備的研究主要集中在五大技術領域。

——寬工況溫濕度環境模擬技術

國家領導人參觀空調器綜合環境模擬試驗室

汽車跨越熱帶雨林、沙漠、冰雪地帶，面臨極高的環境適應性考驗，戶外裝備需要在各種惡劣氣候環境下能夠正常運行。為檢驗產品能否達到要求，在試驗室內模擬各種惡劣氣候環境，對產品進行可靠性和環境適應性測試變得十分必要。

研究院開展寬工況溫濕度環境模擬技術的研究，主要研究惡劣氣候模擬技術、寬工況空氣處理設備的研究開發，研究成果則應用于各種基于氣候模擬的試驗裝備。

——自然現象模擬技術

包括在試驗室內模擬日照、吹風、降雨和降雪等自然現象，近年來重點進行降雪技術研究并獲得成功。研究院通過實驗確定了降雪的模式，開發了供水供氣系統，解決了降雪噴頭矩陣水量均衡控制、雪花狀態控制、管道防凍、換熱器冰堵以及除霜過程試驗室溫度回升等一系列技術問題，最終實現了在有限高度空間內模擬自然降雪，雪花飄落狀態自然，積雪蓬松。

——試驗裝備節能降耗技術

據鄭毅穗介紹，當前氣候試驗裝備的主流溫濕度調節方案是冷凍機持續運行降溫除濕，調節加熱和加濕輸出抵消過多的冷量和除濕量。這種在國內外沿用了幾十年的控制方法，優點是簡單，缺點是能耗大。

以空調器為例，空調試驗室是空調企業必需的研發和質檢設備，如廣東某家用空調廠就擁有100多套各種空調器試驗室，配電總容量超過整廠的50%。一個常規空調器的開發需要經歷幾百小時的測試，新型產品則需要更多時間。2011年該廠試驗室僅運行電費就超過了5000萬元。

面對用戶對節能降耗的強烈需求，研究院開展了試驗裝備節能降耗技術研究，通過綜合應用冷凍機容量調節技術、變風量技術、熱回收等技術，解決了冷媒流量控制、顯熱潛熱控制等技術難題，研制出節能型空氣處理機組并成功應用于冰箱、空調試驗室，其中冰箱試驗室實現了能耗下降40%的良好效果。

——空調器季節能效檢測技術

汽車空調試驗室

一直以來，空調器能效測試采用的是穩態試驗方法。本世紀初，歐美國家率先采用了季節能效測試，運用了部分負荷運行和非穩態試驗方法，比通常的穩態試驗方法要復雜得多。

國內空調企業產品出口歐美國家，需通過季節能效檢測方法對產品性能進行檢測，這是發達國家設置的準入門檻。之前，國內還沒有符合季節能效檢測標準的試驗室，致使產品的開發、標定和認證都遇到了困難。

研究院在國內率先研發符合美國AHRI檢測標準的試驗設備，對非穩態試驗過程的溫濕度穩定控制、空調器周期開停下的溫度測量快速反應、數據分析計算等關鍵技術進行研究，成功研制了符合季節能效標準的空調器焓差室，獲得了全球知名的美國兩大認證機構的選用。

——智能控制技術研究和測控軟件開發

試驗裝備測控系統的好壞，決定了設備運行的穩定性、可靠性和易操作性。研究院根據不同試驗室的特點開發了各自的測量分析軟件，軟件操作方便，實時監控和曲線分析功能強大，并集成了計量校正功能和三維、二維數據場分析功能。目前，研究院正進一步開發基于虛擬儀器技術的智能控制系統和網絡化監控技術。

兩大產品系列

研究院積極推進技術成果轉化，形成了制冷空調系列試驗室和汽車系列試驗室兩大系列共十多種產品。

1.制冷空調系列試驗室

——空調器綜合環境模擬試驗室。這是研究院研制的新型試驗室，為國內首創，有別于對空調器制冷、制熱性能的測試，著重于研究空調器的環境適應性和空調器營造的人體熱舒適性指標。

試驗室由外環境室和內環境室兩大部分構成。外環境室提供溫度、濕度、日照、降雨、降雪、吹風等多因素氣候環境工況，以檢測空調器外機的環境適應性。內環境室分布溫度測量矩陣和多點濕度、風速傳感器，配置舒適性測量儀器，以評價和研究空調器提供的環境舒適性指標。

——新型空調器焓差試驗室。研究院成功地將季節能效測試技術應用于普通空調焓差室，并進行了一系列的技術創新與性能改進。目前，試驗室的各項指標均達到并部分優于美國AHRI210/240標準的要求，已經形成產業應用。

——空調器平衡環境型量熱計。平衡環境型量熱計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果的影響，是檢測認證行業首選的試驗室類型。“平衡環境型量熱計是我們的拳頭產品，目前國內空調器企業和檢測認證行業使用的平衡環境型量熱計，除了美國和日本的產品之外，基本都是我們的產品。”鄭毅穗說。

——商用空調綜合性能試驗室。主要用于中、大型中央空調系統，按功能分類主要包括風冷冷熱水機組、水冷單元式空氣調節機、風機盤管機組、水源熱泵機組等。

——冷藏運輸集裝箱性能試驗室。可以測量冷藏集裝箱的保溫性能、制冷機組的制冷性能。

汽車排放試驗室

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

2.汽車系列試驗室

——汽車空調器試驗室。可以對蒸發器、冷凝器、水箱散熱器、壓縮機和HVAC總成進行測試。

——汽車高低溫試驗室。用于汽車低溫起動試驗、風窗玻璃除霧除霜試驗、高溫試驗、日照試驗、高低溫交變試驗等。其特點是溫度范圍寬，具備溫度交變功能。

——汽車NVH試驗室。這是汽車行業一種整車測試裝置，用于測試不同車況下車內、車外的噪聲、振動等指標。

——汽車環境風洞。模擬汽車在道路上行駛時的迎面風速、溫度、濕度、日照和汽車運行狀態（車速、行駛阻力等），以測定汽車的動力性能、汽車空調性能、發動機冷卻系統性能等，對汽車開發具有重要意義。

——汽車排放試驗室。主要為整車排放試驗提供環境條件，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。

——汽車振動試驗室。提供高、低溫及日照模擬等環境，考核整車在高低溫環境下的振動耐久能力及進行異響評價。

科技成果及應用

鄭毅穗介紹，在試驗裝備技術領域,研究院已獲得實用新型專利授權6項、軟件著作權登記7項，申報發明專利4項。另外,研究院還獲得國家科技進步三等獎1項、中國機械工業科學技術獎2項、省級科技進步獎2項。

研究院研發的各種制冷空調試驗室已經大量銷售到制冷空調企業和檢測認證行業；汽車試驗室則是為數不多的進入在華國外品牌汽車研發中心的國產汽車試驗裝備。研究院開發的各種試驗室已經銷往意大利、印度、南美、中東、北非和東南亞地區，用戶涉及國內外著名電器企業和汽車企業。

創新帆懸，中國電器科學研究院風景正好！