洗衣机能效实验中水质对漂洗性能影响分析

2018-09-28王奎王谨旗孔繁海刘汉阳邓林涓

家电科技 2018年9期

王奎王谨旗孔繁海刘汉阳邓林涓

1.山东省计量检测中心山东济南 250100；2.山东凯文科技职业学院山东济南 250200；

3.山东省计量科学研究院山东济南 250100

1 引言

洗衣机已经成为每个家庭必备的家用电器，人们对它的依赖程度也越来越高，伴随国家对健康家电、环保家电的号召，众多用户对洗衣机的漂洗性能越来越关注。漂洗性能是根据GB/T 4288-2008《家用及类似用途电动洗衣机》中，通过测量残留漂洗液（洗涤完成的负载通过2800rpm高速脱水机脱水后得到的溶液）的相对碱度来判定洗衣机的去除洗衣粉能力，漂洗性能的限值为0.06 10-2mol/L。本文将对同一或类似被测对象重复测试，针对水质对漂洗性能的影响进行分析。

2 水质对漂洗性能的影响

2.1 设备、材料和实验方法

（1）据了解，目前绝大部分企业和检测机构测量漂洗液碱度为全自动滴定仪，本次实验使用的仪器为经过计量校准后的雷磁ZDJ-4A全自动滴定仪，2800rpm高速脱水机。

实验使用的洗衣机为海X和小天X滚筒洗衣机。

（2）材料主要包括负载布、洗衣粉（ICEB类）和盐酸（根据标准配比后，浓度为1.08mol/L），纯水（自来水经过2级净化，电导率为3.98，近似蒸馏水），碳酸氢钠，硫酸镁，氯化钙（根据GB/T 23119-2008《家用和类似用途电器性能测试中使用的硬水》，配置实验用水所需要的化学药品）。

（3）本次实验方法是使用相同的洗衣机、负载布、洗衣粉，分别使用三种不同硬度的实验用水，按照能效标准程序和默认棉麻程序测试，通过6组数据，论证GB/T 4288-2008《家用及类似用途电动洗衣机》标准中水质对漂洗性能的影响。

2.2 漂洗性能数学模型

式中：VHCl—滴定用盐酸溶液用量，mL；Vs—被滴定实验用水毫升数，mL；MHCl—盐酸溶液的摩尔浓度，mol/L；Ms—实验用水的碱度，mol/L。

漂洗液的碱度为：

式中：MP—漂洗液的碱度，mol/L；uHCl—滴定用盐酸溶液用量，mL；MHCl—盐酸溶液的摩尔浓度，mol/L；up—被滴定漂洗液的毫升数，mL。

式中：Ar为洗涤物上残留漂洗液相对实验用水的碱度，单位为摩尔每升（mol/L）。

2.3 具体测试方法

（1）实验用水配制

根据GB/T 23119-2008《家用和类似用途电器性能测试中使用的硬水》分别配制三种实验用水。硬度为0.51mmol/L的实验用水：每100L纯水添加3.3g氯化钙，4.46g碳酸氢钠，2.52g硫酸镁。硬度为0.36mmol/L的实验用水：每100L纯水添加1.65g氯化钙，2.23g碳酸氢钠，1.26g硫酸镁。硬度为0 mmol/L的实验用水：每100L纯水添加0g氯化钙，0g碳酸氢钠，0g硫酸镁。

（2）盐酸配制

吸取9mL浓盐酸，注入1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，此时溶液浓度为0.1mol/L。通过无水碳酸钠溶液标定，盐酸的浓度为0.108mol/L。

（3）洗涤

将相应的负载布按照标准放入2台洗衣机后，在洗衣粉盒中添加标准IECB类洗衣粉，接通实验用水，设定标准能效程序（小天X使用棉麻默认程序），开始测试，每种情况取5组数据。（每次实验前，都要用纯水对洗衣机进行处理）

（4）漂洗液的取样

完整程序运行结束后，负载布从洗衣机中迅速取出，分2批进行脱水，每1批负载布尽可能含有相同组分，并且质量均等。放入高速脱水机，脱水10分钟，汇集所有的脱水水样，即为残留漂洗液。（使用高速脱水机前都要经过冲洗处理）

（5）样品预处理

为了防止所取样品中的固态颗粒物影响实验结果，滴定前用0.45um的微孔过滤膜进行过滤，过滤前先弃去2～3mL初滤液，以消除滤膜上的杂质干扰。

（6）自动滴定仪标定

按照自动滴定仪说明书，配置标定溶液，对自动滴定仪进行标定。

表1 海X洗衣机使用能效测试程序和硬度为0.51mmol/L实验用水

表2 小天X洗衣机使用棉麻默认程序和和硬度为0.51mmol/L实验用水

表3 海X洗衣机使用能效测试程序和和硬度为0.32mmol/L实验用水

表4 小天X洗衣机使用棉麻默认测试程序和硬度为0.32mmol/L实验用水

（7）实验用水的滴定

准确取100mL标准实验用水（或者纯水），用配好盐酸溶液进行滴定，以PH为4.5作为滴定终点，PH稳定10秒不变化，记录所用盐酸的体积，重复滴定3次，3次结果取平均值为Vs。

（8）漂洗液的滴定

准确取100mL漂洗液，用配好盐酸溶液进行滴定，以PH为4.5作为滴定终点，PH稳定10秒不变化，记录所用盐酸的体积，重复滴定3次，3次结果取平均值为uHCl。

（9）计算

根据2.2中公式3计算出漂洗性能，每种情况重复测试5次，并且记录每次测试得出的结果。

2.4 实验用水与漂洗性能数据

实验用水与漂洗性能数据如表1～表6所示。

表5 海X洗衣机使用能效测试程序和硬度为0mmol/L实验用水

表6 小天X洗衣机使用棉麻默认测试程序和硬度为0mmol/L实验用水

图1 海X在能效程序下实验用水硬度与漂洗性能的对比图

图2 小天X在棉麻默认程序下实验用水硬度与漂洗性能的对比图

3 水质对漂洗性能影响的分析与总结

图1为海X在能效程序下，实验用水硬度与漂洗性能的对比图，由图可以看出，当实验用水的硬度为0.512mmol/L、0.314mmol/L、0mmol/L时对应的漂洗性能为0.0512 10-2mol/L、0.0712 10-2mol/L、0.0988 10-2mol/L。

图2为小天X在棉麻默认程序下，实验用水硬度与漂洗性能的对比图，由图2可以看出，当实验用水的硬度为0.512mmol/L、0.314mmol/L、0mmol/L时对应的漂洗性能为0.0222 10-2mol/L、0.0304 10-2mol/L、0.0720 10-2mol/L。

根据GB/T 23119-2008《家用和类似用途电器性能测试中使用的硬水》可知，配比出实验用水的硬度是与实验用水的碱度成正比关系（硬度是由碳酸氢钠、氯化钙、硫酸镁定比添加，碳酸氢钠是直接影响水碱度的化学药品）。按照GB/T 4288-2008《家用及类似用途电动洗衣机》对漂洗性能的规定，根据2.2中公式（3）可知，漂洗性能=漂洗液碱度-实验用水碱度，而漂洗液碱度=残留洗衣粉碱度+实验用水碱度，按照数学思维，漂洗性能=残留洗衣粉的碱度，在洗衣粉量不变的情况下，理想状态下，漂洗性能不会发生变化。但是通过图1和图2对比发现，不论是普通洗涤程序还是标准能效测试程序，实验用水的硬度与漂洗性能有非常大的反比关系，也就是水的硬度越大，漂洗性能越好。