家用电磁灶能效检测技术及测量结果影响因素

/ 安徽省计量科学研究院

0 引言

依据的家用电磁灶能效标识检测标准为JJF 1261.3-2017《家用电磁灶能源效率计量检测规则》技术规范。该标准于2018年3月26日起实施。

1 能效指标计算公式

1.1 热效率

电磁灶热效率计算公式：

式中：ηi——单次测量的电磁灶热效率（i=1，2，3），%；

c1——水的比热容，取 4.18kJ/（kg·K）；

c2——锅身和锅盖的比热容，取 0.46kJ/（kg·K）；

m1——水的质量，kg；

m2——锅身和锅盖的总质量，kg；

E——消耗的电能量，kWh；

ΔT——温升，K；

τ——单位换算常数，为 3.6×103s/h

1.2 待机功率

电磁灶待机状态功率P的计算公式：

式中：P——待机状态功率，W；

EW——测量期间小号的电能量，W·h；

t——待机功率测量时间，h

2 能效指标检测操作过程

2.1 测量准备

1）按技术规范要求，检查该检测系统装置及配套设备是否在检定有效期内，所处实验室环境条件是否符合检测条件要求[环境温度：20℃±2℃，相对湿度：45%～85%，大气压：86～106kPa，电压：220（1±1%）V，频率：（50±1）Hz]。

2）检查被测电磁灶外观是否完好，要求无明显的机械损伤、变形或破损。

3）测试被测电磁灶能否正常工作，确定其热效率测量功能档位的最大额定功率档和最大待机状态功率测量状态，选取检测样本中另一台测量其加热线圈盘的有效直径。

2.2 热效率测量方法

1）被测电磁灶处于标准环境条件下静置时间不少于 4h。

2）根据测得加热线圈盘的有效直径，按照技术规范要求选择可以覆盖加热区域的最小规格平底标准锅（见表1）。

表1 平底标准锅

3）按照技术规范要求选定规定质量的水，调节水温在15℃±1℃，加盖，保证数显温度计穿过锅盖孔，置于锅内中心位置，数显温度计感温部分要浸入水中且底端距离锅底10mm±2mm，测量数显温度计示值t1。

4）将平底锅迅速置于被测电磁灶加热单元中心，启动电磁灶至热功率测量功能档位，同步启动数字功率计开始累积消耗的电能量。

5）当数显温度计的温升接近75K时，切断电磁灶电源，同时终止数字功率计，记录电能量E1，并读取1min后数显温度计最高温度示值t2，温升ΔT（Δt=t2-t1）需保证在（75±1）K 范围内。

6）按照技术规范要求处理数据，计算出第1次测量的电磁灶热效率η1。

7）重复上述步骤，计算出测量的电磁灶热效率η2、η3。

8）计算三次测量的电磁灶热效率平均值，作为电磁灶检测样本的热效率。

3 能效检测结果影响因素

3.1 热效率

1）初始水温调节

按照检测要求，初始水温在15℃±1℃范围内，实验室一般采取冰水和常温水混合调制水温的方式。在调制过程中，要注意搅拌几下，防止水温区域不均匀。搅拌之后，建议静置片刻，待数显温度计的显示数据稳定，再开始下一步操作。

2）切断电源时机

热效率检测温升要求在（75±1）K范围内，这个要求看似简单，但在实际操作过程中，不易把握。在八年的电磁灶热效率检测过程中，经常出现，要么温升达不到74K，要么温升超过76K，导致检测失败的情况。这个温升与切断电源的时机相关。不同厂家、不同型号的电磁灶的温升特性不一样，只有在检测过程中去观察，电磁灶属于温升较快，切断电源后温度迅速下降的情况，还是属于温升比较平稳，切断电源后温度还慢慢上升的情况。如果是前一种情况，就需要温升在76K左右时切断电源，而后一种情况则需要在温升约为75K时就要切断电源。具体何时切断，需要实验者在实际操作中观察总结。

3）非同步操作

家用电磁灶热效率测量过程中，涉及被测电磁灶、功率计、秒表、电源等设备同步启动和停止的操作，不可避免地存在不同步操作，只能尽可能地保证同步。在数据处理过程中，也考虑了非同步操作对测量结果的影响，引入了非同步操作不确定度，减少非同步操作对结果的影响。

4）标准水银温度计的插入深度

按检测要求，应当将标准水银温度计感温部分浸入标准锅水中的中心，且底端距离标准锅锅底10mm±2mm，标准水银温度计检定时采取的插入方式是全浸入，因此，建议在家用电磁灶热效率检测时，按照规则规定的插入深度对标准水银温度计进行校准，使用校准后的修正值，避免影响家用电磁灶热效率测量结果以及家用电磁灶能源效率等级判定。

5）电能量保留小数位数

JJF1261.3-2017《家用电磁灶能源效率标识计量检测规范》中没有明确说明，热效率检测过程中，终止数字功率计，记录数字功率计累计的电能量数值时，应当保留几位小数位数。对同一个家用电磁灶、同一组检测数据，比较了保留2位有效数字和保留3位有效数字的结果，发现两种修约情况下，计算得到的热效率值不同，导致判定的能效等级不同，从而得出完全不同的判定结果，这对于地方家用电磁灶能源效率标识计量检测监督抽查工作有很大的影响。

3.2 待机状态功率

接线板的功率对待机状态功率有影响。使用功率计测量电磁灶能效时，需要用到接线板连接线路，在多年的电磁灶能效检测中发现，有的接线板会出现功耗，按检测要求，接线板应当是无功耗的，但遇到过还未开始测量电磁灶的待机功率时，已经出现功耗的现象。经过各种排查，更换几个接线板测试，找到了无功耗的接线板。因此，建议在做电磁灶能效检测时，注意检查非检测状态下，是否存在接线板等设备有功耗的情况，以免影响检测结果。

4 地方能效标识监督抽查存在的问题

在近八年的地方能效标识监督抽查中，被抽查的产品，基本都按照标准要求，在产品的显著位置正确使用能源效率标识。不过存在一个问题：大部分电磁灶标注的待机状态功率正好为相应等级的待机功率，而在实测待机功率时，都小于标注的待机状态功率，这样并不便于消费者购买产品时参考选择。

5 家用电磁灶能效检测建议

我国家用电磁灶能效检测方法在环境条件、测量设备、具体检测方法等方面存在着一些弊端，如现行技术规范中使用的是水银温度计测量温度，但这种测量温度的方法存在缺陷。我国家用电磁灶能源效率检测与欧盟国家家用电磁灶能效检测之间存在着差异，我国目前采用的家用电磁灶能效检测方法自动化程度较低，人工操作导致检测结果误差较大，建议研究使用自动检测系统，降低整体不确定度，提高检测准确度。

6 结语

家用电磁灶能效检测方法并不复杂，但在具体检测过程中，需要特别注意文中讨论的影响测量结果的因素。这就要求计量检测人员熟悉家用电磁灶计量检测规程，不断提高操作技能，积累检测经验，从而更好地完成家用电磁灶的计量检测工作，规范家用电磁灶能源效率标识的标注，为家用电磁灶能源效率标识计量检测监督抽查提供技术保障和支撑。