家用储水式电热水器智能水平评价标准解读

王莹莹 陆伟 李继超 张兆明

中国家用电器研究院 北京 100178

1 引言

家用储水式电热水器作为家中必备，消费者对它的要求已不仅是产品安全，产品的智能化技术也越来越受到消费者的关注。所谓智能电热水器也已不是简单的拥有一个Wi-Fi模块，能够实现远程控制即可的产品，而是能够实现“智与能”的结合，能够学习用户使用习惯并自主实现相应功能的产品。为此，2017年11月9日中国标准化协会发布了T/CAS 286-2017《家用储水式电热水器智能水平评价技术规范》，规定了家用储水式电热水器智能指数的评价方法。

2 智能等级评价方法

T/CAS 286-2017标准指出了安全、可靠、健康舒适、易用、节能五个智能效用，并通过对智能功能的评价确定智能效用达到的智能等级，即产品的智能等级。每个智能效用的智能等级可分为A级和B级，等级的具体划分详见表1。

智能指数可表示“mAnB”的形式（m=0，1，2，3，4，5，n≤5-m），例如“5A0B”表示5个智能效用均达到了A级水平，A级要优于B级，A越多证明产品智能指数越高，通常智能指数达到3B以上才能成为智能产品。

3 重点智能功能评价方法

智能热水器不仅在安全方面要求更高，而且在性能方面也有了较大的提升，方便用户使用且更加节能。标准根据用户的需求提出了多个智能功能指标，通过对各功能指标的评价，综合评价产品的智能指数。

3.1 信息技术安全

目前市面上大部分智能热水器都具有网络功能，需要用户联网并输入相关信息，网络的使用虽然为用户带来了方便，但也对用户的信息安全带来一定的风险。如何做到器具软件能够抵御攻击并保证数据完整性、保密性及可用性成为了设计智能热水器的基本要求。信息技术安全体现了产品的安全、可靠效用，本标准中网络智能家电信息安全保障等级由低到高分为两个级别：B等级和A等级。标准要求器具的联网模块、远程控制端及远程管理模块在信息技术安全方面至少应达到B级要求。

3.2 器具自体检

器具的自体检功能是指器具能够根据当前运行状态判断器具是否运行良好或者器具是否存在故障，器具的故障包括但不限于传感器故障、超温故障、干烧故障、用电异常、漏电故障。若存在故障，器具应能检测出故障并提示用户和售后，若存在危险，器具应能采取可靠动作并提示用户和售后。根据器具能够检测到故障的数量，检测到故障后是否能采取相应的动作来评价器具自体检功能。器具自体检功能体现了安全可靠的智能效用，为用户安全提供了更高一层的保障。

表1 智能效用的智能等级划分

3.3 水质监测和清洁功能

水质监测和清洁功能主要是监测器具内胆水质，提醒用户更换滤芯，并提示用户手动或自动清洗内胆，从而保持洗浴用水洁净。标准主要根据器具是否能够自主监测水质、监测水质的方法以及是否能够自动清洗器具内胆来衡量该功能指标。其检测方法是通过人工模拟水质变化和时间积累的方式实现。水质监测和清洁功能体现了安全、健康、易用效用。

3.4 出水恒温调节功能

出水恒温调节功能是器具根据用户设置的用水温度、出水流量等参数，自动调节器具工作参数，从而保证出水温度的相对恒定。出水恒温从恒温精度和恒温速度两个方面考虑，恒温精度要求器具在水温分别设置为35℃、40℃、45℃，流量为7.2L/min，持续时间为10min条件下，水温波动绝对值不超过1℃。标准要求的水温、流量及持续时间的参数是模拟一位用户的正常使用情况，保证用户在洗浴过程中水温不会突变。恒温速度要求器具在水温设置为45℃时，水流量由4L/min调整为8L/min，或由8L/min调整为4L/min时，水温再次达到（45±1）℃的时间不大于3s，恒温速度是用来保证用户在使用过程中水温能较快的达到设定温度，从而更加节约水资源。出水恒温调节功能体现了易用的智能效用，提升了产品性能，提高了用户使用体验，体现了洗浴舒适性。

3.5 用户习惯学习功能

用户习惯学习功能是热水器智能化的一个重要体现，该功能要求器具能够主动或被动学习不同用户的使用习惯，通过学习用户习惯，从而智能控制加热或保温运行，满足用户用水需求，实现资源的最有效利用。用户习惯学习分为学习阶段和行为表现阶段。标准要求在学习阶段测试人员每天早上和晚上分别调节用水温度、用水流量、用水时长等，并记录实际温度、实际流量和用水时长等参数，试验至少持续7天。在行为表现阶段，在环境条件基本保持不变（与学习阶段的设定工况相同）和环境条件发生较大改变（与学习阶段的设定工况有较大变化）两种情况下，测试人员分别每天早上和晚上分别调节用水温度、用水流量、用水时长等，并记录实际温度、实际流量和用水时长等参数，试验至少持续7天。通过数据比对，判断器具是否能够学习不同用户、温度、模式、时间等参数，器具能否在工况发生变化的时候进行自适应的调整。

表2 学习阶段监测数据（日期：2018年4月2日--2018年4月8日）

表3 行为表现阶段监测数据（环境条件基本不变）（日期：2018年4月9日--2018年4月15日）

表4 行为表现阶段监测数据（环境条件发生较大变化）（日期：2018年4月16日--2018年4月22日）

图1 语音控制功能测试现场模拟

例如某品牌具有用户习惯学习功能的热水器，对其进行三周的数据记录，每天早晚一次记录器具用水温度、用水流量、用水时长等参数。表2为学习阶段监测数据，其实验室工况条件为：实验室环境温度为20℃，湿度为55%RH，进水温度为8℃；表3为行为表现阶段环境条件基本不变的监测数据，实验室工况条件与学习阶段相同；表4为行为表现阶段环境条件发生较大变化的监测数据，其中实验室工况条件为：实验室环境温度为20℃，湿度为55%RH，进水温度为22℃。

由表2可以看出，在学习阶段每天早上7:30和晚上20:30按照同样的用水规律用水，让器具学习用户的用水习惯，其余时间是器具的保温或加热阶段。表3为进水温度为8℃时用户的用水情况，从表3可以看出经过一周的学习之后，用户在同样的时间用水时，器具基本能保持用水温度、用水习惯、用水时长与学习阶段相同，我们认为器具具有主动学习用户习惯的功能，且能够学习不同用户、温度、模式、时间这4种基本参数。从表4可以看出，当环境条件发生较大变化（进水温度为22℃）时，用户的用水时长变化比较大且不能自适应的调整，因此我们认为器具不能够自适应调整运行模式。

3.6 语音控制功能

语音控制功能是人机交互的一种有效手段，许多电子产品乃至家电产品也开始添加语音功能，为用户带来更好的使用体验。但由于中国语言种类多，有普通话还有多种方言，所以对语音控制功能的要求也比较高。标准要求语音控制功能支持在线或离线语音识别，且在安静环境3m内唤醒核心词和核心指令的识别率不低于85%，在噪声环境3m内唤醒核心词和核心指令的识别率不低于80%，24小时家庭环境噪声中误唤醒不超过3次。试验环境为：安静测试环境、语音控制功能噪声测试环境、语音控制功能混响测试环境。测试点以器具为几何中心，分别在地面绘制半径为1m、2m和3m的三个半圆，3m半圆上均设置7个测试点，详见图1。测试人员分别站在图1所示3m半圆测试点上，进行远场景唤醒和识别测试，记录唤醒和识别时间及成功情况。

4 总结

智能家用储水式电热水器越来越受到消费者的青睐，热水器的智能指数认证不仅协助企业提高产品品质，为企业将产品推向市场提供依据；同时为消费者在选择产品时提供衡量指标，协助消费者购买的心仪的产品。