飲水機制熱水能力的測試及結(jié)果的不確定度評估

關(guān)鍵詞：飲水機，制熱水能力測試，不確定度評估分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.011.042

0引言

飲水機是一種可直接飲用的水通過消耗電能的方法進行加熱、制冷并進行分發(fā)的器具，廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室等場合。其主要分為冷熱飲水機、單熱飲水機和單冷飲水機。具有制冷功能的飲水機按制冷方式又可分為壓縮機制冷式飲水機和電子（半導(dǎo)體）制冷式飲水機。

消費者購買飲水機的主要目的是加熱飲用水，因此目前市面上絕大部分的飲水機具有制熱水功能。制熱水能力反映了飲水機產(chǎn)品單位時間內(nèi)制備符合標準規(guī)定出水溫度的熱水量的多少，是飲水機產(chǎn)品的一項重要的性能指標，也是消費者選購飲水機時的主要關(guān)注點之一。出于市場競爭考慮，為了更好地迎合消費者的需求，很多生產(chǎn)單位在產(chǎn)品銘牌上明示了制熱水能力參數(shù)（見圖1）。

可查閱的資料表明，在對飲水機產(chǎn)品的制熱水能力進行檢驗時發(fā)現(xiàn)，部分產(chǎn)品的制熱水能力實測值小于標稱值，不符合其明示執(zhí)行標準的相關(guān)要求，從而被判定不合格。

導(dǎo)致上述不合格產(chǎn)生的主要原因有：（1）相關(guān)生產(chǎn)單位為獲得消費者的青睞故意虛標制熱水能力參數(shù)；（2）相關(guān)生產(chǎn)單位對標準的技術(shù)要求不熟悉，在標注制熱水能力數(shù)值時，未基于多次重復(fù)測量的數(shù)據(jù)結(jié)果或未評估測試結(jié)果的不確定度，導(dǎo)致虛標的情況發(fā)生。

本文基于GB/T 22090—2008《冷熱飲水機》標準，以一款常見的冷熱飲水機產(chǎn)品（見圖1）為例，進行制熱水能力的測試；分析影響測試結(jié)果準確性的主要因素，并結(jié)合《電器領(lǐng)域不確定度的評估指南》（CNAS-GL08：2006），對測試結(jié)果的不確定度進行評估，得到測試結(jié)果可能落于的區(qū)間；最后依據(jù)《聲明檢測或校準結(jié)果及與規(guī)范符合性的指南》（CNAS-GL27：2009），對相關(guān)標注值的風險進行了說明并提出了改進建議，旨在指導(dǎo)相關(guān)生產(chǎn)單位合理標注參數(shù)值，避免抽檢不合格的風險。

1測試方法和計算過程

1.1依據(jù)標準

飲水機產(chǎn)品的制熱水能力要求出自GB/T22090—2008《冷熱飲水機》或明示的企業(yè)標準。本文以GB/T 22090—2008《冷熱飲水機》為例進行測試相關(guān)要求和過程的闡述。

1.2技術(shù)要求

GB/T 22090—2008《冷熱飲水機》規(guī)定，飲水機的制熱水能力應(yīng)不小于標稱值，并且制熱水能力標稱值不得低于3 L/h。

1.3試驗條件

（1）環(huán)境溫度：（25±1）℃；

（2）相對濕度：450/0～75%；

（3）空氣流速：≤0.25 m/s；

（4）試驗電源：220（1±1.5%）V，（50±1） Hz。

1.4樣品放置

樣品放置于規(guī)定的涂黑色無光澤的木質(zhì)堅固的試驗平臺上，避免實驗室內(nèi)冷源和熱源的直接輻射，并遠離實驗室內(nèi)的其他物體。

1.5測試主要儀器技術(shù)要求

（1）溫度測試儀：型式檢驗要精確到±0.3 K，出廠檢驗時精確到±1 K，配K型熱電偶，或其他同等精度的測量裝置。為提高測試靈敏度，建議使用線徑不大于0.3 mm的細絲熱電偶；

（2）量筒：體積測量精度應(yīng)不低于10 mL;

（3）機械秒表：標準暫未規(guī)定，參照CTL決議，不超過±1%。

1.6測試過程

在環(huán)境溫度為（25±1）℃條件下進行試驗。初始水溫與環(huán)境溫度一致。飲水機盛滿水后放置于試驗室內(nèi)，閉合制熱開關(guān)，每次制熱停止時，用容量大于0.50 L的量筒接水，并測量和記錄在距出水口10mm處的水溫。當水溫低于90℃時停止放水。第一次加熱時間和熱水排水量均不計算。從第二次制熱開始，測量在4個加熱整周期內(nèi)的總排水量Q（先排除開始水溫低于90℃的水）和總時間t，最后計算得到制熱水能力的結(jié)果，具體測試流程可用圖2表示。

3結(jié)果分析與探討

圖1所示樣品制熱水能力測試結(jié)果的擴展不確定度為U_q=0.12 L/h，即實測值有95%的概率落于3.86～4.10 L/h之間。產(chǎn)品標稱制熱水能力為4 11h，標準要求實測值應(yīng)不小于標稱值。根據(jù)CNAS發(fā)布的《聲明檢測或校準結(jié)果及與規(guī)范符合性的指南》，該產(chǎn)品在市場監(jiān)督抽查中有被判不合格的風險。從落實質(zhì)量控制的目的和規(guī)避風險的角度出發(fā)，建議相關(guān)生產(chǎn)單位在標注該值時留一定的安全裕量，可將標注值修正為：≥3.86 L/h。

4結(jié)語

飲水機產(chǎn)品的制熱水能力是一項重要的性能指標，在生產(chǎn)單位內(nèi)部進行摸底測試時，應(yīng)盡可能從產(chǎn)品的同一單元選取多個樣品進行多次重復(fù)測試，并對測試結(jié)果按照要求進行不確定度的評估，最后結(jié)合標準要求在確定一定安全裕量的基礎(chǔ)上合理標注該參數(shù)值，避免監(jiān)督抽查中被判不合格的情況發(fā)生。

作者簡介

安美，通信作者，碩士研究生，工程師，研究方向為家用和類似用途電器產(chǎn)品的檢測技術(shù)和標準化。

（責任編輯：張瑞洋）