空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在試驗(yàn)室質(zhì)量控制的應(yīng)用

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[摘要]試驗(yàn)室質(zhì)量控制是試驗(yàn)室管理過程中的重要一環(huán)，是確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信的重要手段，目前針對(duì)試驗(yàn)室對(duì)比、能力驗(yàn)證等通用質(zhì)量控制方法已有研究，但對(duì)空調(diào)器專用試驗(yàn)室質(zhì)量控制方面的研究相對(duì)較少。本文從空調(diào)器試驗(yàn)室質(zhì)量控制的各類因素出發(fā)，探討空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在試驗(yàn)室質(zhì)量控制中的應(yīng)用方法，為進(jìn)一步提高空調(diào)性能試驗(yàn)結(jié)果的可靠性提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]標(biāo)準(zhǔn)樣品；電子電器；空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)；質(zhì)量控制；能力驗(yàn)證；實(shí)驗(yàn)室對(duì)比

一、引言

近年來，隨著我國(guó)消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類產(chǎn)品的檢測(cè)業(yè)務(wù)逐年上升，這一現(xiàn)象對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)試驗(yàn)室的準(zhǔn)確度和可信度，以及檢測(cè)工作者的操作技術(shù)都提出了更高要求，試驗(yàn)室的質(zhì)量控制顯得越發(fā)重要。一般來說，試驗(yàn)室質(zhì)量控制的方案包括：定期使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)校準(zhǔn)，參加試驗(yàn)室間的對(duì)比檢測(cè)或能力驗(yàn)證以及用相同或不同方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)等等[1]。基于這幾個(gè)方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者已做了大量研究工作。目前的研究大多基于一般試驗(yàn)室質(zhì)量控制的方法或改進(jìn)措施，而實(shí)際操作過程中不同產(chǎn)品之間所用試驗(yàn)室質(zhì)量控制方法存在較大差異。基于此，針對(duì)空調(diào)器產(chǎn)品檢測(cè)試驗(yàn)室的質(zhì)量控制方式進(jìn)行研究探討。

二、空調(diào)器試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量的影響因素及控制對(duì)策

1.標(biāo)準(zhǔn)方面

通常來說，空調(diào)器性能檢測(cè)所用的焓差試驗(yàn)室和熱平衡試驗(yàn)室在初期建造時(shí)均應(yīng)嚴(yán)格參照GB/T7725-2004《房間空氣調(diào)節(jié)器》[2]或GB/T17758-2010《單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)》[3]等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試驗(yàn)收。同時(shí)，在試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)方法或原則進(jìn)行操作也是保證試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量最重要的因素之一。例如，在標(biāo)準(zhǔn)GB/T7725中規(guī)定使用熱平衡法測(cè)量空調(diào)器制冷量時(shí)，判斷工況穩(wěn)定的條件為“每隔10min測(cè)得的制冷量（穩(wěn)態(tài)制熱量）與30min平均值比較，保證偏差不超過2%”，這一條款既對(duì)試驗(yàn)過程的穩(wěn)定能力做出了要求，也對(duì)試驗(yàn)人員判定檢測(cè)開始的時(shí)機(jī)作了限定，從這一角度看，標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面包括了檢測(cè)設(shè)備、人員操作和環(huán)境參數(shù)等諸多要素。因此，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的正確理解和應(yīng)用是影響試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量的重要因素。

2．試驗(yàn)過程控制

試驗(yàn)過程控制包括被測(cè)樣品狀態(tài)、試驗(yàn)室狀態(tài)和耗材狀態(tài)等方面。首先，對(duì)于被測(cè)樣品而言，針對(duì)不同檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)對(duì)樣品的狀態(tài)進(jìn)行合理控制，例如在進(jìn)行空調(diào)器性能試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)樣品工作模式進(jìn)行預(yù)設(shè)，使樣機(jī)在額定制冷量、中間制冷量、低溫制熱量等檢測(cè)項(xiàng)目中按規(guī)定模式穩(wěn)定運(yùn)行，保證測(cè)試過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、溫度設(shè)定合乎規(guī)定。通常，對(duì)于樣品而言，其試驗(yàn)過程中的輸出控制均由制造商進(jìn)行規(guī)定，如無規(guī)定則按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行相關(guān)操作。其次，需要在遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)的同時(shí)，進(jìn)一步對(duì)試驗(yàn)室內(nèi)外溫濕度、氣流組織、電氣參數(shù)等條件進(jìn)行規(guī)定范圍內(nèi)要求下的調(diào)節(jié)和控制，這也對(duì)試驗(yàn)室本身的性能提出了要求。為了滿足檢測(cè)工況的穩(wěn)定，需要對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行定期計(jì)量校準(zhǔn)工作。除此之外，試驗(yàn)前后的檢查和保養(yǎng)也是保證試驗(yàn)室質(zhì)量的必要手段。

3．人員操作及誤差控制

人員操作是保證試驗(yàn)質(zhì)量的可控因素之一，就空調(diào)器性能檢測(cè)而言，裝機(jī)、充注制冷劑、連接風(fēng)道、添加加濕水、布置取樣器等重要工作均是由試驗(yàn)人員手動(dòng)完成，特別是裝機(jī)和風(fēng)道密封等操作更是極大程度影響空調(diào)試驗(yàn)過程中制冷量、風(fēng)量等性能參數(shù)的準(zhǔn)確度。因此，規(guī)范人員操作、定期進(jìn)行試驗(yàn)員培訓(xùn)是試驗(yàn)室質(zhì)量控制工作中的重要一環(huán)。另外，為減小誤差值，在進(jìn)行同一樣品試驗(yàn)時(shí)可采用不同人員按同一方法進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，或同一人員按不同方法進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)的方法。

4．標(biāo)準(zhǔn)樣品的應(yīng)用

目前，標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域試驗(yàn)室能力驗(yàn)證較多，而在空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)較少。根據(jù)CNAS-CL01:2018《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》的要求，使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或質(zhì)量控制物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)是試驗(yàn)室確保結(jié)果有效性的程序之一[4]。對(duì)于空調(diào)器而言，采用已知制冷量、消耗功率、風(fēng)量等特征值的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)通過同一方法（焓差法或熱平衡法）進(jìn)行測(cè)試，焓差室或熱平衡室可用來評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性，通過操作人員、測(cè)試條件變化后進(jìn)行綜合考核，并與已知標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的特征值進(jìn)行比較，進(jìn)而判定最終結(jié)果是否可以接受、試驗(yàn)室質(zhì)量控制是否滿足要求等[5]。

三、空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用

1．空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的類型

為了使空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在使用過程中具備更穩(wěn)定的檢測(cè)結(jié)果，需要綜合考慮安裝以及試驗(yàn)過程中存在的可能不確定性。從空調(diào)器的結(jié)構(gòu)形式來說，一般有整體式空調(diào)器（如窗式）、分體式空調(diào)器，表1列出了作為空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)時(shí)，整窗式空調(diào)器機(jī)與分體式機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)第2章空調(diào)器試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量的影響因素分析，窗式空調(diào)器具備人員操作簡(jiǎn)單、試驗(yàn)過程較容易控制的優(yōu)點(diǎn)。另外，窗式空調(diào)在作為空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)使用時(shí)，本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其穩(wěn)定性在應(yīng)對(duì)需要重復(fù)拆裝的條件下，也決定了其比分體式空調(diào)器更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2．窗式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制冷量的影響因素

窗式空調(diào)器在作為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)使用時(shí)具備一定的優(yōu)勢(shì)，但從重復(fù)使用試驗(yàn)的角度考慮，其制冷量參數(shù)仍存在一定程度的不穩(wěn)定性，具體原因表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。（1）室內(nèi)側(cè)凝結(jié)水的影響。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上，窗式空調(diào)器制冷模式下蒸發(fā)器部分的凝結(jié)水將通過底板進(jìn)入到冷凝器側(cè)然后通過排水口排除。因此，為保證排水的通暢，窗機(jī)的安裝需要沿排水方向保持3°~5°的傾斜角度，并通過量角器或者視檢來確認(rèn)此角度是否滿足要求。在此過程中，不同操作人員及實(shí)驗(yàn)室在安裝過程中的傾斜角度無法完全一致，導(dǎo)致冷凝水的排除效果無法統(tǒng)一，殘留水量的多少將在一定程度上影響換熱器的工作環(huán)境溫度，進(jìn)而影響換熱能力，導(dǎo)致制冷量測(cè)試結(jié)果存在偏差。（2）室內(nèi)側(cè)出風(fēng)方向的影響。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上，空調(diào)器的出風(fēng)口可調(diào)節(jié)，試驗(yàn)測(cè)試時(shí)按照要求調(diào)整至最大出風(fēng)狀態(tài)，在日常使用時(shí)可根據(jù)需要調(diào)整出風(fēng)角度。但是對(duì)于空調(diào)器性能測(cè)試，特別是焓差測(cè)試法，空調(diào)出風(fēng)方向及出風(fēng)角度影響靜壓調(diào)零的準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響風(fēng)量的測(cè)量，從而對(duì)制冷量測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生直接影響。

3．應(yīng)用流程及分析方法

空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在試驗(yàn)室質(zhì)量控制過程中可以分為以下四個(gè)步驟。首先根據(jù)試驗(yàn)的類別（如性能試驗(yàn)、安全試驗(yàn)等）對(duì)空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的形式、各類參數(shù)進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。以性能試驗(yàn)為例，可選擇窗式空調(diào)器作為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行質(zhì)量控制工作。另外，還需要對(duì)所選擇的或重新設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行性能特征值的確定，并取確定后的特征值作為標(biāo)準(zhǔn)值，后續(xù)試驗(yàn)室對(duì)比過程中將以標(biāo)準(zhǔn)值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。第二，在空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)類型及特征值確定后，確定試驗(yàn)室對(duì)比過程中的試驗(yàn)條件、參考標(biāo)準(zhǔn)和人員操作。方法包括同一人員在不同工況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試、不同人員在同一工況對(duì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試等等。第三，將多個(gè)試驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)特征值作為參考，分析各個(gè)試驗(yàn)室的不確定度，判斷測(cè)試結(jié)果是否均在限值范圍內(nèi)，進(jìn)而判定試驗(yàn)室是否穩(wěn)定可靠，同時(shí)也可對(duì)不同人員的操作是否正確作出判斷。最后，通過分析不同操作人員使用同一試驗(yàn)室、同一試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果，判斷各個(gè)試驗(yàn)人員的操作水平，將人員操作誤差和產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析，從操作誤差中吸取經(jīng)驗(yàn)并重新對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行培訓(xùn)，從而降低可控因素對(duì)試驗(yàn)室質(zhì)量控制的影響。

四、結(jié)論

試驗(yàn)室質(zhì)量控制活動(dòng)是提高測(cè)試結(jié)果可靠性的基本要求，標(biāo)準(zhǔn)樣品的應(yīng)用可為這一活動(dòng)提供良好的技術(shù)支撐。從空調(diào)器試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量控制以及空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的應(yīng)用來說，總結(jié)如下。（1）影響空調(diào)器試驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量的因素包括但不限于標(biāo)準(zhǔn)理解、試驗(yàn)過程控制、人員操作、誤差控制以及標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)用等方面。（2）通過表1的空調(diào)器結(jié)構(gòu)比對(duì)分析可以看出，窗式空調(diào)器較分體式空調(diào)在安裝、真空度及制冷劑充注量等方面有明顯優(yōu)勢(shì)，是標(biāo)準(zhǔn)樣品的優(yōu)選方案。（3）窗式空調(diào)器作為標(biāo)準(zhǔn)樣品使用時(shí)，仍需考慮凝結(jié)水、出風(fēng)方向等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化凝結(jié)水排除及出風(fēng)角度控制等。（4）空調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)應(yīng)用于試驗(yàn)室質(zhì)量控制工作時(shí)，可包括但不限于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)選擇、標(biāo)準(zhǔn)方法確定、試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比和人員培訓(xùn)等流程。

[參考文獻(xiàn)]

[1]華如霞.有關(guān)試驗(yàn)室質(zhì)量控制問題的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,(11).

[2]全國(guó)家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).房間空氣調(diào)節(jié)器：GB/T7725-2004[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[3]全國(guó)冷凍空調(diào)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)：GB/T17758-2010[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[4]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則：CNAS-CL01:2018[S].2018-03.

[5]標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)用指南示例[J].家電科技,2020,(4):120-121.

作者：楊雙 趙洋 李欣